Материалы, используемые в торцевых уплотнениях для реакторов, мешалок и других перемешивающих устройств.

Для изготовления корпусных и прочих деталей используются в основном металлические материалы 40, 20Х13, 30Х13, 40Х13, 95Х18, 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т, 06ХН28МДТ, ХН65МВ, 36НХТЮ, Титан ВТ1-0 и целый ряд других спецматериалов.

Для изготовления колец трения используются антифрикционне углеродные материалы, такие как: графиты типа АО – углеродные обожжённые с пропиткой, графитированные с пропиткой типа АГ (см. таблицу 1), появились новые марки графита группы ЕК, РК, РГ (см. таблицу 2), графитофторопластовые, например, Ф4К20, Ф4 УВ15 и др.(см. таблицу 3); металлические 40Х13, 95Х18 и т.др. с термообработкой до НRC более 40 единиц; минералокерамика ЦМ-332 и др., силицированные материалы СГП, СГТ, СГМ, ГАКК 55/40, БСГ, твердый сплав ВК8 и карбиды вольфрама, карбидокремниевые материалы, например, SILKAR, ROCAR и др. (см. таблицу 4)

Таблица 1. Антифрикционные углеродные материалы.

Характеристика	Наименование материала
	АО-1500	О-1500	О-1500	ОП-1500	ОП-1500	Г-1500	Г-1500	Г-1500
		СО5	Б83	СО5	Б83		Б83	СО5
Допустимая удельная нагрузка, не более кгс/см2	5	40	45	40	45	20	20	30
Допустимая рабочая скорость, м/с	0	15	10	15	15	30	20	25
Допустимая рабочая температура °С	0	300	230	300	230	450	230	300
	1500					2500
Плотность, не менее, г/см3	1,65	2,4	2,2	2	1,9	1,72	2,25	2,3
Твёрдость, не менее, НRC	44-46	50-54	50-54	50-54	50-54	32-36	50-53	47-50
Предел прочности при сжатии, кгс/см2	1000	1500	1500	2000	2000	700	1000	1000
Коэффициент тепл. при 290°К, Вт/(мК)	23,3	35	35	35	35	35	58,1	81,4
Коэффициент теплового расширения при 290- 370°Кперпендикул. оси прессования, 1/К	5	6-7	6,5	6-7	6,5	5	6,5	6-8

Углеродные антифрикционые материалы химически стойки во многих агрессивных средах почти во всех кислотах, растворах солей, органических растворителях и ограниченно стойки в концентрированных растворах едких щелочей при высоких давлениях и температурах. Работоспособны в условиях сухого, полусухого и жидкостного трения.

Таблица 2. Антифрикционные графитовые материалы.

№ п/п	Марка	Пропитка	Плотность, ρ, г/см2	σ изг.,МПа	σ сж.,МПа	Пористость откр., %	Т (окисл. атмосф.), °С
Группа ЕК (УГЛЕГРАФИТ)
1	ЕК 20	нет	1,7	55	155	11	400
2	ЕК24	нет	1,7	60	180	8	400
3	ЕК 2200	смолы	1,82	75	200	< 2,5	200
4	ЕК 2201	смолы	1,82	75	200	< 2,5	260
5	ЕК 2203	пищ. смолы	1,8	65	200	< 2,5	180
6	ЕК 2240	смолы	1,81	70	210	< 2,5	200
7	ЕК 2241	смолы	1,81	70	210	< 2,5	260
8	ЕК 2243	пищ. смолы	1,79	60	200	< 2,5	180
9	ЕК 3205	сурьма	2,25	65	260	< 2,5	400
10	ЕК 3245	сурьма	2,2	80	250	< 2,5	400
Группа РК (УГЛЕГРАФИТ)
11	РК 1	нет	1,5	30	60	< 23	350
12	РК 120	баббит	2,2	60	170	< 2,5	200
13	РК 125	сурьма	2,2	55	180	< 2,5	300
14	РК 2	нет	1,5	18	70	< 25	350
15	РК 210	смолы	1,7	45	110	< 7	110
16	РК 211	смолы	1,75	45	110	< 7	180
17	РК 213	пищ. смолы	1,65	45	100	< 7	110
Группа ЕК (ГРАФИТ)
18	ЕК 40	нет	1,7	35	100	14	500
19	ЕК 200	смолы	1,82	50	220	< 2,5	200
20	ЕК 201	смолы	1,82	50	220	< 2,5	260
21	ЕК 203	пищ. смолы	1,8	40	160	< 2,5	180
22	ЕК 305	сурьма	2,55	80	290	< 2,5	500
Группа РГ (ГРАФИТ)
23	РГ 1	нет	1,5	23	58	< 22	400
24	РГ 111	смолы	1,65	40	110	< 5	140

Преимущество графитовых материалов – это широкий диапазон рабочих сред: нефть, нефтепродукты, растворы органических и неорганических соединений, жидкие газы, пищевые продукты и т.п.; работа без смазки, широкий диапазон температур, высокие антифрикционные свойства и теплопроводность, хорошая механическая прочность и износостойкость, высокая химическая стойкость к агрессивным средам. Эти материалы рекомендовано эксплуатировать:
группа ЕК – при высоких нагрузках, высоких и средних скоростях скольжения, контртелах высокой и средней твёрдости, сухом и смешанном режимах трения;
группа РК – при средних нагрузках, средних и низких скоростях скольжения , жидкостной режим трения, контртела высокой твёрдости.;
группа РГ – при средних нагрузках, сухом и смешанном режиме трения, контртелах средней твёрдости.

Таблица 3. Антифрикционные графитофторопластовые материалы.

