Тема: Способы герметизации резьбовых соединений
СНиП 3.05.01-85 конкретно приводит в качестве уплотнителя для резьбовых соединений ленту ФУМ или льняную прядь, пропитанную свинцовым суриком или белилами, замешанными на олифе. Наиболее авторитетный СНиП 3.05.02-88 ГАЗОСНАБЖЕНИЕ предписывает: "Для уплотнения резьбовых соединений следует применять льняную прядь по ГОСТ 10330-76, пропитанную свинцовым суриком по ГОСТ 19151-73, замешанным на олифе по ГОСТ 7931-76, а также фторопластовые и другие уплотнительные материалы при наличии на них паспорта или сертификата завода-изготовителя."
Рассмотрим достоинства и недостатки данных основных и других наиболее распространенных в настоящее время способов уплотнения резьбы.
Лента ФУМ
Лента из тонкой фторопластовой пленки, химическое название политетрафторэтилен или ПТФЭ (PTFE). Раньше весь объем производства уходил на нужды оборонного комплекса. После распада оборонной промышленности производителям ничего не остается как искать гражданские сферы применения.
Преимущества
Легкость свинчивания фитингов, благодаря антифрикционным свойствам. Превосходная химическая стойкость. Может применяться для уплотнения в среде чистого кислорода.
Недостатки
Неудовлетворительная надежность герметизации из-за отсутствия какой бы то ни было адгезии к уплотняемым поверхностям и свойства хладотекучести. При температурных подвижках трубопроводов, например, в системах с горячей водой, происходит выскальзывание ленты из зазора резьбы, что приводит к утечкам.
По той же причине метод не пригоден для уплотнения трубопроводов, подвергающихся вибрациям.
Низкая надежность уплотнения фитингов с очень грубой поверхностью резьбы, вследствие разрушения пленки при свинчивании.
При монтаже соединений с очень гладкой поверхностью резьбы и при малом резьбовом зазоре наблюдается выдавливание ленты ФУМ из соединения в момент сборки («бульдозерный» эффект).
Низкая надежность герметизации при уплотнении резьбовых соединений труб Ду 25мм и выше.
Льняная прядь со свинцовым суриком на олифе
Традиционный способ уплотнения. Свинцовый сурик нужен для того, чтобы совместно с натуральной (имеется в виду с льняной) олифой, производить пассивацию стальной поверхности.
Преимущества
Олифа выступает в качестве натурального полимера, а соединения свинца предотвращают коррозию металлического соединения.
При правильном использовании уплотнение способно служить долго и надежно.
Лен, в т.ч. особо чистый, можно легко найти на любом рынке.
Недостатки
В отличие ото льна, натуральная олифа это уже особый продукт, а свинцовый сурик придется поискать (например, у моряков). Поэтому нередко используется железный сурик, который, в отличие от свинцового сурика, не только не защищает поверхность резьбы стальных фитингов от коррозии, а, наоборот, способствует последней.
Иллюстрация 1. Соединение лен + краска. Спустя 1 год. Развитие коррозии на резьбе оцинкованной трубы (фото после обработки металлической щеткой).
Осуществить контроль качества всех компонентов (лен, олифа, сурик) достаточно тяжело, а на практике почти невозможно, поэтому неизбежно допускают отступления от описанной в ГОСТах технологии, что ведет к резкому сокращению качества уплотнения.
Герметизация льном требует особых навыков, так как необходимо не только правильно укладывать пряди на резьбу, но и правильно наносить краску. Лен в силу своей гигроскопичности (способности поглощать воду) может простить ошибки монтажников, но лишь на первое время. Соединение собранное неправильно (даже с правильным суриком и правильной олифой) быстрее даст течь.
Срок службы уплотнений на льне в системах отопления существенно ниже, чем в системах с постоянным присутствием среды, так как режим их работы способствует то истлеванию и/или усыханию (летом), то разбуханию и выгоранию волокон (зимой).
Слабая химическая стойкость материалов к агрессивным средам (в т.ч. антифризам автономных отопительных систем), ведущая к потере герметичности.
Трудно уплотнять тонкостенные соединения с малым зазором из-за угрозы разрушения соединения в ходе скрутки или эксплуатации при разбухании льна (производители алюминиевых радиаторов сами рекомендуют анаэробные герметики, чтобы ничего не лопнуло).
Иллюстрация 2. Труба системы водяного отопления. Лен + краска. Потеря герметичности через 1 месяц после начала отопительного периода.
Иллюстрация 3. Труба системы водяного отопления. Лен + краска. Потеря герметичности через 1 год после монтажа.
