Silicone lubricants and compounds for rubber gaskets

The article describes gaskets classification, requirements towards them, main operation problems, recommendations on silicone lubricants and compounds application on rubber gaskets in different connection types.

1. Классификация уплотнений. Требования к уплотнениям. Основные проблемы при эксплуатации
2. Требования к смазочным материалам и компаундам для резиновых уплотнений
3. Силиконовые смазки и компаунды для резиновых уплотнителей неподвижных деталей
4. Силиконовые смазки и компаунды для резиновых уплотнителей соединений с вращательным движением
5. Силиконовые смазки и компаунды для резиновых уплотнителей соединений с возвратно-поступательным движением

 

1. Классификация уплотнений. Требования к уплотнениям. Основные проблемы при эксплуатации

Уплотнения (уплотнители) – это совокупность деталей, образующих конструкцию, предназначенную для обеспечения герметичности. Уплотнения служат для создания барьера между разнородными средами, предотвращая, с одной стороны, проникновение компонентов внешней среды (например, пыли) в трибосистему, с другой стороны, утечку смазочного материала или рабочей среды.

По характеру уплотняемых соединений уплотнительные устройства подразделяются на три основные группы:
• для неподвижных соединений (прокладки крышек корпусов, фланцев и т.д.);
• для соединений с вращательным движением (уплотнения валов);
• для соединений с возвратно-поступательным движением деталей (уплотнения штоков и поршней).

К уплотнительным устройствам предъявляется ряд следующих основных требований:
• обеспечение необходимой степени герметизации в течение заданного срока службы или в пределах заданного числа рабочих циклов с учетом условий эксплуатации агрегата; • обеспечение минимальных потерь на трение и снижение нагрева от действия сил трения;
• стойкость к рабочей среде;
• предотвращение коррозии сопряженных деталей;
• удобство демонтажа уплотняющих деталей.

Для изготовления уплотнений применяют, в основном, эластомеры – относительно мягкие и эластичные материалы (например, резины), которые легко принимают форму сопряженных деталей. Такие материалы в процессе эксплуатации склонны прилипать к металлическим деталям. При этом коэффициент трения покоя увеличивается до значений f = 1…1.2, что вызывает необходимость приложения больших усилий в момент страгивания с места подвижных частей. Срок службы уплотнений в этом случае значительно снижается. Кроме того, затрудняется демонтаж прилипших уплотнителей при необходимости сохранения их целостности.

В процессе длительного хранения или в ходе эксплуатации под воздействием неблагоприятных факторов окружающей и рабочей среды, температур и нагрузок происходит старение материала уплотнительных устройств. Потеря эластичности, набухание или усадка приводят к разрушению материала уплотнений, снижению или утрате их герметизирующих свойств.

Для решения задач увеличения срока службы уплотнений, снижения трения, повышения их герметизирующих свойств и облегчения монтажа/демонтажа производители при сборке оборудования примененяют специальные смазочные материалы.

 

2. Требования к смазкам и компаундам для резиновых уплотнений

Пластичные смазки на основе обычных минеральных или эфирных масел, как правило, несовместимы с эластомерными материалами, вызывают их набухание или усадку, поэтому непригодны для использования в уплотнительных устройствах. Смазочные материалы, свойства которых не соответствуют условиям эксплуатации, не обеспечивают надежную защиту пластмассовых и эластомерных элементов уплотнителей и сокращают срок их службы.

Для обеспечения надежной защиты резиновых уплотнителей смазки должны отвечать следующим требованиям:
- быть совместимыми с материалом уплотнений и сопряженных деталей;
- иметь широкий диапазон рабочих температур;
- обеспечивать защиту от старения и растрескивания;
- снижать трение и износ;
- повышать герметичность;
- обеспечивать разделительный эффект;
- обеспечивать долговременное смазывание;
- быть устойчивыми к смыванию и воздействиям окружающей среды.

Силиконовые смазки и компаунды Molykote от компании Dow Corning для резиновых уплотнителей полностью отвечают изложенным требованиям. Они совместимы с резинами, поэтому не вызывают набухания и усадки сверх допустимых пределов, а также растрескивания уплотнений. Пластичные смазки и компаунды для резиновых уплотнений устойчивы к смыванию, обеспечивают долговременное смазывание и не разрушаются в результате негативного воздействия рабочих сред.

