تُستخدم الألواح المطاطية بشكل شائع كحشيات شفة للأنابيب أو غرف التفتيش التي تتطلب تفكيكًا متكررًا، مع ضغط لا يتجاوز 1.568 ميجاباسكال. من بين حشوات الختم المختلفة، تعتبر الحشيات المطاطية هي الأكثر نعومة وتتمتع بتوافق جيد، مما يوفر ختمًا فعالًا حتى مع التحميل المسبق المنخفض. ومع ذلك، نظرًا للسمك الأكثر سمكًا أو انخفاض صلابة الحشيات المطاطية، فهي عرضة للقذف عند تعرضها للضغط الداخلي.
تكون الألواح المطاطية عرضة للتورم وزيادة الوزن والتليين والالتصاق عند استخدامها في المذيبات العضوية مثل البنزين والكيتونات والإيثرات، مما يؤدي إلى فشل الختم. بشكل عام، إذا تجاوزت درجة التورم 30%، فهو غير مناسب للاستخدام مرة أخرى.
تعتبر الحشيات المطاطية أكثر ملاءمة لظروف الضغط المنخفض (خاصة أقل من 0.6 ميجا باسكال) والفراغ. تتميز المواد المطاطية بكثافة جيدة ونفاذية منخفضة. على سبيل المثال، يعد المطاط الفلوري أكثر ملاءمة لإغلاق الحشيات في الحاويات المفرغة، مع درجة فراغ قصوى تصل إلى 1.3×10-7Pa. عند استخدام الحشيات المطاطية في نطاق التفريغ من 10-1~10-7Pa، يلزم معالجة الخبز وتفريغ الغاز.
تتميز صفائح مطاط الأسبستوس بسعر أقل وسهلة الاستخدام. ومع ذلك، فإن المشكلة الرئيسية هي أنه على الرغم من إضافة المطاط وبعض الحشوات إلى مادة حشية الختم، إلا أنها لا تزال غير قادرة على ملء جميع المسام الصغيرة المترابطة بشكل كامل، مما يؤدي إلى تخلل طفيف. لذلك، لا ينبغي استخدامها في الوسائط شديدة التلوث، حتى عند الضغط المنخفض ودرجة الحرارة. عند استخدامها في وسائط الزيت ذات درجة الحرارة العالية، يمكن للمطاط والحشوات الموجودة في الحشية أن تتفحم، مما يقلل القوة ويسبب تخلل في الواجهة وداخل الحشية المطاطية، مما يؤدي إلى فحم الكوك والتدخين. بالإضافة إلى ذلك، تكون صفائح مطاط الأسبستوس عرضة للالتصاق بأسطح مانعة للتسرب عند درجات حرارة عالية، مما يسبب صعوبات في استبدال الحشية.
يعتمد ضغط تشغيل الحشيات المطاطية في الوسائط المختلفة تحت الظروف الساخنة على معدل الاحتفاظ بقوة مادة الحشية. تحتوي مواد ألياف الأسبستوس على ماء بلوري وماء ممتز. عند 110 درجة مئوية، يتم تحرير حوالي 2/3 من الماء الممتز بين الألياف، مما يؤدي إلى انخفاض في قوة الشد بنسبة 10٪ تقريبًا. عند 368 درجة مئوية، يتم إطلاق كل الماء الممتز، مما يؤدي إلى انخفاض قوة الشد بحوالي 20%. عند درجات حرارة أعلى من 500 درجة مئوية، يبدأ إطلاق الماء البلوري، مما يؤدي إلى تقليل القوة.
وللوسائط أيضًا تأثير كبير على قوة صفائح مطاط الأسبستوس. على سبيل المثال، في زيت تشحيم الطيران ووقود الطيران، يمكن أن تختلف قوة الشد العرضي لصفائح مطاط الأسبستوس المقاومة للزيت بدرجة 400 بنسبة 80%، وذلك بسبب التورم المطاطي الشديد الناجم عن وقود الطيران مقارنة بزيت تشحيم الطيران. مع أخذ هذه العوامل في الاعتبار، فإن نطاق التشغيل الآمن الموصى به لألواح مطاط الأسبستوس XB450 المنتجة محليًا هو درجة حرارة تتراوح من 250 درجة مئوية إلى 300 درجة مئوية وضغط من 3 إلى 3.5 ميجاباسكال. يجب ألا تتجاوز درجة حرارة استخدام صفائح مطاط الأسبستوس المقاومة للزيت بدرجة 400 350 درجة مئوية.
