Как выбрать марку углеродного графита для уплотнений: руководство по выбору M106D/M106K/M120K

1. Почему важен выбор марки графита

Марка углеродного графита напрямую определяет характеристики уплотнения, срок службы и надежность. Уплотнительные кольца одинаковых размеров, изготовленные из разных марок углеродного графита, могут иметь разницу в сроке службы в 3-5 раз. Неправильный выбор марки является одной из самых частых причин преждевременного выхода уплотнений из строя.

Отечественные марки механического углеродного графита следуют традиционной нумерации электроуглерода: M обозначает механический углеродный графит, число — серию матрицы, а буква суффикса — тип пропитки — F=фенольная смола, H=эпоксидная смола, K=фурановая (фурфуриловый спирт) смола, D=металлическая пропитка сурьмой. Специальные пропитки (баббит, медь, PTFE) имеют заводские коды; уточняйте в техническом паспорте производителя.

2. Сравнение основных марок

2.1 M106D (углеродный графит с металлической пропиткой сурьмой)

• Матрица: высокопрочная матрица из углеродного графита, пропитанная сурьмой
• Плотность: 2,15-2,25 г/см³ (2,20 по данным Huahao)
• Твердость по Шору: HS 85-95 (92 по результатам испытаний)
• Прочность на сжатие: 180-200 МПа (190 по результатам испытаний)
• Пористость: <2%
• Рабочая температура: 450-500°C (в неокисляющих средах)
• Особенности: высокая термостойкость и сопротивляемость нагрузкам; сурьма обеспечивает отличную теплопроводность и грузоподъемность
• Типичные применения: уплотнения горячего масляного насоса, высокотемпературные тепловые масла, нефтехимические насосы высокой температуры, паровые среды

2.2 M120K (углеродный графит с пропиткой фурановой смолой)

• Матрица: среднепрочная матрица из углеродного графита, пропитанная фурановой смолой
• Плотность: 1,80-1,90 г/см³
• Твердость по Шору: HS 55-75
• Прочность на сжатие: 180-240 МПа
• Пористость: <2%
• Рабочая температура: ≤220°C
• Особенности: отличная коррозионная стойкость к кислотам и щелочам; фурановая смола устойчива к сильным кислотам и щелочам
• Типичные применения: уплотнения химических насосов, кислотные и щелочные среды, мешалки реакторов, оборудование для гальваники

2.3 M106H (углеродный графит с пропиткой эпоксидной смолой)

• Матрица: обычная матрица из углеродного графита, пропитанная эпоксидной смолой
• Плотность: 1,75-1,85 г/см³
• Твердость по Шору: HS 50-70
• Прочность на сжатие: 170-220 МПа
• Пористость: <2%
• Рабочая температура: ≤180°C
• Особенности: сбалансированная механическая прочность, умеренная коррозионная стойкость, экономичный вариант
• Типичные применения: насосы для чистой воды, насосы для охлаждающей воды, циркуляционные насосы, насосы общего промышленного назначения

2.4 Другие распространённые марки

• M106F (пропитка фенольной смолой): для слабокислых и слабощелочных сред, ≤200°C
• M140K (пропитка фурановой смолой): выпускаемая Huahao марка с более прочной матрицей
• M191T (карбонизированный): экстремальная эксплуатация при 600°C без металлической пропитки
• марки с пропиткой PTFE: санитарные марки для пищевой и фармацевтической промышленности, максимальная химическая инертность
• марки с пропиткой медью/баббитом: для электрических или высокоскоростных режимов, коды зависят от производителя

3. Метод выбора в четыре шага

Шаг 1: Подтверждение типа среды и коррозионной активности

| Тип среды | Рекомендуемая пропитка | Рекомендуемый сорт |

|-----------|------------------------|--------------------|

| Чистая вода, охлаждающая вода | Эпоксидная смола | M106H |

| Слабокислая/щелочная | Фенольная или фурановая смола | M106F / M106K |

| Сильнокислая/щелочная | Фурановая смола | M106K / M120K |

| Высокотемпературные масла | Металлическая пропитка сурьмой | M106D |

| Пищевые/фармацевтические среды | PTFE | Пищевой сорт |

| Среды с твердыми частицами | Сурьмяная или непроницаемая твердая углеродная пропитка | M106D или твердый углерод |

