Прокладки паронитовые

Прокладки паронитовые: состав, свойства, типы и применение в электротехнике

Паронит представляет собой листовой прокладочный материал, изготовленный на основе асбестового волокна, каучука и наполнителей. В электротехнической и кабельной промышленности он нашел широкое применение в качестве уплотнительного и изоляционного материала для фланцевых соединений, корпусов аппаратов, кабельных вводов и других элементов, работающих в условиях повышенных температур, давления и воздействия агрессивных сред. Его ключевые характеристики — термостойкость, упругость, способность заполнять микронеровности и сохранять герметичность в сложных условиях эксплуатации.

Состав и технология производства

Паронит производится путем вулканизации пресс-массы, состоящей из нескольких основных компонентов. Точные пропорции и марки сырья определяют конечные свойства материала и его область применения.

• Асбестовое волокно (хризотил-асбест): составляет 60-80% массы. Выполняет роль армирующего каркаса, обеспечивающего механическую прочность, термостойкость и негорючесть. Используется асбест тонкого помола для обеспечения однородности структуры.
• Каучук (натуральный или синтетический, например, бутадиен-нитрильный): составляет 10-20%. Связующий компонент, придающий материалу эластичность, упругость и способность к компрессии. От типа каучука зависит стойкость к маслам и топливам.
• Наполнители (сажа, барит, тальк, мел, каолин): составляют 10-20%. Регулируют плотность, твердость, компрессионные свойства и химическую стойкость. Например, барит (сульфат бария) повышает кислотостойкость.
• Вулканизирующие агенты и технологические добавки: обеспечивают процесс вулканизации при температуре 150-160°C под давлением, в результате которого сырая масса превращается в плотный, эластичный лист.

Классификация и основные типы паронита

Паронит классифицируется по ГОСТ 15180-86 и другим отраслевым стандартам в зависимости от состава, свойств и назначения. Основные типы, применяемые в электротехнике и смежных областях, представлены в таблице.

Таблица 1. Основные типы паронита и их характеристики

Марка паронита	Основное назначение и составные особенности	Рабочая температура, °C	Рабочее давление, МПа (не более)	Стойкость к средам
ПОН (Общего назначения)	Универсальный тип. Для воды, пара, слабых растворов щелочей и кислот, инертных газов, воздуха, масел.	от -50 до +450	5.0	Умеренная. Не для сильных окислителей и концентрированных кислот.
ПМБ (Маслобензостойкий)	Содержит маслостойкий каучук. Для соединений, контактирующих с бензином, керосином, маслами, смазками, нефтепродуктами.	от -40 до +450	4.0	Высокая к углеводородам. Не для агрессивных химикатов.
ПА (Асбестовый, бескаучуковый)	Изготовлен на основе асбеста с небольшой долей связующего (смолы). Более жесткий, менее эластичный.	до +500 (кратковременно до +600)	2.5	Высокая термостойкость. Подвержен хрупкости при вибрациях.
ПК (Кислотостойкий)	Содержит барит и стойкие наполнители. Для сред, содержащих азотную, серную, соляную кислоты средней концентрации.	от -30 до +200	2.5 (для кислот)	Высокая к неорганическим кислотам. Не для щелочей.
ПЭ (Электролизный)	Специальная марка для агрессивных сред электролизного производства.	до +200	2.5	Высокая к щелочам и окислителям.
ПЩ (Щелочестойкий)	Для контакта с концентрированными щелочами (например, каустической содой).	до +100-150	2.5	Высокая к щелочам.

Ключевые технические характеристики и методы испытаний

Качество паронитовых прокладок регламентируется рядом параметров, проверяемых в лабораторных условиях.

• Плотность: 1.6–2.0 г/см³. Определяет устойчивость к выдавливанию и проницаемость.
• Прочность на разрыв: не менее 12-20 МПа (в зависимости от марки). Обеспечивает механическую целостность при монтаже и эксплуатации.
• Упругое последействие (возврат): не менее 40-50%. Способность материала частично восстанавливать толщину после снятия нагрузки, критически важная для сохранения герметичности при колебаниях температуры и давления.
• Коэффициент теплопроводности: ~0.2–0.3 Вт/(м·К). Обуславливает изоляционные свойства.
• Набухание в жидкостях: ограничивается стандартами (например, не более 10% по массе в масле для ПМБ). Чрезмерное набухание может привести к разрушению прокладки.
• Теплостойкость по Мартенсу: определяет температуру, при которой материал начинает деформироваться под нагрузкой.

Области применения в электротехнике и энергетике

Паронитовые прокладки используются в качестве уплотнительных и изоляционных элементов в следующих ключевых узлах:

• Фланцевые соединения силовых трансформаторов: уплотнение крышек люков, патрубков, фланцев маслоохладителей. Применяется паронит ПОН или ПМБ, стойкий к трансформаторному маслу.
• Корпуса высоковольтного оборудования (выключатели, разъединители): обеспечение герметичности камер, заполненных элегазом (SF6) или маслом.
• Кабельные вводы (сальники): уплотнение мест ввода кабеля в корпуса аппаратов, распределительные щиты, подстанции. Паронит обеспечивает защиту от пыли, влаги и взрывопередачу во взрывозащищенном исполнении.
• Теплообменное оборудование (подогреватели, охладители): уплотнение межкамерных перегородок и крышек, работающих под давлением пара или воды.
• Турбинное и котельное оборудование: уплотнение соединений на трубопроводах пара, питательной воды, системах смазки.
• Клеммные колодки и шинные соединения: в некоторых конструкциях используется как изоляционная и терморассеивающая прокладка.

