Uszczelki neoprenowe czy Grafoil do wydechu wysokotemperaturowego? 

W porządku, przebijmy się przez hałas. Jeśli tego szukasz, prawdopodobnie patrzysz na nieszczelny kołnierz lub planujesz budowę, a specyfikacje mówią po prostu o uszczelce wysokotemperaturowej. Wielką pułapką, w którą wszyscy wpadają, jest myślenie, że guma i wysoka temperatura mogą długo iść w parze. Nie mogą. Czasami neopren jest wyrzucany do pracy przy wydechu, ale zwykle jest to szybkie rozwiązanie prowadzące do awarii. Grafoil? To drugie imię, które słyszysz. Ale to nie jest proste albo-albo. Chodzi o to, gdzie i jak z nich korzystasz, a szczerze mówiąc, czasami nie powinieneś używać żadnego z nich.

Iluzja neoprenu w gorących systemach

Muszę być tępy: używając standardu uszczelki neoprenowe na prawdziwie wysokotemperaturowym układzie wydechowym prosi się o kłopoty. Mówimy o rzeczach, których możesz użyć do wlotu powietrza lub przewodu płynu chłodzącego. Jego urokiem jest elastyczność i szczelność, dobra na nieregularne powierzchnie w temperaturze pokojowej. Ale wydech? Nawet skromny system z łatwością osiąga temperaturę 250°C (482°F), a neopren zaczyna twardnieć i pękać w temperaturze około 120-130°C. Widziałem to. Dokręcasz go na rurze spustowej turbosprężarki, świetnie uszczelnia przy pierwszym uruchomieniu. Tydzień później, po kilku cyklach cieplnych, zmienia się w kruchy, poczerniały dysk. Uszczelka zniknęła, pojawia się tykający wyciek z rury wydechowej i ponownie lądujesz pod samochodem.

Istnieje zastrzeżenie: istnieją specjalne mieszanki neoprenu odpornego na wysoką temperaturę, często z silikonem, o wyższej ocenie. Ale z mojego doświadczenia wynika, że ​​nawet te mają sufit. Mogą przetrwać w złączu tłumika lub w części rury wydechowej, gdzie temperatury są niższe, powiedzmy poniżej 200°C. Ale w przypadku kolektorów, rur górnych i kolektorów turbo - zapomnij o tym. Degradacja termiczna ma miejsce wtedy, a nie jeśli. Koszt uszczelki jest niski, ale koszt pracy związany z dwukrotnym wykonaniem tej pracy jest wysoki.

Gdzie ostatnio widziałem spektakularną awarię uszczelki neoprenowej? Samochód wyścigowy kolegi z niestandardowym wydechem. Użył neoprenowej uszczelki pierścieniowej na zacisku w kształcie litery V w pobliżu kota, sądząc, że obciążenie zacisku sobie z tym poradzi. Tak było przez dwie sesje. Ciepło spowodowało, że materiał płynął i ściskał się nierównomiernie, co doprowadziło do wydmuchu i nieprzyjemnego wycieku tuż przed sesją. Na miejscu wymieniliśmy ją na porządną metalową uszczelkę. Lekcja: pamięć materialna ma znaczenie. Neopren traci swoje właściwości podczas pieczenia.

Grafoil: najlepszy wybór, ale z zastrzeżeniami

Uszczelki grafoilowelub dokładniej elastyczne uszczelki grafitowe są nie bez powodu domyślnym rozwiązaniem. Świetnie radzą sobie z temperaturą — mówimy o pracy ciągłej do 450–500°C w atmosferze nieutleniającej, a nawet w wyższych wartościach szczytowych. Dostosowują się do niedoskonałości kołnierzy, co ratuje życie w przypadku starszych, lekko wypaczonych odlewanych kolektorów. Przykręcasz go, a on zgniata i wypełnia mikroskopijne doliny. To jest ich prawdziwa siła.

Ale mają swoje własne demony. Pierwszym z nich jest relaksacja pełzania, czyli przepływ na zimno. Z biegiem czasu, zwłaszcza pod dużym obciążeniem zacisku i wysoką temperaturą, grafit może powoli ściskać się i rozrzedzać. Jeśli śruby nie zapewniają momentu obrotowego zapewniającego plastyczność lub jeśli nie masz podkładek sprężystych, siła zaciskania spada i występuje nieszczelność. Jeśli to możliwe, zawsze zalecam ponowne dokręcenie po kilku pierwszych cyklach nagrzewania. Po drugie, i to jest kluczowe: nie lubią bezpośredniego zderzenia spalin z dużą prędkością. Grafit może dosłownie zostać wydmuchany w przypadku dużej szczeliny lub niewspółosiowości. Przed montażem zawsze sprawdzam powierzchnie kołnierzy pod kątem równoległości.

Inną kwestią jest obsługa. Czysty grafit jest miękki. Jeśli instalujesz uszczelkę grafoilową na kołnierzu pionowym lub górnym, utrzymanie jej na miejscu podczas dokręcania śrub może być trudne. Niektóre są wyposażone w perforowany stalowy rdzeń lub lepkie podkładki samoprzylepne, które pomagają. Te z wkładką ze stali nierdzewnej są solidniejsze, ale mniej wygodne. To kompromis.

Utlenianie i zapomniany czynnik

Oto szczegół, który wielu pomija: utlenianie. W strumieniu spalin z dużą ilością tlenu grafit może powoli utleniać się w temperaturze powyżej 400°C, szczególnie na krawędziach. Zamienia się w sypki popiół, rozrzedzając uszczelkę. Zwykle nie jest to katastrofalna awaria w samochodzie miejskim, ale w przypadku długotrwałego zastosowania przy dużym obciążeniu – przypuśćmy, że generator pracuje z pełną wydajnością przez kilka dni – może to być element zużywający się. Wyciągnąłem uszczelki grafoilowe z obudów turbosprężarek, które były znacznie cieńsze na gorącej wewnętrznej krawędzi. W przypadku tych ekstremalnych miejsc lepsza może być warstwowa uszczelka metalowa.