Применение силиконовых компаундов и пластичных смазок для улучшения герметичности, снижения трения и износа, защиты от старения, облегчения монтажа и демонтажа резиновых уплотнений способствует повышению надежности и долговечности машин и оборудования, а также снижению эксплуатационных расходов.

 

3. Силиконовые смазки и компаунды для резиновых уплотнителей неподвижных деталей

Под действием высоких температур и агрессивной окружающей или рабочей среды в процессе эксплуатации резиновые уплотнения неподвижных деталей (например, плоских поверхностей фланцев, крышек, защитных колпачков, уплотнения дверей, капота и багажника автомобилей) подвержены схватыванию и прилипанию к сопряженным деталям, что делает невозможным их последующий демонтаж без повреждений. Кроме того, в тяжелых условиях работы срок их службы существенно сокращается, а герметичность узлов нарушается.

Чтобы резиновые уплотнения неподвижных соединений могли противостоять агрессивным факторам эксплуатации и окружающей среды рекомендуется применять силиконовые смазочные материалы Molykote и компаунды, перечисленные в таблице 1.

Таблица 1

Смазочный материал, диапазон рабочих температур, °С Описание смазочного материала Применение для резиновых уплотнений неподвижных соединений
Dow Corning High Vacuum Grease,
-40…+200° C
Силиконовая морозо-,  термо- и химически стойкая пластичная смазка с повышенными герметизирующими свойствами для запорной арматуры и уплотнений, подходит для применения в вакуумных системах - уплотнения фланцевых соединений
- уплотнения вакуумных систем
- уплотнения манометров
- уплотнения подводноволоконных линий связи
- уплотнения запорной арматуры
-герметизирующие устройства
- уплотнения дезодораторов
- уплотнения станков лазерной резки металла, ионно-плазменных установок
- уплотнения дверей и стекол электропечей
- уплотнения оптических приборов
Molykote 111 Compound,
-40…+204° C
Силиконовый морозо-, термо- и химически стойкий компаунд для смазывания, герметизации, электроизоляции, применяемый в вакуумных системах, системах питьевого водоснабжения и др. - уплотнение крышек, фланцев, запорной арматуры, пневматических систем печей, элегазовых выключателей
- уплотнения в системе отопления, вентиляции, кондиционирования, водоочистного и водонагревательного оборудования
- уплотнения сепараторов, дезодораторов, гомогенизаторов, автоматов розлива
- уплотнения редукторов

Molykote 111 Compound,
-40…+204° C





Dow Corning 4,
-57…+204° C

Силиконовый морозо-, термо- и химически стойкий компаунд для смазывания, герметизации, электроизоляции, применяемый в вакуумных системах, системах питьевого водоснабжения и др.


Силиконовый морозо-, термо- и химически стойкий компаунд, применяемый для электроизоляции, в качестве герметизирующей смазки и при сборке

- защитные колпачки высоковольтных проводов системы зажигания самолетов, автомобилей, судов
Dow Corning 4,
-57…+204° C



Dow Corning 7,
-40…+204° C

Силиконовый морозо-, термо- и химически стойкий компаунд, применяемый для электроизоляции, в качестве герметизирующей смазки и при сборке


Силиконовый морозо- и термостойкий компаунд, применяемый для смазки, в качестве защитного покрытия и разделительного состава