Иллюстрация 4. Труба системы водяного отопления. Пока герметично, но с трудом разборно.
Льняная прядь с любой краской, сборка на "сухую прядь", то есть безо всякой краски, лен с фумом.
Преимущества
Позволяет решить проблему герметизации на первое время.
Недостатки
Значительно меньшая эффективность по сравнению с любым существующим методом при воспроизведении технологии в статистически значимых масштабах.
Комбинация методов уплотнения, сочетание не сочетаемых материалов приводят к радикальному снижению качества герметизации, снижению срока службы уплотнений.
Значительно большие трудозатраты при монтаже. Способы нетехнологичны и неудобны.
Слабая химическая стойкость материалов к агрессивным средам (в т.ч. антифризам автономных отопительных систем), ведущая к потере герметичности.
Невысыхающие герметики
Являются удобным и несложным методом герметизации соединений труб. Такие уплотнения представляют собой очень вязкий пастообразный продукт, на основе синтетических смол, масел и наполнителей. Используется специально в конкретных случаях при определенных режимах работы (в основном на безнапорных системах).
Преимущества
Смазка поверхности резьбы и защита от коррозии. Предотвращает заедание в резьбе при сборке. Простота сборки фитингов, легкий демонтаж. Технологичный и удобный метод для соединений трубопроводов с небольшим давлением среды.
Недостатки
Надежность уплотнения до определенного давления. Превышение давления вызывает постепенное выдавливание уплотнительного материала из резьбового зазора. Отсутствие прочной фиксации соединения.
Слабая химическая стойкость материалов к агрессивным средам (в т.ч. антифризам автономных отопительных систем), ведущая к потере герметичности.
Промазка льняной пряди специально предназначенным герметиком (как вариант автомобильным силиконовым герметиком)
Способ, получающий все большее распространение в силу недостатков классической технологии с олифой и суриком и представляющий из себя комбинацию невысыхающих герметиков с льняной прядью.
Достоинства
Смазка поверхности резьбы и защита от коррозии. Предотвращает заедание в резьбе при сборке. Простота сборки фитингов, легкий демонтаж. Пропитка льна компонентами состава приводит к резкому снижению гигроскопичности. Лен препятствует выдавливанию герметика при кратковременном превышении давления среды. Более прочная фиксация соединения благодаря льну.
Недостатки
Надежность уплотнения достигается лишь при обильном нанесении состава на лен. Вообще свойства льна в местах, где герметик есть, и куда он не попал существенно различаются по способности к водопоглощению, что затрудняет оценку герметичности соединения. Возможность уплотнения существенно меняется в зависимости от способа нанесения и количества состава.
Слабая химическая стойкость материалов к агрессивным средам (в т.ч. антифризам автономных отопительных систем), опасная потерей герметичности.
Герметики на основе растворителей
Являются высыхающими пастами. Метод герметизации резьбовых соединений очевидный с технической точки зрения. В нашей стране широко применяется недавно, но из-за высокой цены импортного продукта, обычно используется совместно с льняной прядью, что снижает затраты, но вместе с тем ухудшает технологичность метода.
Достоинства
Обеспечивает смазку резьбы. Состав высыхает в зазоре и приобретает устойчивость к выдавливанию из зазора под давлением. Хорошая фиксация соединения.
Недостатки
При большом зазоре резьбы возможность усадки герметика в процессе высыхания, вследствие испарения растворителя. Поэтому после высыхания герметика может потребоваться дополнительная подтяжка фитингов.
Уплотнительная нить
Шнур из синтетического волокна, пропитанный специальным герметизирующим составом («Тангит Унилок», «Локтайт 55», подмотка для труб «Рекорд» изготавливаемая на нашем предприятии).
Преимущества
Самый технологичный метод уплотнения в настоящее время.
Уплотнительный материал готов к использованию.
Очевидная простота использования и высокая надежность уплотнения при низкой стоимости материала.
Продукт максимально эффективен в самых различных условиях и диапазонах работы: в водопроводах холодной и горячей воды, теплосети с температурой до 120°С, резьбовые соединения систем подачи природного газа, сжатого воздуха.
Материал можно использовать на мокрой резьбе или при низкой температуре воздуха, когда использование других способов затруднено.
Голова не болит о компонентах и составе (все уже готово), руками не нужно заниматься красками (растворителями, кистями). Намотал — закрутил — отрегулировал — готово!
Нить способна серьезно противодействовать коррозии (см. иллюстрацию)
Иллюстрация 5. Резьбовое соединение на подмотке "Рекорд" разобрано спустя 4 года.