Характеристика	Наименование материала									Примечание
	КВ	КМ	7В-2А	АФГМ	АФГ-80ВС	Ф4К20	Ф4УВ15	Ф4УВ20	Ф4Г21М7
Допустимое удельн. нагр., кгс/см2	<= 50 в зависимости от 1,0 марки материала					10		3
Допустимая раб.температура, °С	От — 200 до + 250					-60…+200	-60…+200
Допустимая скорость, u, м/с	При сухом трении до 5 , при гидродинамическом трении до 30							1
Плотность, r не менее , г/см3	2,1	2,2	1,9	2,1	2	2,0…2,15	1,95		2,1…2,3
Твёрдость, не менее, МПа	34,3	35	44,1	34,3	29,4	НВ>=5			НВ>=3,5	НВ в кг/мм2
sр, не менее, МПа	15,3					11,8…14,6	1,5…1,8		100
sсж ,не менее, МПа	—	—	34,3	—	—
sтек ,не менее, МПа	140	100	—	110	110
Модуль упругости при изгибе, Еи, МПа			20…30	10…15
Модуль упругости при растяжении Ер, МПа						11,5…13
Интенсивность износа, г/час, не более						1,5-2*10-3	0,7*10-3
Коэффициент трения, ¦	От 0,03…до 0,15					0,14…0,3	0,1…0,15	0,2
Коэффициент Теплопр при 290°К, не менее, Вт/(мК)	0,7	0,6	8,7	2,7	0,8	0,23
Водопоглощение, %	—	—	0,1	0,2	0,05		0,01

Таблица 4. Физико-механические свойства материалов колец трения уплотнений.

Свойства	ГАКК 55/40	БСГ30	СГП	Silkar	RocaгSSiC	RocarSiSiC	РКК	ВК8	ЦМ 332	Примеч.
Ρ, г/см3	2,43	2,2	2,4-2,6	3-3,08	3,15	3,07	3-3,1	14,6	3,8
σсж, МПа	120-250	150	420		3500	>3500		5000	4500
σи, МПа	45-80	71	100-120	180	410	340	260-410	130	3100, 4500
σр, МПА	23-50	25	50-60						1300, 1500
Ан, кгс/см2	2,5-5	4,3	4				2,3-3,7		1,4-1,5
Есж, 105, кгс/ см2	9		12,7	34	43	34	35	70	35
α, 10-6,1/град	39937	5,5	4,2	4,2	2,8*-3,6*	3,4*-4,1*	2,4-2,6	5,6	7-8,5	(20-100), (20-400)
НRA /НRC	/50		/65- 80	89-92/	2300 НV10	1200Si 2700Si C HV0,2	23-33* 108 МПа	87/	90/
рН					14	до 10 (кроме щелочей)
Тмах, ° С	400	1500	400	700	1500	1350		850	1200
µ	0,04		0,05				0,01
Коэффициент Пуассонна, ν				0,2	0,17	0,17
SiC, %	35-55	30	50-70		98	88
Si, %		7	39936			12
Примеси, %	3				~0,8	0,22

Для вторичных уплотнительных элементов используются такие материалы, как резины различных марок, различающиеся характеристиками. За последнее время появился целый ряд новых марок резин, таких как, СБ-26, СБ-26М, СБ-26Ф, СБ-26ТФ, ПСБ-26, ИЭ 06-02. Для производства уплотнительных деталей нефтегазодобывающих и нефтехимических производств созданы резины серий Н-180, Н-260 и Н-400 на основе бутадиеннитрильных каучуков разной полярности (соответственно СКН –18, СКН-26 и СКН-40 см. ТУ 2512.003.45055793- 98). Они предназначены для изготовления резиновых колец и манжет. От серийных аналогов отличаются расширенным температурным диапазоном, повышенным сопротивлением накоплению остаточной деформации, а антифрикционные варианты – большей износостойкостью.

Силицированный графит состоящий из карбида кремния, углерода и кремния обладает высокими эрозионно- и коррозионной стойкостью, износостойкостью, жаростойкостью, стойкостью к многократным теплосменам и агрессивным средам. Узлы трения из силицированного графита работоспособны при температурах до +350°С, удельных давлениях до 15 МПа и скоростях скольжения до 100 м/с. Изделия из силицированного графита стойки к агрессивным средам: соляная, уксусная, фосфорная, серная, азотная, муравьиная, плавиковая кислоты, расплаву капролактама, метилхлориду, этилацетату и уксусному ангидриду.
БСГ – боросилицированный графит отличается повышенной теплостойкостью, ГАКК 55/40 – материал состоящий из углерода, кремния, карбида кремния и добавок алюминия и отличается высокой стойкостью к щелочам.

Карбид кремния SILKAR по сравнению с силицированными графитами значительно больше содержат карбида кремния и меньше углерода по массе. Он обладает значительно более высокими прочностью, модулем упругости и коэффициентом теплопроводности. Его износостойкость в 2… 3 раза выше, чем у СГП.

ROCAR Т S (~98 % SiC, ~1 % свободного С, ~0,6 % В, Аl — 0,09 %, Ti – 0,014%, Fe-0,028 %, Са – 0,006 %) производства Чешской Республики по ТУ № ТР-МТ-01-10/2000 по свойствам близок к материалам типа SILKAR.

РКК (реакционноспечённый карбид кремния) отличается высокими эксплутатационными характеристиками: эрозионной, термической и химической стойкостью, надёжностью и долговечностью, прочностью, твёрдостью, высоким модулем упругости, низким коэффициентом линейного термического расширения, высокой теплопроводностью и превосходными трибологическими свойствами.

ЦМ 332 отличается высокой стойкостью к широкому классу химически активных сред, но обладает существенным недостатком – низкой устойчивостью к теплосменам и хрупкостью.