Шаг 2: Подтверждение температурного диапазона

• <180°C: доступны сорта с пропиткой смолой (M106F/M106H/M106K), экономически выгодные
• 180-400°C: необходимо использовать сорта с металлической пропиткой (M106D); пропитка смолой при таких температурах углеродится и выходит из строя
• >400°C: углеродный сорт M191T с карбонизацией или индивидуальный высокотемпературный сорт

Шаг 3: Подтверждение давления и значения PV

• Давление среды <1,5 МПа: допускается небалансированное уплотнение, подходят все сорта
• Давление среды 1,5-5 МПа: требуется балансированное уплотнение, выбирайте сорта с высокой прочностью (M106K/M120K)
• Проверка PV: PV = давление на торец × линейная скорость торца, не должно превышать допустимое значение для материала
• Углеродный графит против SiC: допустимый PV 7-15 МПа·м/с
• Углеродный графит против твердого сплава: допустимый PV 5-10 МПа·м/с

Шаг 4: Подтверждение скорости и пары торцов

• Скорость <3000 об/мин: стандартный углеродный графит + реакционноспеченный SiC
• Скорость 3000-10000 об/мин: выбирайте сорт с высокопрочной матрицей (M106K), снижайте давление на торец
• Пары твердых торцов: SiC > твердый сплав > оксид алюминия, выбор зависит от коррозионной активности среды и стоимости

4. Рекомендации по выбору для специальных условий эксплуатации

4.1 Санитарный сорт для пищевой и фармацевтической промышленности

• Среды: питьевая вода, молочные продукты, фармацевтические растворы, алкоголь
• Рекомендация: углеродный графит с пропиткой PTFE, соответствующий требованиям FDA
• Примечание: избегайте сортов с металлической пропиткой, чтобы предотвратить миграцию ионов металлов

4.2 Среды с высоким износом из-за твердых частиц

• Среды: сточные воды, шлам, пульпа
• Рекомендация: рассмотрите сорта с твердым углеродом или пару SiC против SiC
• Примечание: мягкая поверхность углеродного графита быстро изнашивается; выбирайте сорта с высокой твердостью или переходите на пару твердый против твердого

4.3 Торцевое уплотнение первичного насоса АЭС

• Среда: высокотемпературная высоконапорная вода первичного контура
• Рекомендация: специальный сорт высокочистого углеродного графита, соответствующий ядерным стандартам
• Примечание: требуется долговременная стабильность при облучении и низкий уровень выделения примесей; выбор должен соответствовать ядерным нормативам

4.4 Торцевое уплотнение сухого газа вакуумного насоса

• Среда: газ (без пленки жидкой смазки)
• Рекомендация: сорт с пропиткой сурьмой высокой прочности (M106D) + конструкция сухого газового уплотнения
• Примечание: работа в условиях сухого трения требует использования самосмазывающихся свойств углеродного графита; металлическая пропитка повышает несущую способность

5. Технические пункты проверки при закупке

При заказе рекомендуется подтвердить:

1.Соответствие суффикса и пропитки (F/H/K/D) согласно техническому описанию производителя

2.Тип пропитки и пористость после пропитки (должна быть <2%)

3.Отчет по механическим свойствам: твердость, прочность на сжатие, прочность на изгиб

4.Наличие отчетов и сертификатов по испытаниям свойств материала

5.Стабильность партии: вариация характеристик между партиями от одного поставщика должна быть <10%

6.Поддерживается ли изготовление по чертежам и образцам с индивидуальной обработкой

Huahao Sealing Co., Ltd. поставляет основные марки M106K, M120K, M106H и выполняет специальную настройку пропитки, а также изготовление на заказ уплотнительных колец, втулок и разрезных колец из углеродного графита по чертежам или образцам с полными отчетами по испытаниям свойств материала.