- уплотнения запорной арматуры
- герметизирующие устройства

Dow Corning 7,
-40…+204° C
Силиконовый морозо- и термостойкий компаунд, применяемый для смазки, в качестве защитного покрытия и разделительного состава - уплотнения линий розлива;
- уплотнения теплообменников, сепараторов, дозаторов;
- уплотнения водоочистного оборудования
Molykote 3452,
-31…+232° C
Фторсиликоновая термо- и химически стойкая пластичная смазка для высоких нагрузкок, обладающая повышенными герметизирующими свойствами и применяемая в вакуумных системах - прокладки, подверженные коррозии или воздействию агрессивных химикатов или высоких температур
- уплотнители и прокладки компрессоров
- уплотнения трубопроводов
- уплотнения фланцев
- уплотнения запорной арматуры
- герметизирующие устройства
- уплотнения вытяжных систем вентиляции
Molykote 55 O-Ring,
-65…+175° C
Силиконовая морозо- и термостойкая пластичная смазка для кольцевых уплотнений - резиновые уплотнения
- уплотнения в дыхательных аппаратах
-уплотнения термопластавтоматов
- резиновые уплотнения
- уплотнения теплообменников
- уплотнения приборов для каротажа скважин
Molykote 7508,
-40…+150° C
Силиконовая морозо- и термостойкая пластичная смазка для запорной арматуры - уплотнения запорной арматуры
Molykote G-5008,
-30…+200° C
Силиконовая термостойкая диэлектрическая пластичная смазка, подходит для смазывания высоковольтных колпачков свечей зажигания - высоковольтные колпачки свечей зажигания
Molykote PG-21,
-50…+190
° C
Силиконовая морозо- и термостойкая пластичная смазка - уплотнения оборудования для очистки воды
Molykote Separator Spray,
-40…+200° C
Силиконовое масло с пищевым допуском в аэрозольной упаковке, применяемое как разделительный состав при производстве резиновых и пластмассовых изделий, для смазывания уплотнений и узлов трения скольжения - смазка и защита резиновых уплотнений
- уплотнения дверей, капота и багажника автомобилей
- уплотнения пресс-форм термопластавтоматов
- уплотнения электроэрозионных станков

 

4. Силиконовые смазки и компаунды для резиновых уплотнителей соединений с вращательным движением

Особенностями работы уплотнений таких  соединнений являются плохие условия отвода тепла, выделяемого в зоне трения, а также сравнительно быстрый износ уплотнительных элементов и соответствующего участка вала, особенно при наличии давления запираемой среды. Монтаж уплотнений вращающихся валов зачастую требует применения специальных смазок. Основными критериями их выбора являются совместимость с материалами уплотнений, диапазон рабочих температур, стойкость к внешней среде и антифрикционные свойства.

Как показывает практика, для контактных уплотнений при вращательном движении опасен фрикционный разогрев, обусловленный высоким коэффициентом трения. При значительном локальном повышении температуры в месте контакта резиновые уплотнения могут обугливаться. При этом на соответствующем участке вала структура металла изменяется, появляются цвета побежалости. Поэтому снижение трения в контактных уплотнениях соединений с вращательным движением с помощью специальных смазочных материалов является весьма актуальной задачей.

Высокоэффективные силиконовые смазки Molykote для резиновых уплотнителей (см. табл. 2) значительно снижают коэффициент трения при вращательном движении, повышают герметичность и значительно продлевают срок их службы.

Таблица 2

Смазочный материал, Диапазон рабочих температур, °С Описание смазочного материала Применение для резиновых уплотнений неподвижных соединений
Dow Corning 4,
-57…+204° C



Dow Corning 7,
-40…+204° C

Силиконовый морозо-, термо- и химически стойкий компаунд, применяемый для электроизоляции, в качестве герметизирующей смазки и при сборке

Силиконовый морозо- и термостойкий компаунд, применяемый для смазки, в качестве защитного покрытия и разделительного состава

- уплотнения шаровых шарниров рулевых тяг
- уплотнения запорной арматуры
- герметизирующие устройства