تحتوي صفائح مطاط الأسبستوس على أيونات الكلوريد والكبريتيدات، والتي يمكن أن تشكل خلية كلفانية قابلة للتآكل ذات حواف معدنية بعد امتصاص الماء. وينطبق هذا بشكل خاص على صفائح مطاط الأسبستوس المقاومة للزيت، والتي تحتوي على محتوى كبريت أعلى عدة مرات من صفائح مطاط الأسبستوس العادية، مما يجعلها غير مناسبة للاستخدام في الوسائط غير النفطية. يمكن أن تنتفخ الحشيات المطاطية في الزيت والمذيبات، ولكن ضمن نطاق معين، يكون لها تأثير ضئيل على أداء الختم. على سبيل المثال، مطلوب من صفائح مطاط الأسبستوس المقاومة للزيت بدرجة 400 أن يكون لها زيادة في الوزن بسبب امتصاص الزيت بما لا يزيد عن 15% بعد اختبار الغمر لمدة 24 ساعة في وقود الطيران بدرجة الحرارة المحيطة.
Rubber sheets are susceptible to swelling, weight gain, softening, and stickiness when used in organic solvents such as benzene, ketones, and ethers, leading to seal failure. Generally, if the swelling degree exceeds 30%, it is not suitable for further use.
Rubber gaskets are more suitable for low-pressure conditions (especially below 0.6MPa) and vacuum. Rubber materials have good density and low permeability. For example, fluororubber is most suitable for sealing gaskets in vacuum containers, with a maximum vacuum degree of up to 1.3×10-7Pa. When using rubber gaskets in the vacuum range of 10-1~10-7Pa, baking and degassing treatment are required.
Asbestos rubber sheets have a lower price and are easy to use. However, the main issue is that even though rubber and some fillers are added to the sealing gasket material, they still cannot completely fill all the interconnected micropores, resulting in slight permeation. Therefore, they should not be used in highly contaminated media, even at low pressure and temperature. When used in high-temperature oil media, the rubber and fillers in the gasket can carbonize, reducing strength and causing permeation at the interface and inside the rubber gasket, resulting in coking and smoking. Additionally, asbestos rubber sheets are prone to adhere to flange sealing surfaces at high temperatures, causing difficulties in gasket replacement.
The operating pressure of rubber gaskets in various media under heated conditions depends on the strength retention rate of the gasket material. Asbestos fiber materials contain crystalline water and adsorbed water. At 110°C, about 2/3 of the adsorbed water between the fibers is released, leading to a decrease in tensile strength by approximately 10%. At 368°C, all the adsorbed water is released, resulting in a decrease in tensile strength by about 20%. At temperatures above 500°C, crystalline water starts to be released, further reducing strength.
The media also has a significant impact on the strength of asbestos rubber sheets. For example, in aviation lubricating oil and aviation fuel, the transverse tensile strength of 400-grade oil-resistant asbestos rubber sheets can differ by 80%, which is due to the severe rubber swelling caused by aviation fuel compared to aviation lubricating oil. Taking these factors into consideration, the recommended safe operating range for domestically produced XB450 asbestos rubber sheets is a temperature of 250°C to 300°C and a pressure of 3 to 3.5MPa. The usage temperature of 400-grade oil-resistant asbestos rubber sheets should not exceed 350°C.
Asbestos rubber sheets contain chloride ions and sulfides, which can form a corrosive galvanic cell with metal flanges after absorbing water. This is especially true for oil-resistant asbestos rubber sheets, which have a sulfur content several times higher than ordinary asbestos rubber sheets, making them unsuitable for use in non-oil media. Rubber gaskets can swell in oil and solvent media, but within a certain range, it has little effect on sealing performance. For example, 400-grade oil-resistant asbestos rubber sheets are required to have an increase in weight due to oil absorption of no more than 15% after a 24-hour immersion test in ambient temperature aviation fuel.