Технология раскроя, монтажа и требования к фланцам

Правильный монтаж — залог долговечности и герметичности соединения.

• Раскрой: Прокладки вырезаются из листового материала ножницами, пробойниками или на координатно-пробивных прессах. Внутренний диаметр должен быть равен или на 1-2 мм больше диаметра трубы, наружный — не должен выступать за границы фланца. Допускается изготовление составных прокладок из нескольких сегментов для больших диаметров.
• Подготовка поверхностей: Поверхности фланцев должны быть чистыми, без следов коррозии, окалины и старых прокладочных материалов. Допустимая шероховатость Ra — не более 12.5-25 мкм. Не допускаются радиальные рисски и повреждения.
• Установка: Прокладка устанавливается ровно, без перекосов. Перед монтажом рекомендуется смазать ее тонким слоем графитной смазки или герметика (если это допускается технологией) для облегчения центровки и предотвращения прилипания.
• Затяжка: Затяжка болтов осуществляется крест-накрест (по диагонали) в несколько приемов с постепенным увеличением момента. Это обеспечивает равномерное обжатие прокладки по всему периметру. Ключевым параметром является удельное давление обжатия на прокладку, которое должно соответствовать рекомендациям производителя (обычно в диапазоне 30-70 МПа).

Преимущества и недостатки паронитовых прокладок

Преимущества:

• Высокая термостойкость, недостижимая для многих неметаллических материалов.
• Хорошая упругость и компенсационная способность.
• Устойчивость к старению и ползучести (крипу) при высоких температурах.
• Относительно низкая стоимость и доступность.
• Широкая химическая стойкость в зависимости от марки.

Недостатки и ограничения:

• Содержание асбеста, что требует соблюдения мер безопасности при обработке (пылеподавление, использование СИЗ). Во многих странах применение ограничено.
• Сравнительно высокое усилие затяжки для достижения герметичности.
• При сильном перетяге возможна потеря упругости и «деградация» материала.
• Не рекомендуется для систем с глубоким вакуумом и для кислородного оборудования из-за риска возгорания.

Альтернативные материалы

В связи с ограничениями по асбесту разработаны безасбестовые аналоги (прокладки на основе арамидного волокна, графита, слюды, терморасширенного графита (ТРГ), PTFE). Они часто превосходят паронит по отдельным параметрам (например, ТРГ — по герметичности и химической стойкости, арамид — по механической прочности), но могут значительно уступать в термостойкости или быть существенно дороже.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Можно ли использовать паронитовую прокладку повторно?

Нет, повторное использование не допускается. После обжатия и работы под давлением и температурой паронит подвергается пластической деформации, теряет упругое последействие и толщину. При разборке соединения прокладка, как правило, повреждается. Установка старой прокладки гарантированно приведет к утечке.

2. Как правильно выбрать марку паронита для конкретной среды?

Выбор осуществляется по таблицам химической стойкости и рабочим параметрам. Основной принцип: для пара, воздуха, воды — ПОН; для масел, топлив — ПМБ; для кислот — ПК; для щелочей — ПЩ; для максимальных температур без агрессивных сред — ПА. Всегда необходимо сверяться с паспортными данными материала и рекомендациями производителя оборудования.

3. Чем отличается паронит от картона прокладочного (прессшпана) и фторопласта?

Прессшпан (фибра) — материал на основе целлюлозы, рабочая температура до 100-120°C, размягчается в масле. Применяется для воды, воздуха, масел низких температур. Фторопласт (PTFE) — химически инертен, рабочая температура до 200-250°C, но обладает высокой ползучестью (холодным течением), требует специальных конструкций фланцев. Паронит занимает промежуточную нишу по термостойкости (до 450-500°C) и сочетанию упругости с устойчивостью к средам.

4. Каковы требования безопасности при работе с паронитом?

При механической обработке (резке, сверлении) образуется пыль, содержащая асбестовые волокна. Работы должны проводиться с использованием местной вытяжной вентиляции, инструментов с пылеотсосом. Персонал должен использовать средства индивидуальной защиты: респиратор класса FFP3, защитные очки, спецодежду. Отходы подлежат утилизации как опасные, в соответствии с местным законодательством.

5. Почему паронитовая прокладка «течет» после монтажа?

Основные причины негерметичности: неравномерная затяжка болтов (перекос фланца), недостаточное или избыточное усилие затяжки, неподготовленные поверхности фланцев (борозды, неровности), неправильно выбранная марка материала (нестойкая к среде), механическое повреждение прокладки при установке, отсутствие смазки, вызывающее смещение прокладки при затяжке.

6. Существуют ли армированные паронитовые прокладки?

Да, для повышения прочности и предотвращения выдавливания в среды высокого давления (свыше 5-10 МПа) применяют паронитовые прокладки с металлической вставкой (армированием). В качестве арматуры используется тонкая перфорированная или гладкая стальная, медная или нержавеющая фольга, запрессованная внутрь материала в процессе производства. Такие прокладки обладают повышенной стойкостью к ползучести.

Заключение

Паронитовые прокладки остаются востребованным материалом в электротехнике и энергетике для ответственных соединений, работающих в экстремальных тепловых и механических условиях. Их эффективность напрямую зависит от корректного выбора марки, соответствующей рабочей среде, и строгого соблюдения технологии монтажа. Понимание состава, свойств и ограничений паронита позволяет инженерам и монтажникам обеспечивать надежную и долговременную герметизацию оборудования, несмотря на появление новых безасбестовых материалов. Применение паронита должно сопровождаться обязательным соблюдением норм промышленной безопасности и охраны труда.