Dow Corning 7,
-40…+204° C
Силиконовый морозо- и термостойкий компаунд, применяемый для смазки, в качестве защитного покрытия и разделительного состава - уплотнения водоочистного оборудования
Dow Corning High Vacuum Grease,
-40…+200° C
Силиконовая морозо-,  термо- и химически стойкая пластичная смазка с повышенными герметизирующими свойствами для запорной арматуры и уплотнений, подходит для применения в вакуумных системах -уплотнения запорной арматуры
- герметизирующие устройства
- уплотнения вакуумных систем
- уплотнения оптических приборов
Molykote 111 Compound,
-40…+204° C
Силиконовый морозо-, термо- и химически стойкий компаунд для смазывания, герметизации, электроизоляции, применяемый в вакуумных системах, системах питьевого водоснабжения и др. - пыльники шарниров равных угловых скоростей, редукторов, термопластавтоматов, сальниковые уплотнения
- уплотнения запорной арматуры, водоочистного оборудования
- уплотнения в системе отопления, вентиляции, кондиционирования
- уплотнения бурового оборудования
- уплотнения машин офсетной печати
Molykote 3452,
-31…+232° C
Фторсиликоновая термо- и химически стойкая пластичная смазка для высоких нагрузкок, обладающая повышенными герметизирующими свойствами и применяемая в вакуумных системах - прокладки, подверженные коррозии или воздействию агрессивных химикатов или высоких температур
- уплотнения запорной арматуры
- герметизирующие устройства
- уплотнители и прокладки компрессоров
- уплотнения вытяжных систем вентиляции
Molykote 55 O-Ring,
-65…+175° C
Силиконовая морозо- и термостойкая пластичная смазка для кольцевых уплотнений - резиновые уплотнения
- сальниковые уплотнения подшипников качения
- уплотнительные кольца задвижек нефтепроводов
Molykote 7508,
-40…+150° C
Силиконовая морозо- и термостойкая пластичная смазка для запорной арматуры - уплотнения запорной арматуры, смазка сальниковых устройств
Molykote G-807,
-40…+150° C
Силиконовый морозо- и термостойкий компаунд, модифицированный ПТФЭ,  с высокими антифрикционными свойствами - герметизирующие устройства
Molykote PG-21,
-50…+190° C
Силиконовая морозо- и термостойкая пластичная смазка - уплотнения оборудования для очистки воды
Molykote PG-54,
-50…+180° C
Силиконовая морозо- и термостойкая пластичная смазка - прокладки водяных насосов
Molykote Separator Spray,
-40…+200° C
Силиконовое масло с пищевым допуском в аэрозольной упаковке, применяемое как разделительный состав при производстве резиновых и пластмассовых изделий, для смазывания уплотнений и узлов трения скольжения - смазка и защита резиновых уплотнений
- уплотнения пресс-форм термопласт автоматов
- уплотнения электроэрозионных станков
- уплотнения машин офсетной печати

 

5. Силиконовые смазки и компаунды для резиновых уплотнителей соединений с возвратно-поступательным движением

К данному типу относятся уплотнения гидравлических и пневматических приводов. До недавнего времени уплотнениям пневматических систем не требовалась дополнительная смазка, т.к. в качестве рабочей среды применялся воздух с распыленными в нем частицами масла. В настоящее время широко применяется воздух под давлением без масла.

Существенными проблемами при работе уплотнений становятся прилипание резины к сопряженным металлическим поверхностям в состоянии покоя, значительные силы трения при страгивании штоков с места, выдавливание резины в зазоры. В результате повреждений и местных защемлений уплотнений при перекосе штока они часто разрываются. При этом происходит разгерметизация и утечка рабочей среды.

При температурах ниже -20 °С резина затвердевает, теряет эластичность и перестает выполнять свои герметизирующие функции. При возвратно-поступательном движении металлической детали относительно уплотнения начинается утечка.

При нагреве более +120…+140 °С резина также теряет упругие свойства, становясь чрезмерно пластичной. В этом случае также происходит разгерметизация узла.

Для защиты, максимального снижения трения, повышения герметичности и увеличения срока службы резиновых уплотнений соединений с возвратно-поступательным движением требуется применение специальных смазочных материалов.

Смазочные материалы Molykote существенно снижает коэффициент трения и требуемую мощность привода, увеличивая КПД оборудования за счет уменьшения количества выделяемого тепла.

Примеры применения силиконовых компаундов и смазок Molykote для резиновых уплотнений соединений с возвратно-поступательным движением приведены в таблице 3.

Таблица 3

Смазочный материал, диапазон рабочих температур, °С Описание смазочного материала Применение для резиновых уплотнений неподвижных соединений
Dow Corning High Vacuum Grease,
-40…+200° C
Силиконовая морозо-,  термо- и химически стойкая пластичная смазка с повышенными герметизирующими свойствами для запорной арматуры и уплотнений, подходит для применения в вакуумных системах - уплотнения запорной арматуры
- герметизирующие устройства
- уплотнения вакуумных систем
- уплотнения станков лазерной резки металла, ионно-плазменных установок
- уплотнения оптических приборов
Molykote 111 Compound,
-40…+204° C
Силиконовый морозо-, термо- и химически стойкий компаунд для смазывания, герметизации, электроизоляции, применяемый в вакуумных системах, системах питьевого водоснабжения и др. - уплотнения запорной арматуры
- манжеты дозаторов
-сальниковые уплотнения
- уплотнения в системе отопления, вентиляции, кондиционирования
- уплотнения пневматических систем
- уплотнения тормозного цилиндра, шарниров равных угловых скоростей
- уплотнения гомогенизаторов, водоочистного оборудования
Dow Corning 4,
-57…+204° C