Иллюстрация 6. Под нитью резьба как новая.
Недостатки
Повышенный расход материала при использовании для уплотнения резьбовых соединений труб большого диаметра (Ду выше 50мм).
Слабая химическая стойкость материалов к агрессивным средам (в т.ч. антифризам автономных отопительных систем), опасная потерей герметичности.
Анаэробные гели
Жидкие композиции различной вязкости, способные длительное время оставаться на воздухе в стабильном состоянии без изменения свойств. Но когда эти составы попадают в узкие зазоры между металлическими поверхностями, то там, в отсутствие кислорода воздуха и в контакте с металлом, происходит их быстрая полимеризация без усадки или расширения. Образуется прочная, твердая, термореактивная пластмасса, заполняющая резьбовой зазор и имеющая адгезию к металлу резьбы. В результате обеспечивается надежная герметичность не зависящая от рабочего давления и усилия свинчивания соединения. Такое свойство анаэробов отвердевать только в небольшом зазоре, является ценным, так как излишки состава на открытой поверхности остаются жидкими и не засоряют рабочие каналы и седла клапанов. Незатвердевший состав с наружных поверхностей удаляют салфеткой, а с внутренних он смывается водой. Инструменты и руки при попадании состава моются водой с мылом.
Преимущества
Предельная простота применения;
Легкость сборки благодаря смазывающим свойствам состава;
Уплотняют резьбу независимо от усилия скрутки;
Способность работать при больших давлениях вплоть до разрыва трубы
Не твердеют на открытой поверхности, излишки продукта легко удалить;
Лучшая экономическая эффективность сочетания "цена-надежность";
Высокая химическая стойкость к маслам, антифризам, спиртам, фреонам, бензинам и т.п.
Одинаково легко уплотняют как малые, так и большие диаметры (до 4 дюймов включительно), главное соблюдать принцип нанесения: на всю наружную резьбу, начальные витки внутренней и в количестве достаточном для заполнения всего объема резьбового зазора.
Анаэробные герметики наиболее надежно защищают соединения от коррозии (см. иллюстрацию)
Иллюстрация 7. Резьбовое соединение на "Сантехмастер геле зеленом" разобрано спустя 4 года. Разрушенный полимер на резьбе напоминает крошкообразную массу.
Иллюстрация 8. После чистки металлической щеткой резьба блестит как новая на всем протяжении. Деталь может быть использована повторно.
Недостатки
Не рекомендуются для применения в соединениях более 4 дюймов.
Не применяют при пониженных температурах, вследствие медленной полимеризации.
Используются только на сухой и чистой поверхности резьбы.
Рассмотрим достоинства и недостатки данных основных и других наиболее распространенных в настоящее время способов уплотнения резьбы.
Лента ФУМ
Лента из тонкой фторопластовой пленки, химическое название политетрафторэтилен или ПТФЭ (PTFE). Раньше весь объем производства уходил на нужды оборонного комплекса. После распада оборонной промышленности производителям ничего не остается как искать гражданские сферы применения.
Преимущества
Легкость свинчивания фитингов, благодаря антифрикционным свойствам. Превосходная химическая стойкость. Может применяться для уплотнения в среде чистого кислорода.
Недостатки
Неудовлетворительная надежность герметизации из-за отсутствия какой бы то ни было адгезии к уплотняемым поверхностям и свойства хладотекучести. При температурных подвижках трубопроводов, например, в системах с горячей водой, происходит выскальзывание ленты из зазора резьбы, что приводит к утечкам.
По той же причине метод не пригоден для уплотнения трубопроводов, подвергающихся вибрациям.
Низкая надежность уплотнения фитингов с очень грубой поверхностью резьбы, вследствие разрушения пленки при свинчивании.
При монтаже соединений с очень гладкой поверхностью резьбы и при малом резьбовом зазоре наблюдается выдавливание ленты ФУМ из соединения в момент сборки («бульдозерный» эффект).
Низкая надежность герметизации при уплотнении резьбовых соединений труб Ду 25мм и выше.
Льняная прядь со свинцовым суриком на олифе
Традиционный способ уплотнения. Свинцовый сурик нужен для того, чтобы совместно с натуральной (имеется в виду с льняной) олифой, производить пассивацию стальной поверхности.
Преимущества
Олифа выступает в качестве натурального полимера, а соединения свинца предотвращают коррозию металлического соединения.
При правильном использовании уплотнение способно служить долго и надежно.
Лен, в т.ч. особо чистый, можно легко найти на любом рынке.
