Огнестойкие веревки, канаты и шнуры

Огнестойкие, термостойкие веревки и уплотнительные шнуры

Оглавление

Огнестойкие, термостойкие нити
Виды огнестойких, термостойких шнуров
Примеры использования

Термо-, огнестойкие материалы для производства канатов и шнуров

Канатно-веревочные изделия могут эксплуатироваться в различных условиях. Например - режим повышенных температур. Т.е. помимо разных специальных требований (в зависимости от области применения) будет и общее – устойчивость к высоким температурам.
При нагревании материалов обычно происходит следующее:
1.Меняется агрегатное состояние вещества
2.Увеличивается химическая активность

В большинстве случаев изделия находят применение в воздушной среде. При повышении температуры процессы окисления интенсифицируются (вплоть до горения). Поэтому в качестве материалов выбирают устойчивые к окислению (не горящие, не поддерживающие горение). Как вариант - оксиды (процесс окисления уже прошел).
Основные материалы, используемые для получения волокна и нитей (для их последующей переработке в шнуры):

Наименование Температура эксплуатации, до, градусов Цельсия Примечания
Углеволокно 300-400(3000) В окисляющих средах термостойкость низкая
Асбест 400 Пыль обладает канцерогенными свойствами. Запрещен в Европе, России и многих других странах
Стекло (стекловолокно) 300 Низкая стоимость. Низкая устойчивость к истиранию
Базальт 700 При монтаже образует «колкую» пыль. (использование соответствующих защитных средств)
Кварц (кремнезем) 1100 Низкая устойчивость к истиранию
Арамиды 400 Очень высокая прочность и хорошая устойчивость к истираню, по сравнению с другими

Углеродная нить
Черного цвета, не токсична, электропроводна, горит. Очень высокие рабочие температуры (3000 градусов) в отсутствии окисляющей среды. В противном случае – 300-400 градусов, с учетом постепенного окисления. Изделия из углерода имеют хорошие тепло и звукоизоляционные свойства и относятся к радиопоглощающим материалам.
Асбестовая нить
Асбест бывает двух видов – хризотиловый и амфиболовый. Пыль амфиболового асбеста является канцерогеном и очень долго выводиться из организма человека. Например в Европах, Америке - запрещен любой. По поводу вредности хризотилового – ведутся споры (при попадании в организм человека достаточно быстро превращается в аморфный диоксид кремния).
Стеклонить
Белые, полупрозрачные. Основной объем производимого в мире стекла – марка Е. Нити не токсичны, не горючи, не взрывоопасны. Стеклонить производиться повсеместно (расплав стекла пропускают через фильеры, на выходе - ровинг, который остужается и наматывается) и имеет низкую стоимость.
Недостаток – низкая устойчивость к трению. Образующаяся пыль может вызывать раздражение кожных покровов, при вдыхании (длительные воздействия) оказывает негативный эффект. Эксплуатация при температурах до 300 градусов Цельсия. Изделия из стеклонитей имеют хорошие тепло и звукоизоляционные, диэлектрические свойства.
Базальтовая нить
Базальт - горная порода, образовавшаяся в результате излияния магмы. Нити производят по аналогии со стеклянными. Не токсичны, не горючи, не взрывоопасны, экологичны. Базальтовое волокно устойчиво к ультрафиолетовому излучению, биологическому и химическому загрязнению. Химически инертно, не выделяет вредные вещества. Образующаяся пыль может вызывать раздражение кожных покровов, при вдыхании ( длительные воздействия) оказывает негативный эффект. Эксплуатация при температурах до 700 градусов Цельсия. Изделия из базальта имеют хорошие тепло и звукоизоляционные свойства.
Кремнеземная нить
Содержит более 90% SiO2 (диоксид кремния, или по-простому – песок). Нити не токсичны, не горючи, не взрывоопасны. Обладают низкой устойчивостью к истиранию. Образующаяся пыль практически не вызывает раздражения кожи (в отличие от стеклянных, базальтовых нитей). Высокая температура эксплуатации >1000 градусов Цельсия, хорошие тепло и звукоизоляционные, диэлектрические свойства, очень малое температурное расширение.
Арамидная нить
Относятся к синтетическим (органическим) материалам. Хорошая химическая стойкость, низкая электропроводность, хорошая устойчивость к истиранию. Теплостойкие, самозатухающие.
Различаются пара- и мета- арамидные изомеры. При высоких температурах и присутствии кислорода воздуха происходит деструкция (обугливание).
Для пара-арамида температура деструкции порядка 500, мета-арамида - 250 градусов.

