Неопрен или прокладки из графоила для высокотемпературного выхлопа? 

Хорошо, давайте преодолеем шум. Если вы ищете это, вы, вероятно, смотрите на негерметичный фланец или планируете сборку, а в характеристиках просто указано «высокотемпературная прокладка». Большая ловушка, в которую попадают все, заключается в том, что резина и высокие температуры могут работать вместе долгое время. Они не могут. Неопрен иногда выбрасывают при работе с выхлопной системой, но обычно это быстрое решение, ведущее к поломке. Графойл? Это еще одно имя, которое вы слышите. Но это не простое «или-или». Речь идет о том, где и как вы их используете, и, честно говоря, иногда вам не следует использовать ни то, ни другое.

Неопреновая иллюзия в горячих системах

Мне нужно быть откровенным: используя стандартный неопреновые прокладки настоящий высокотемпературный выхлоп напрашивается на неприятности. Мы говорим о материалах, которые вы можете использовать для воздухозаборника или линии охлаждающей жидкости. Его прелесть заключается в гибкости и герметичности, которые подходят для неровных поверхностей при комнатной температуре. Но выхлоп? Даже самая скромная система легко нагревается до 250°C (482°F), а неопрен начинает затвердевать и трескаться примерно при 120–130°C. Я это видел. Вы затягиваете его на водосточной трубе турбонаддува, он отлично герметизируется при первом запуске. Неделю спустя, после нескольких циклов нагрева, он превратился в хрупкий почерневший диск. Уплотнение исчезло, вы заметили тикающую утечку выхлопных газов и снова оказались под машиной.

Есть предостережение: существуют некоторые специализированные высокотемпературные смеси неопрена, часто с силиконом с более высоким рейтингом. Но по моему опыту, даже у них есть потолок. Они могут выжить в соединении глушителя или секции выхлопной трубы, где температура ниже, скажем, ниже 200°C. Но о коллекторах, восходящих трубах, турбо-коллекторах — забудьте. Термическая деградация — это «когда», а не «если». Стоимость прокладки невысока, но трудозатраты на выполнение работы дважды высоки.

Где я в последний раз видел, чтобы неопреновая прокладка вышла из строя? Трековая машина приятеля с кастомным выхлопом. Он использовал неопреновую кольцевую прокладку на V-образном зажиме рядом с кошкой, думая, что нагрузка на зажим справится с этим. Так и было, в течение двух сеансов. Из-за жары материал растекался и сжимался неравномерно, что привело к взрыву и серьезной утечке прямо перед сеансом. Мы заменили его на подходящую металлическую прокладку на месте. Урок: материальная память имеет значение. Неопрен теряет свои свойства при запекании.

Grafoil: лучший вариант, но с нареканиями

Прокладки из графоила, или, точнее, гибкие графитовые прокладки, не зря являются ответом по умолчанию. Они прекрасно справляются с температурой — речь идет о непрерывной работе при температуре до 450–500°C в неокисляющей атмосфере, даже при более высоких пиках. Они соответствуют дефектам фланцев, что является спасением для старых, слегка деформированных литых коллекторов. Вы прикручиваете его, он сжимается и заполняет микроскопические впадины. В этом их настоящая сила.

Но у них есть свои демоны. Во-первых, это релаксация ползучести или холодное течение. Со временем, особенно при высокой нагрузке на зажим и нагревании, графит может медленно сжиматься и истончаться. Если ваши болты не рассчитаны на крутящий момент или у вас нет пружинных шайб, усилие зажима упадет, и вы получите утечку. Я всегда рекомендую повторную затяжку после первых нескольких циклов нагрева, если это возможно. Во-вторых, и это очень важно: им не нравится прямой высокоскоростной удар выхлопных газов. Графит может буквально взорваться, если есть большой зазор или несоосность. Перед установкой я всегда проверяю параллельность поверхностей фланцев.

Другая проблема — обращение. Чистый графит мягок. Если вы устанавливаете прокладку из графойла на вертикальный или верхний фланец, может быть сложно удерживать ее на месте, пока вы закручиваете болты. Некоторые из них имеют перфорированный стальной сердечник или липкую клейкую основу, что очень помогает. Те, у кого есть вставка из нержавеющей стали, более прочны, но менее удобны. Это компромисс.

