Резинотканевая пластина: где нужна ткань внутри резины

Резинотканевая пластина отличается от обычной техпластины слоями ткани внутри резины. По ГОСТ 7338-90 это тип II, а тип I означает пластину только из резины. Ткань почти не растягивается, поэтому лист с ней держит форму под давлением, на изгибе и при ударе, а резина отвечает за герметичность и стойкость к среде. Число слоёв согласуют изготовитель и потребитель, но стандарт ограничивает его сверху: не больше одного слоя на каждые 2 мм толщины (текст ГОСТ 7338-90, п. 1.2.1).

ГОСТ 7338-90 оставляет для типа II узкое окно

Про стандарт обычно помнят одно: бывают тип I и тип II. В самом тексте условия для резинотканевой пластины уже, чем для резиновой. В таблице 1 строки типа II есть только у марки ТМКЩ и только для степеней твёрдости С и С1. У марок АМС и МБС типа II в стандарте нет. Это значит, что маслобензостойкий резинотканевый лист нельзя заказать «по ГОСТ 7338-90»: его поставляют по техусловиям завода, и их номер стоит спросить у поставщика.

Со вторым ограничением сталкиваются при закупке. Таблица толщин для резинотканевого листа в стандарте дана только для 2-го класса, то есть для узлов с давлением до 0,1 МПа, ударов и настилов. Лист 1-го класса с тканью, рассчитанный на уплотнение под большим давлением, изготовитель делает лишь по договорённости с покупателем. Если в счёте стоит «резинотканевая пластина ГОСТ 7338» без класса, почти наверняка это 2-й класс, и под фланец с давлением 1 МПа его брать без отдельного согласования нельзя.

Резинотканевый лист ТМКЩ по стандарту годится для тех же сред, что и сплошная резина этой марки, в пределах от −45 до +80 °C у твёрдости С1. Для ткани важнее другое: в воде, солевом растворе или разбавленной кислоте лист работает, пока жидкость не уходит в нити через кромку, а это зависит уже от раскроя детали. Чем ТМКЩ отличается от других марок по составу, можно сверить на странице про резину ТМКЩ.

Число слоёв считают от толщины

Правило «один слой на 2 мм» даёт простую верхнюю границу: делите толщину на 2 и отбрасывайте дробную часть. Лист 3 мм может иметь только один слой ткани, лист 5 мм не больше двух, лист 10 мм не больше пяти. Если в спецификации указано «пластина 4 мм, три тканевые прокладки», такую пластину по ГОСТ 7338-90 сделать нельзя, и заказчику стоит уточнить, откуда взялась цифра.

Количество слоёв входит в условное обозначение. Пример из п. 1.2.5 стандарта: «Пластина 2Н-II-ТМКЩ-С1-1×2 ГОСТ 7338-90». Читается оно так: 2-й класс, неформовая (Н), тип II, марка ТМКЩ, твёрдость С1, одна тканевая прокладка, толщина 2 мм. Формовые пластины (Ф) вулканизуют в пресс-формах, неформовые в котлах или на вулканизаторах непрерывного действия, и от этого зависит допуск по толщине.

Допуск толщины решает судьбу зажатой мембраны

По таблице 3 стандарта у резинотканевой пластины 4 мм допуск ±0,6 мм для формовой и ±0,8 мм для неформовой. Пример расчёта: мембрану из неформового листа 4 мм зажимают между фланцами с упором, и зазор под зажим рассчитан на сжатие 25 %, то есть до 3 мм. Если лист пришёл толщиной 3,2 мм, сжатие составит всего 6 %, и по контуру зажима пойдёт течь. Если 4,8 мм, сжатие вырастет до 37 %, резина выдавится к краю отверстий, а ткань под болтами начнёт рваться.

Для деталей, где толщина в зажиме критична, в заявке указывают вид Ф или прямо задают допуск, а при приёмке листа меряют толщину в нескольких точках по ширине. Для фартуков, бортов и подкладок разброс ±0,8 мм значения не имеет.

Ткань нужна там, где резина тянется

Когда нужна резинотканевая пластина вместо обычной резины?

Резинотканевая пластина нужна вместо обычной резины, если деталь под нагрузкой растягивается: мембрана под перепадом давления, лепесток обратного клапана, фартук под ударами груза, прокладка большого фланца, которую выдавливает наружу. Обычная резина в таких местах вытягивается, теряет форму и рвётся по отверстиям. Если деталь только сжимается в канавке или между фланцами малого диаметра, ткань не нужна и только снижает упругость.