Недостатки
В отличие ото льна, натуральная олифа это уже особый продукт, а свинцовый сурик придется поискать (например, у моряков). Поэтому нередко используется железный сурик, который, в отличие от свинцового сурика, не только не защищает поверхность резьбы стальных фитингов от коррозии, а, наоборот, способствует последней.
Иллюстрация 1. Соединение лен + краска. Спустя 1 год. Развитие коррозии на резьбе оцинкованной трубы (фото после обработки металлической щеткой).
Осуществить контроль качества всех компонентов (лен, олифа, сурик) достаточно тяжело, а на практике почти невозможно, поэтому неизбежно допускают отступления от описанной в ГОСТах технологии, что ведет к резкому сокращению качества уплотнения.
Герметизация льном требует особых навыков, так как необходимо не только правильно укладывать пряди на резьбу, но и правильно наносить краску. Лен в силу своей гигроскопичности (способности поглощать воду) может простить ошибки монтажников, но лишь на первое время. Соединение собранное неправильно (даже с правильным суриком и правильной олифой) быстрее даст течь.
Срок службы уплотнений на льне в системах отопления существенно ниже, чем в системах с постоянным присутствием среды, так как режим их работы способствует то истлеванию и/или усыханию (летом), то разбуханию и выгоранию волокон (зимой).
Слабая химическая стойкость материалов к агрессивным средам (в т.ч. антифризам автономных отопительных систем), ведущая к потере герметичности.
Трудно уплотнять тонкостенные соединения с малым зазором из-за угрозы разрушения соединения в ходе скрутки или эксплуатации при разбухании льна (производители алюминиевых радиаторов сами рекомендуют анаэробные герметики, чтобы ничего не лопнуло).
Иллюстрация 2. Труба системы водяного отопления. Лен + краска. Потеря герметичности через 1 месяц после начала отопительного периода.
Иллюстрация 3. Труба системы водяного отопления. Лен + краска. Потеря герметичности через 1 год после монтажа.
Иллюстрация 4. Труба системы водяного отопления. Пока герметично, но с трудом разборно.
Льняная прядь с любой краской, сборка на "сухую прядь", то есть безо всякой краски, лен с фумом.
Преимущества
Позволяет решить проблему герметизации на первое время.
Недостатки
Значительно меньшая эффективность по сравнению с любым существующим методом при воспроизведении технологии в статистически значимых масштабах.
Комбинация методов уплотнения, сочетание не сочетаемых материалов приводят к радикальному снижению качества герметизации, снижению срока службы уплотнений.
Значительно большие трудозатраты при монтаже. Способы нетехнологичны и неудобны.
Слабая химическая стойкость материалов к агрессивным средам (в т.ч. антифризам автономных отопительных систем), ведущая к потере герметичности.
Невысыхающие герметики
Являются удобным и несложным методом герметизации соединений труб. Такие уплотнения представляют собой очень вязкий пастообразный продукт, на основе синтетических смол, масел и наполнителей. Используется специально в конкретных случаях при определенных режимах работы (в основном на безнапорных системах).
Преимущества
Смазка поверхности резьбы и защита от коррозии. Предотвращает заедание в резьбе при сборке. Простота сборки фитингов, легкий демонтаж. Технологичный и удобный метод для соединений трубопроводов с небольшим давлением среды.
Недостатки
Надежность уплотнения до определенного давления. Превышение давления вызывает постепенное выдавливание уплотнительного материала из резьбового зазора. Отсутствие прочной фиксации соединения.
Слабая химическая стойкость материалов к агрессивным средам (в т.ч. антифризам автономных отопительных систем), ведущая к потере герметичности.
Промазка льняной пряди специально предназначенным герметиком (как вариант автомобильным силиконовым герметиком)
Способ, получающий все большее распространение в силу недостатков классической технологии с олифой и суриком и представляющий из себя комбинацию невысыхающих герметиков с льняной прядью.
Достоинства
Смазка поверхности резьбы и защита от коррозии. Предотвращает заедание в резьбе при сборке. Простота сборки фитингов, легкий демонтаж. Пропитка льна компонентами состава приводит к резкому снижению гигроскопичности. Лен препятствует выдавливанию герметика при кратковременном превышении давления среды. Более прочная фиксация соединения благодаря льну.
Недостатки
Надежность уплотнения достигается лишь при обильном нанесении состава на лен. Вообще свойства льна в местах, где герметик есть, и куда он не попал существенно различаются по способности к водопоглощению, что затрудняет оценку герметичности соединения. Возможность уплотнения существенно меняется в зависимости от способа нанесения и количества состава.