Kiedy żadne z nich nie jest właściwą odpowiedzią

Tutaj zaczyna się prawdziwe doświadczenie w terenie. Istnieją scenariusze, w których zarówno neopren, jak i grafoil są złym wyborem. Jeden dotyczy połączeń charakteryzujących się bardzo wysoką temperaturą i wysokim ciśnieniem, np. pomiędzy obudową turbosprężarki a kolektorem. Tutaj królują uszczelki ze stali wielowarstwowej (MLS). Nie pełzają, doskonale znoszą cykle termiczne i są odporne na wydmuchanie.

Inny dotyczy kołnierzy z dużymi szczelinami lub słabą płaskością. Żaden materiał nie jest wypełniaczem szczelin. Neopren będzie się wytłaczał i zawiedzie; grafoil wypali się lub zmiażdży nierównomiernie. Rozwiązanie polega na obróbce kołnierza lub zastosowaniu grubszego, bardziej sprężystego materiału, takiego jak kompozyt wzmocniony ceramiką. Przekonałem się o tym na własnej skórze, pracując nad przepustnicą spalin kotła przemysłowego. Próbowaliśmy użyć grubego arkusza grafoilu, ale wypaczenie kołnierza przekraczało 1 mm. Natychmiast wyciekło. Rozwiązaniem było ponowne pokrycie kołnierza i zastosowanie uszczelki z blachy falistej z wypełniaczem grafitowym – bardziej zaawansowane rozwiązanie.

Czasami odpowiedzią jest brak uszczelki. Prawidłowo obrobione, płaskie i gładkie połączenia metal-metal z wysokotemperaturowym środkiem przeciwzatarciowym lub uszczelniaczem (jak specjalne pasty miedziane) mogą być bardziej niezawodne w przypadku niektórych połączeń w kształcie litery V lub z płaską powierzchnią, całkowicie eliminując słabe ogniwo ściśliwego materiału.

Zaopatrzenie i realia praktyczne

Możesz kupić te uszczelki w dowolnym miejscu, ale jakość jest bardzo zróżnicowana. Tani grafoil może zawierać zanieczyszczenia lub nierówną gęstość, co prowadzi do gorących punktów i awarii. W przypadku zastosowań krytycznych trzymam się znanych marek lub dostawców, którzy zapewniają specyfikacje materiałowe. Jako część rozwiązania uszczelniającego warto rozważyć także system łączników. Słaba śruba rozciągająca się pod wpływem ciepła zrywa obciążenie zacisku. Dlatego do prac związanych z układem wydechowym często pozyskuję sprzęt od specjalistów, którzy rozumieją wymagania termiczne, np Handan Zitai Fastener Manufacturing Co., Ltd.. Mają siedzibę w Yongnian, chińskim centrum elementów złącznych i zaopatrują dużą część branży. Wiedząc, że Twoje śruby i kołki pochodzą z głównej bazy produkcyjnej podlegającej ścisłej kontroli, dostępnej za pośrednictwem ich witryny pod adresem https://www.zitaifasteners.com, oznacza jedną zmienną mniej, o którą trzeba się martwić, gdy cały zespół wielokrotnie się nagrzewa i chłodzi.

W warsztacie kieruję się następującą zasadą: w przypadku większości prac związanych z układem wydechowym ulicznym po zamontowaniu katalizatora, gdzie temperatury są umiarkowane (poniżej 350°C), wysokiej jakości uszczelka grafoilowa jest w zupełności wystarczająca. Wystarczy zainstalować go na czystej, płaskiej powierzchni i ponownie dokręcić. W przypadku zastosowań z katalizatorem wstępnym, turbosprężarką lub kolektorem skłaniam się ku uszczelkom z warstwowego metalu lub litego metalu. Neopren? Trzymam go do kanałów wlotowych, osłon i wszystkiego, co pozostaje chłodne. Chodzi o dopasowanie realności materiału do brutalności systemu. Ciepło spalin nie szkodzi.

Podsumowanie końcowe: to system, a nie tylko część

A więc neopren czy grafoil? To naprawdę nie jest kontra. To narzędzia do różnych zadań. Neopren służy do uszczelniania statycznego w niskich temperaturach. Grafoil służy do dopasowywania się do uszczelnień w wysokich temperaturach, gdzie warunki nie są ekstremalne. Prawdziwie profesjonalnym posunięciem jest zdiagnozowanie całego złącza: profilu temperatury, stanu kołnierza, jakości śrub i cykli termicznych. Zmarnowałem czas i pieniądze na obwinianie materiałów uszczelek, gdy problemem był wypaczony kołnierz lub niewystarczająca siła mocowania.

Moja rada? Nie wybieraj tylko na podstawie ogólnej rekomendacji. Pomyśl o konkretnym miejscu strumienia spalin, maksymalnej temperaturze, jaką odnotuje, oraz konsekwencjach wycieku. Czasami wydanie trzy razy więcej na wysokiej jakości wielowarstwową metalową uszczelkę do krytycznego kołnierza turbosprężarki jest na dłuższą metę najtańszą opcją, ponieważ wykonuje się tę pracę tylko raz. I zawsze, zawsze zaczynaj od dobrej, płaskiej powierzchni i odpowiednich elementów złącznych dostosowanych do ciepła. Wszystko inne opiera się na tym fundamencie.