В целом, для асбеста, кремнезема, стекловолокна, базальта эксплуатация в режиме повышенных температур, цикличные тепловые нагрузки приводят к разрушению структуры нитей. Нити разрушаются с образованием пыли, песка.
Для углеродных, чаще всего, разрушение связано с окислением (образование оксидов углерода).
Арамиды относятся к органическим материалам. Кислород воздуха, ультрафиолет и высокие температуры интенсифицируют процессы "старения".
Долговечность напрямую зависит от температуры эксплуатации, режима (тепловые удары), химической активности внешней среды, механических факторов.

 

Разновидности шнуров

Пустотелые шнуры (шнур-чулок)

Состоят из оплетки, внутри отверстие. Основные характеристики: внешний диаметр, диаметр отверстия, толщина стенки.
Предназначены для защиты изделий от воздействия температур, как электроизоляция.
Наиболее распространены из стеклонитей; кремнеземных нитей (1)
При незначительной толщине оплетки легко сминаются до плоского состояния и могут использоваться как уплотнитель.

Наполненные шнуры

Состоят из оплетки и сердечника. В качестве сердечника используются:
- нити (или более мелкие шнуры, состоящие из нитей)
- волокно (холст)
Шнуры, изготовленные по второму варианту дешевле, т.к. волокно гораздо проще производить. Как правило, такие шнуры более мягкие, со временем могут терять форму - волокно слеживается, шнур становиться плоским.
Основные характеристики - диаметр, температура эксплуатации, пружинистость (способность сохранения формы).
Основное предназначение - уплотнение, герметизация, теплоизоляция. Не подходят для подъема грузов, т.к. малая прочность, низкая устойчивость к истиранию.
Наиболее распространены шнуры из стекломатериалов; асбеста; базальта(2); кремнезема(3); углерода

Термостойкие веревки, канаты

Основной используемый материал - арамид. Для нитей характерна очень высокая прочность, хорошая устойчивость к истиранию и теплостойкость.
Основные характеристики - прочность, износостойкость, температуростойкость, диаметр.
Такие веревки предназначены для эксплуатации при повышенных температурах, в том числе и при кратковременных воздействиях пламени.
Другие огнестойкие материалы (например базальт, кремнезем, стекловолокно и прочие) обладают низкой устойчивостью к трению. При эксплуатации под нагрузкой, волокна будут перетираться друг о друга. Если к тому же, используется канат с сердечником из такого материала, то нет возможности проследить за его целостностью. Использование таких канатов представляет опасность.

 

Примеры использования огнестойких шнуров и веревок

1.Сальниковые набивки

Укладывается в сальниковую камеру вокруг шпинделя (вала) и поджимается тем или иным способом вдоль оси. Таким образом, набивка прижимается к стенкам камеры и к валу. Если все сделано правильно – получается герметичная камера, отделяющая рабочую среду от, например, электродвигателя.
Для производства сальникового уплотнения используются все рассмотренные выше материалы (стекло, кремнеземные, базальтовые, углеродные, арамидные, асбестовые нити).
Чаще всего, данная сфера применения предполагает интенсивное трение, высокие температуры и, зачастую, присутствие агрессивных веществ. Поэтому, для таких шнуров используют антифрикционные пропитки, ингибиторы коррозии, и другие добавки (силиконовые, фторопластовые, графитовые и т.д.)

2.Уплотнительные огнестойкие шнуры для систем вентиляции, кондиционирования и дымоудаления

Используются в отопительных системах, для выведения дыма из помещений, в случаях, когда применяют повышенные требования пожарной безопасности, для блокирования распространения огня и дыма по воздуховодам.