Dow Corning 7,
-40…+204° C

Силиконовый морозо-, термо- и химически стойкий компаунд, применяемый для электроизоляции, в качестве герметизирующей смазки и при сборке


Силиконовый морозо- и термостойкий компаунд, применяемый для смазки, в качестве защитного покрытия и разделительного состава

- уплотнения  шаровых шарниров рулевых тяг
- уплотнения запорной арматуры
- герметизирующие устройства
Dow Corning 7,
-40…+204° C
Силиконовый морозо- и термостойкий компаунд, применяемый для смазки, в качестве защитного покрытия и разделительного состава - уплотнения водоочистного оборудования
Molykote 33 Medium,
-73…+204° C
Силиконовая морозо- и термостойкая пластичная смазка, подходит для применения в узлах трения точных механизмов и приборов - уплотнения амортизаторных стоек
- защитные колпачки реечной передачи рулевого управления
Molykote 3452,
-31…+232° C
Фторсиликоновая термо- и химически стойкая пластичная смазка для высоких нагрузкок, обладающая повышенными герметизирующими свойствами и применяемая в вакуумных системах - прокладки, подверженные коррозии или воздействию агрессивных химикатов или высоких температур
- уплотнения компрессоров
- уплотнения запорной арматуры
- герметизирующие устройства
Molykote 55 O-Ring,
-65…+175° C
Силиконовая морозо- и термостойкая пластичная смазка для кольцевых уплотнений - резиновые уплотнения
- кольцевые уплотнения между металлическими и резиновыми деталями, например, в пневматических системах самолетов, автомобилей и промышленных приборов общего назначения; 
- уплотнения амортизаторных стоек
- уплотнительные кольца задвижек нефтепроводов
Molykote 7508,
-40…+150° C
Силиконовая морозо- и термостойкая пластичная смазка для запорной арматуры - уплотнения запорной арматуры, сальниковые устройства
Molykote 822 M,
-40…+200° C
Силиконовая морозо- и термостойкая пластичная смазка, подходит для смазывания уплотнительных колец пневмо- и гидросистем - уплотнительные кольца пневмо- и гидросистем, например, тормозных систем автомобилей
Molykote G-807,
-40…+150° C
Силиконовый морозо- и термостойкий компаунд, модифицированный ПТФЭ,  с высокими антифрикционными свойствами - герметизирующие устройства
- уплотнения рабочего цилиндра сцепления
- защитные колпачки реечной передачи рулевого управления автомобилей
Molykote PG-21,
-50…+190° C
Силиконовая морозо- и термостойкая пластичная смазка - уплотнения штоков
- уплотнения пневмоцилиндров
- уплотнения оборудования для очистки воды
Molykote PG-54,
-50…+180° C
Силиконовая морозо- и термостойкая пластичная смазка - манжетные уплотнения вакуумного усилителя тормозной системы
- уплотнения главного цилиндра сцепления
Molykote Separator Spray,
-40…+200° C
Силиконовое масло с пищевым допуском в аэрозольной упаковке, применяемое как разделительный состав при производстве резиновых и пластмассовых изделий, для смазывания уплотнений и узлов трения скольжения - уплотнения машин офсетной печати
- уплотнения электроэрозионных станков

При монтаже без применения смазочных материалов запирающие поверхности резиновых уплотнений часто повреждаются. При этом уплотнительные устройства перестают выполнять герметизирующие функции.

Перечисленные в статье силиконовые смазки и компаунды от Dow Corning выполняют функции сборочных смазок, обеспечивая очень низкий коэффициент трения и защищая резиновые уплотнения от разрывов и растрескиваний.

Пластичные мазки и компаунды Molykote, рекомендуемые для уплотнений, проходят в лабораториях Dow Corning специальные испытания на совместимость с эластомерами и пластмассами - образцы смазки наносятся на испытуемый материал и выдерживаются в течение длительного времени в соответствии со стандартной процедурой. Тем не менее, учитывая большое количество типов эластомеров и пластмасс, перед применением любых смазок или компаундов необходимо провести предварительные тесты на конкретном образце полимера.

Other articles