Окисление и забытый фактор

Вот деталь, которую многие упускают: окисление. В потоке выхлопных газов с большим количеством кислорода графит может медленно окисляться при температуре выше 400°C, особенно по краям. Он превращается в порошкообразный пепел, истончающий прокладку. Обычно это не катастрофический отказ трамвая, но при длительной работе с высокой нагрузкой (например, генератор, работающий на полную мощность в течение нескольких дней) это может стать предметом износа. Я вытащил прокладки из графитовой фольги из корпусов турбин, которые были значительно тоньше на горячей внутренней кромке. Для таких экстремальных мест лучше подойдет многослойная металлическая прокладка.

Когда ни то, ни другое не является правильным ответом

Именно здесь начинается реальный практический опыт. Есть сценарии, когда и неопрен, и графойл являются плохим выбором. Один предназначен для соединений, работающих при чрезвычайно высоких температурах и высоком давлении, например, между корпусом турбокомпрессора и коллектором. Здесь королем являются многослойные стальные (MLS) прокладки. Они не расползаются, прекрасно справляются с термоциклированием и устойчивы к выгоранию.

Другой вариант — для фланцев с большими зазорами или плохой плоскостностью. Ни один из материалов не является заполнителем пробелов. Неопрен выдавится и выйдет из строя; Графойл взорвется или раздавится неравномерно. Решение состоит в том, чтобы обработать фланец или использовать более толстый и упругий материал, например композит, армированный керамикой. Я усвоил это на собственном горьком опыте, работая с выхлопным демпфером промышленного котла. Мы попробовали толстый лист графойла, но коробление фланца составило более 1 мм. Оно вытекло сразу. Решением было обновить поверхность фланца и использовать гофрированную металлическую прокладку с графитовым наполнителем — более инженерное решение.

Иногда ответ — отсутствие прокладки вообще. Правильно обработанные, плоские и гладкие соединения металл-металл с применением высокотемпературного противозадирного средства или герметика (например, специальных медных паст) могут быть более надежными для определенных V-образных или плоских соединений, полностью устраняя слабое звено сжимаемого материала.

Поиск и практические реалии

Вы можете купить эти прокладки где угодно, но качество сильно различается. Дешевая графойловая фольга может иметь примеси или непостоянную плотность, что приводит к перегреву и выходу из строя. Для критически важных применений я пользуюсь услугами известных брендов или поставщиков, которые предоставляют характеристики материалов. Также стоит рассмотреть систему крепления как часть герметизирующего решения. Слабый болт, который растягивается при нагревании, разрушает нагрузку зажима. Вот почему для вытяжных работ я часто покупаю оборудование у специалистов, которые понимают тепловые требования, например Хандан Зитай Фастинер Производство Ко., ООО. Они базируются в Юнняне, центре крепежа в Китае, и снабжают большую часть отрасли. Зная, что ваши болты и шпильки производятся на крупной производственной базе со строгим контролем, доступ к которой можно получить через их сайт по адресу https://www.zitaifasteners.com, означает, что на одну переменную меньше, о которой стоит беспокоиться, когда вся сборка неоднократно нагревается и охлаждается.

В цехах я придерживаюсь такого эмпирического правила: для большинства уличных выхлопных работ после катализатора при умеренных температурах (ниже 350°C) качественная прокладка из графойла вполне подойдет. Просто установите его на чистую ровную поверхность и затяните. Для применений перед катализатором, турбонаддувом или коллектором я склоняюсь к многослойным металлическим или цельнометаллическим прокладкам. Неопрен? Я храню его для впускных каналов, крышек и всего, что остается прохладным. Речь идет о сопоставлении реальности материала с жестокостью системы. Выхлопное тепло не идет на компромисс.

Окончательный вывод: это система, а не просто часть

Итак, неопрен против графойла? Это не совсем противопоставление. Это инструменты для разных работ. Неопрен предназначен для низкотемпературного статического уплотнения. Grafoil предназначен для герметизации при высоких температурах в неэкстремальных условиях. Настоящий профессиональный шаг — диагностировать все соединение: температурный профиль, состояние фланца, качество болтов и температурные циклы. Я потратил время и деньги, обвиняя материалы прокладок, хотя проблема заключалась в деформированном фланце или недостаточном усилии зажима.

Мой совет? Не делайте выбор, основываясь только на общих рекомендациях. Подумайте о конкретном месте в потоке выхлопных газов, о пиковой температуре, которую он увидит, и о последствиях утечки. Иногда потратить в три раза больше на многослойную металлическую прокладку премиум-класса для критически важного фланца турбины — самый дешевый вариант в долгосрочной перспективе, потому что вы выполняете эту работу только один раз. И всегда, всегда начинайте с хорошей ровной поверхности и подходящих креплений для обогрева. Все остальное строится на этом фундаменте.