На практике это несколько групп деталей. Плоские мембраны насосов и пневмоприводов вырезают из листа с одним слоем ткани посередине, чтобы мембрана одинаково гнулась в обе стороны. Лепестки и заслонки обратных клапанов в канализации и вентиляции делают из листа с одним-двумя слоями, так устроены утконосы и лепестковые клапаны. Фартуки и борта загрузочных лотков берут толще, с двумя-четырьмя слоями (ориентир для марок общего назначения). Прокладки крупных фланцев и люков с тканью меньше расползаются при затяжке.

Из листа получаются только плоские детали: круг, кольцо, лепесток с отверстиями под крепёж. Если на старой детали есть гофр, утолщённый борт под зажим или привулканизованная шайба, вырезка из листа её не заменит, и деталь формуют, закладывая ткань в заготовку перед вулканизацией. Форму и ход диафрагмы регулятора давления задаёт конструкция клапана, а для листового раскроя главный вопрос в том, где пройдёт нить относительно отверстий.

Открытая кромка: слабое место листа

Когда деталь вырезают из резинотканевой пластины, ткань выходит на срез по всему контуру. Вдоль нитей жидкость может уходить внутрь листа, как по фитилю. Для воды и воздуха это редко критично, а в кислоте, щёлочи или масле пропитанная ткань теряет прочность, и деталь расслаивается от кромки к центру.

Почему резинотканевая прокладка расслаивается по краю?

Резинотканевая прокладка расслаивается по краю, когда среда проникает в ткань через открытый срез и ослабляет связь ткани с резиной. Стандарт задаёт прочность этой связи не менее 7,0 Н/см для марки ТМКЩ, но испытание идёт на сухом образце. Для агрессивных сред кромку закрывают резиной при формовании, увеличивают слой резины над тканью или берут синтетическую ткань вместо хлопка.

Слой резины над тканью важен и для изнашиваемых деталей. Когда на фартуке или скребке проступила ткань, остаток ресурса короткий: открытые нити быстро лохматятся и рвутся. Если деталь стирается с одной стороны, лист заказывают с несимметричным расположением ткани, и это указывают на эскизе отдельно.

Ткань и резина подбираются раздельно

Ткань в листе обычно хлопчатобумажная или синтетическая: полиэфир, полиамид, для высоких нагрузок арамид. Хлопок дешевле, но во влажной среде со временем теряет прочность. Полиэфир и полиамид стабильнее во влаге, полиамид лучше переносит многократный изгиб. Эти данные служат ориентиром для марок общего назначения, конкретная ткань фиксируется в паспорте листа или в КП.

Резину выбирают по среде так же, как для обычной техпластины, по её типам и маркам. Если среда требует МБС, EPDM или пищевую марку, резинотканевый лист будет не по ГОСТ 7338-90, а по техусловиям, и в КП стоит проверить, какой документ указан.

Ресурс мембраны из листа подтверждают испытанием

ГОСТ 7338-90 проверяет твёрдость, прочность связи слоёв, изменение массы в средах и физико-механические показатели резины. Многократного изгиба, то есть того, от чего рвутся мембраны и лепестки клапанов, в этом перечне нет. Поэтому слова «пластина по ГОСТ» ничего не говорят о том, сколько циклов выдержит деталь в вашем насосе.

Ресурс мембраны или лепестка не обещают, пока он не подтверждён испытанием в узле или данными о прежней детали. Обещать можно другое: материал, ткань, число слоёв и толщину в допуске. Если старая деталь отработала, например, полгода, разумный путь такой: повторить её конструкцию, поставить первую партию на один узел, записать число циклов до отказа и только потом заказывать запас.

Порядок на схеме повторяет логику выше. Сначала решают, тянется ли деталь под нагрузкой: если нет, ткань не нужна. Затем проверяют среду: ТМКЩ закрывает воду, воздух и слабые кислоты со щелочами, остальное идёт по техусловиям. Число слоёв ограничивают толщиной, допуск выбирают по тому, зажата ли деталь. Пробная партия на одном узле даёт реальный ресурс, и только после неё заказывают запас.

Деталь по образцу повторяет слои, а не толщину

Самая частая замена при ремонте: вместо порванной резинотканевой мембраны ставят резиновую потолще. Толстая резина всё равно тянется под давлением, а гибкость теряет, и мембрана отказывает уже по другой причине. Деталь восстанавливают по конструкции: та же резина по среде, тот же тип ткани, то же число слоёв и их положение по толщине.

Чтобы изготовить деталь по снятому образцу, передайте старую мембрану или лепесток целиком, даже порванные, и укажите среду, температуру, перепад давления и частоту срабатываний. Число слоёв видно на срезе, толщину меряют в зоне, где деталь не работала. Если среда агрессивная, отметьте это отдельно: от этого зависит, хватит ли плоской вырезки из листа или нужна формовая деталь с закрытой кромкой.