Предназначены для уплотнения и герметизации соединений воздуховодов. В случае фланцевого соединения шнур фиксируют на минимальное количество герметика, клея (либо двухстороннего скотча, или иным разумным способом), а затем очень плотно стягивают фланцы. Шнур между фланцами необходимо укладывать в не растянутом (свободном) состоянии.
Если конструкция стыков бесфланцевая – шнур используется по аналогии с обычным резиновым уплотнителем. При этом, если использовать полый шнур-чулок, то при намотке будет плоским, как лента.
Шнуры применяются в высокотемпературных системах, или там, где требуется определенная огнестойкость, которая не может обеспечиваться резиновыми уплотнителями и герметиками. Существуют и температуростойкие герметики, но на силиконовой основе - не предназначены для температур выше 100-250 градусов, а огнестойкие при застывании становятся не эластичные, хрупкие. Вентиляционные системы испытывают определенные вибрации, и с течением времени герметик может растрескаться и выкрошиться.

Как правило, для таких систем имеет смысл использовать более дорогие шнуры с высокими температурными характеристиками: чем больше разница между температурой эксплуатации и верхней допустимой температурой шнура - тем лучше (срок службы шнура будет в разы выше).
Арамидные шнуры для уплотнения стыков воздуховодов не подойдут. Высокая стоимость, температура эксплуатации до 450 градусов. А т.к. материал относиться к органическим, при высокой температуре могут выделяться не полезные для здоровья человека вещества.

3.Уплотнение дверец в высокотемпературном оборудовании (котлы, печи)

Для наглядности рассмотрим дверку топочную со стеклом - "Кижи", производства Литком. Закреплена на стенде, выставочный образец (информация предоставлена ООО "Виста").

Основная задача – отделить камеру, где происходит процесс горения от отапливаемого помещения. В нашем случае есть несколько мест, откуда может дымить:

- Участок между кладкой и самой дверцей (номер 1 на рисунке). Как правило, одного раствора может не хватить, т.к. от перепадов температур он может растрескаться и дым будет проникать в помещение. Используя уплотнитель, можно получить отличный результат.
- Дверца в закрытом состоянии должна плотно прижиматься по всему периметру (номер три на рисунке). В данном случае есть шип (номер 2 на рисунке), поэтому шнур из паза не должен выступать (т.е. он будет утоплен). Бывают конструкции дверец без шипа (гладкие). В таком случае, шнур должен выступать из паза на 2-5мм, чтобы обеспечить герметичное закрывание дверцы. Для крепления шнура в пазу можно использовать огнестойкий герметик. Следует помнить, что при застывании герметик становиться твердым (поэтому применяем тонким слоем, точечно).
- Зона по периметру огнестойкого стекла (номер 4 на рисунке). Шнур выполняет двойную роль: герметизация и предохранение стекла от повреждений (температурные расширения, неосторожное захлопывание дверцы). Шнур укладывается в паз, прижимается стеклом, которое, в свою очередь, поджимается винтами через прокладку.
Со временем, шнур может выйти из строя. Это обусловлено высокими температурами эксплуатации, механическими повреждениями при неосторожном обращении. Срок службы зависит от частоты эксплуатации, конструкции дверцы, температурного режима.
Материал шнура выбирается исходя из условий эксплуатации.

4.Защита кабельной продукции

Так называемый шнур-чулок представляет собой полый шнур, внутрь которого и помещается защищаемое изделие (кабель, оптоволокно и т.д.). Наиболее распространены из стекловолокна, кремнезема. Материалы не электропроводны. Шнур-чулок используется для электроизоляции в условиях высоких температур, для кратковременной защиты от воздействия пламени, капель расплава. Чаще всего, это будут изделия специального назначения – например в системах пожаротушения.

5.Развлекательная пиротехника

Огнестойкие шнуры могут использоваться и для развлекательных мероприятий. Шнур пропитывается специальным горючим составом а затем монтируются в какой либо зайтеливой форме.


При использовании материалов статьи ссылка на первоисточник www.remera.ru обязательна

Русский