Слабая химическая стойкость материалов к агрессивным средам (в т.ч. антифризам автономных отопительных систем), опасная потерей герметичности.
Герметики на основе растворителей
Являются высыхающими пастами. Метод герметизации резьбовых соединений очевидный с технической точки зрения. В нашей стране широко применяется недавно, но из-за высокой цены импортного продукта, обычно используется совместно с льняной прядью, что снижает затраты, но вместе с тем ухудшает технологичность метода.
Достоинства
Обеспечивает смазку резьбы. Состав высыхает в зазоре и приобретает устойчивость к выдавливанию из зазора под давлением. Хорошая фиксация соединения.
Недостатки
При большом зазоре резьбы возможность усадки герметика в процессе высыхания, вследствие испарения растворителя. Поэтому после высыхания герметика может потребоваться дополнительная подтяжка фитингов.
Уплотнительная нить
Шнур из синтетического волокна, пропитанный специальным герметизирующим составом («Тангит Унилок», «Локтайт 55», подмотка для труб «Рекорд» изготавливаемая на нашем предприятии).
Преимущества
Самый технологичный метод уплотнения в настоящее время.
Уплотнительный материал готов к использованию.
Очевидная простота использования и высокая надежность уплотнения при низкой стоимости материала.
Продукт максимально эффективен в самых различных условиях и диапазонах работы: в водопроводах холодной и горячей воды, теплосети с температурой до 120°С, резьбовые соединения систем подачи природного газа, сжатого воздуха.
Материал можно использовать на мокрой резьбе или при низкой температуре воздуха, когда использование других способов затруднено.
Голова не болит о компонентах и составе (все уже готово), руками не нужно заниматься красками (растворителями, кистями). Намотал — закрутил — отрегулировал — готово!
Нить способна серьезно противодействовать коррозии (см. иллюстрацию)
Иллюстрация 5. Резьбовое соединение на подмотке "Рекорд" разобрано спустя 4 года.
Иллюстрация 6. Под нитью резьба как новая.
Недостатки
Повышенный расход материала при использовании для уплотнения резьбовых соединений труб большого диаметра (Ду выше 50мм).
Слабая химическая стойкость материалов к агрессивным средам (в т.ч. антифризам автономных отопительных систем), опасная потерей герметичности.
Анаэробные гели
Жидкие композиции различной вязкости, способные длительное время оставаться на воздухе в стабильном состоянии без изменения свойств. Но когда эти составы попадают в узкие зазоры между металлическими поверхностями, то там, в отсутствие кислорода воздуха и в контакте с металлом, происходит их быстрая полимеризация без усадки или расширения. Образуется прочная, твердая, термореактивная пластмасса, заполняющая резьбовой зазор и имеющая адгезию к металлу резьбы. В результате обеспечивается надежная герметичность не зависящая от рабочего давления и усилия свинчивания соединения. Такое свойство анаэробов отвердевать только в небольшом зазоре, является ценным, так как излишки состава на открытой поверхности остаются жидкими и не засоряют рабочие каналы и седла клапанов. Незатвердевший состав с наружных поверхностей удаляют салфеткой, а с внутренних он смывается водой. Инструменты и руки при попадании состава моются водой с мылом.
Преимущества
Предельная простота применения;
Легкость сборки благодаря смазывающим свойствам состава;
Уплотняют резьбу независимо от усилия скрутки;
Способность работать при больших давлениях вплоть до разрыва трубы
Не твердеют на открытой поверхности, излишки продукта легко удалить;
Лучшая экономическая эффективность сочетания "цена-надежность";
Высокая химическая стойкость к маслам, антифризам, спиртам, фреонам, бензинам и т.п.
Одинаково легко уплотняют как малые, так и большие диаметры (до 4 дюймов включительно), главное соблюдать принцип нанесения: на всю наружную резьбу, начальные витки внутренней и в количестве достаточном для заполнения всего объема резьбового зазора.
Анаэробные герметики наиболее надежно защищают соединения от коррозии (см. иллюстрацию)
Иллюстрация 7. Резьбовое соединение на "Сантехмастер геле зеленом" разобрано спустя 4 года. Разрушенный полимер на резьбе напоминает крошкообразную массу.
Иллюстрация 8. После чистки металлической щеткой резьба блестит как новая на всем протяжении. Деталь может быть использована повторно.
Недостатки
Не рекомендуются для применения в соединениях более 4 дюймов.
Не применяют при пониженных температурах, вследствие медленной полимеризации.
Используются только на сухой и чистой поверхности резьбы.
