Плоские обтюраторы или прокладки широко применяются в промышленной и лабораторной практике. В зависимости от условий работы прокладок они изготовляются из самых различ­ных материалов. Прокладки можно разделить на три группы:

1.  Металлические прокладки, целиком изготовляющиеся из одного металла или сплава (свинец, медь, алюминий, железо, монельметалл и т. д.) или из нескольких металлов, например мед­ные луженые прокладки.

2.  Неметаллические — мягкие прокладки, изоготовляемые из таких материалов, как картон, фибра, кожа, асбест и его компо­зиции (клингерит, паронит), резина, прорезиненная ткань и т. п.

3.  Комбинированные прокладки, т. е. мягкие прокладки, имеющие твердый металлический каркас (асбестовые композиции с включенными металлическими сетками, гофрированными коль­цами и т. д.), или же мягкие прокладки, имеющие обкладку из листового металла, например асбест в алюминиевой оболочке.

Перед постановкой на место металлические прокладки, во из­бежание их прилипания к гнезду, рекомендуется смазывать гра­фитовой пастой. Для этой же цели асбестовые, клингеритовые и другие прокладки смазывают графитом, а резиновые прокладки, кроме графита, сырым мелом, тальком и т. п.

Для предохранения мягких прокладок от порчи и для созда­ния лучшей герметичности между волокнами прокладки и по­верхностями уплотнения прокладки обычно пропитывают вязкими веществами. Выбор этих веществ зависит от рабочей темпера­туры, физико-химических свойств среды, находящейся в аппарате, и предполагаемой частоты разборки соединения. Пропитывают прокладки: олифой, олифой с графитом или свинцовым суриком, парафином, животными и минеральными маслами и специаль­ными пастами. Применение паст дает особенно хорошие резуль­таты при неровных уплотняемых поверхностях. Приведем состав пасты, рекомендуемой Джонсом [214] для работы при высоких температурах. Берут по одной объемной части перекиси марганца (МnO2), свинцового сурика и графита и смешивают с вареным льняным маслом (олифой) до желаемой консистенции. Для уве­личения стойкости к высоким температурам количество перекиси марганца в пасте следует увеличить.

Прокладки должны быть возможно тоньше, так как с увели­чением толщин растет радиальное усилие от рабочего давления, вырывающее прокладку, и увеличивается деформация прокладки от усилия затяга болтов, сказывающаяся на ее прочности. Все это особенно относится к конструкциям, где прокладки не имеют всестороннего надежного ограничения. При выборе толщины прокладки учитывается ее пластичность и величины неровностей

в соединяемых частях, так как эти неровности должны быть на­дежно заполнены прокладкой.

При частых разборках следует применять прокладки, которые не разрушаются и не теряют уплотняющих свойств при после­дующей сборке. В этом отношении хороши многие металлические и комбинированные прокладки.

Прокладки из картона, асбеста и его композиций часто по­вреждаются при разборке и требуют замены. Особенно это отно­сится к тем случаям, когда они поставлены на сурике или других твердеющих замазках.

Хорошо выполненные затворы с металлическими прокладками (рис. 90, V) могут выдерживать при аккуратном обращении до 100 и более разборок и сборок. Однако затворы с металличе­скими прокладками требуют большей точности при изготовлении, более чувствительны к повреждениям поверхностей уплотне­ния при эксплуатации и должны иметь более прочные болты и фланцы, так как металлические прокладки требуют боль­шей величины предварительного затяга, чем мягкие. Практика показала, что при более низких давлениях рациональнее при­менять мягкие прокладки, а металлические прокладки ставить при высоких давлениях или при особых условиях работы соеди­нения.

По вопросу применения металлических и мягких прокладок имеются большие разногласия. Некоторые фирмы, специализиро­вавшиеся на изготовлении лабораторной аппаратуры высокого давления, рекомендуют применение медных обтюраторов до давления 200 ат и температуры 300°. В промышленности медные обтюраторы ставят до давления 800—1000 ат. Бриджмен [21] вообще считает 3000—4000 ат верхним пределом для применения затворов без самоуплотнения.

В Институте высоких давлений продолжительное время рабо­тали аппараты конструкции автора с широкими, но тонкими мед­ными обтюраторами при рабочей температуре затвора 500—550° и газовом давлении до 2500 ат. При более низкой температуре прокладки без самоуплотнения применялись нами до 12 000 ат, но есть все Основания полагать, что это далеко еще не является пределом для тонких прокладок из сравнительно мягкого металла.

При высоких температурах и очень высоких давлениях чаще применяют широкие, но тонкие прокладки, так как при этих усло­виях они меньше деформируются и меньше вытекают. При тонких прокладках на уплотняемых поверхностях сильнее проявляется влияние сил трения, препятствующее вытеканию прокладки. В случае применения узких и толстых обтюраторов затвор сле­дует выполнить таким образом, чтобы обтюратор был ограничен со всех сторон и зазоры, через которые он может вытечь, своди­лись бы к минимуму.

Для изготовления металлических прокладок наиболее часто применяют: отожженную медь, алюминий, отожженную сталь, железо Армко, никель, латунь, серебро, свинец, монель и т. д.

Обычно обтюраторы изготовляют из отожженной красной меди. Отжиг меди отличается от процесса отжига стали; медь нагревают до красного каления и погружают в воду, при этом металл становится мягче.

Некоторые экспериментаторы при отжиге охлаждали обтюра­торы в метаноле или других органических веществах, чем дости­галось восстановление окисленной поверхности меди, однако, в обычной практике это не вызывается необходимостью. С тече­нием времени металл теряет приоберетенную при отжиге пластич­ность, поэтому долго хранящиеся медные обтюраторы требуют повторного отжига. Там, где рабочая среда разрушает обтюратор, а также там, где материал обтюратора загрязняет продукт или образует взрывчатые соединения (ацетиленистая медь), медь заменяется другим металлом, так, например, в присутствии аммиака применяют алюминий. В условиях более высоких давле­ний ставят иногда латунь, отожженное железо и т. п., как обла­дающие более высокими механическими свойствами. Неметал­лические обтюраторы делают из вулканизированной фибры, кар­тона, бумаги, паронита, асбеста, текстолита, * кожи, резины и различных пластикатов. Следует учесть, что текстолит почти не деформируется, поэтому и применение его следует ограничить некоторыми специфическими слу­чаями, например, уплотнение поршней сверхвысокого давления комби­нированной прокладкой. При этом надо учитывать, что резина из натурального каучука может применяться при температуре около 100°, кожа растительного дубления до 40°, хромовая до 70°, фибра примерно до 160°, промасленный картон и бумага до 200°. Текстолит, резина на синтетическом каучуке и пластикаты при­меняются при более низких температурах; при высоких темпе­ратурах стоек асбест, но начиная с 480° он довольно быстро те­ряет кристаллизационную воду и разрушается. Только немногие пластикаты, за исключением резины, в которой атом углерода замещен кремнием, могут длительно работать при температуре, пре­вышающей 120°. Эта резина противостоит температуре до 300 С, но по дру­гим показателям она уступает обычным сортам. Для жидкостей асбест вообще непригоден. Для этих целей лучше применять паронит или другие композиции асбеста с каучуком. В этих слу­чаях иногда применяют комбинированные прокладки из асбеста с металлической оболочкой.

Другие виды уплотнений

Круглые кольцевые обтюраторы отличаются от плоских фор­мой поперечного сечения и изготовляются из металла или резины. Металлические обтюраторы выполняются обычно из паяной твер-