Тефлоновый шланг или металлический рукав выбирают по трем условиям: температура среды, нужная гибкость трассы и требование к газоплотности. Рукав PTFE легче, гнется в подвижных узлах, инертен почти к любой химии и работает от -54 до +204 °C. Металлорукав из нержавеющей стали ставят там, где температура выше этого предела или где нужна полная газоплотность.
Ниже — давление по диаметрам, разница между гладким и гофрированным исполнением, сравнение с резиновым РВД и подбор под конкретные среды.
Что такое шланг PTFE и как он устроен
Шланг PTFE — гибкая линия из трубки политетрафторэтилена (фторопласта-4), заключенной в оплетку из нержавеющей стали. Фторопластовая трубка контактирует со средой и определяет химическую стойкость и температурный диапазон. Оплетка воспринимает давление и удерживает трубку от раздувания, поэтому номинальное давление рукава зависит прежде всего от нее.
Политетрафторэтилен не перерабатывается как обычный термопласт: его нельзя непрерывно экструдировать из расплава, поэтому длина трубки в одном куске ограничена. Стенка обычно имеет толщину 0,8–1 мм (0,030–0,040 дюйма). Более толстая стенка лучше переносит изгиб и меньше пропускает газы. Стандартная оплетка — сталь AISI 304; рукава с оплеткой из бронзы или монеля, по данным отраслевых изданий, рассчитаны на меньшее давление. Сверху иногда ставят защиту от истирания и огня: силиконовую или текстильную оболочку, металлическую спираль.
Тефлоновый шланг серии R14 выпускается в двух исполнениях — с гладкой и с гофрированной внутренней трубкой, в диаметрах от 1/4" (DN6) до 1" (DN25).
Какую температуру и давление выдерживает тефлоновый шланг
Рукав PTFE R14 работает при температуре от -54 до +204 °C. Рабочее давление зависит от диаметра и исполнения: у гладкого рукава — от 92 до 172 бар, у гофрированного — от 50 до 151 бар. Разрывное давление выше рабочего примерно в 3–4 раза. Это запас прочности на скачки давления, а не допустимый режим эксплуатации.
Вопрос, какую температуру выдерживает тефлоновый шланг, относится ко всей сборке, а не только к фторопласту: +204 °C — граница рабочего режима рукава R14 вместе с оплеткой и фитингами.
| Размер | Гладкий: рабочее, бар | Гладкий: разрывное, бар | Гладкий: радиус изгиба, мм | Гофрированный: рабочее, бар | Гофрированный: разрывное, бар | Гофрированный: радиус изгиба, мм |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1/4" (DN6) | 172 | 620 | 76 | 151 | 450 | 32 |
| 5/16" (DN8) | 138 | 552 | 102 | 97 | 390 | 25 |
| 3/8" (DN10) | 162 | 450 | 182 | 87 | 350 | 30 |
| 1/2" (DN12) | 139 | 425 | 211 | 77 | 310 | 65 |
| 5/8" (DN16) | 101 | 385 | 252 | 57 | 230 | 70 |
| 3/4" (DN20) | 92 | 315 | 323 | 57 | 230 | 75 |
| 1" (DN25) | — | — | — | 50 | 200 | 100 |
У гофрированного рукава давление падает с ростом диаметра быстрее: 151 бар на DN6 и уже 97 бар на DN8. Для гидролиний под 100 бар и выше гофрированное исполнение подходит только в самом малом диаметре. Гладкий рукав держит больше 100 бар до DN16 включительно.
Чем гладкий рукав PTFE отличается от гофрированного
Исполнения различаются формой внутренней трубки, и от нее зависит баланс давления и гибкости. Ровная стенка гладкого рукава держит большее давление: на DN12 — 139 бар против 77 у гофрированного. Гофра работает как сильфон — складки сжимаются на внутренней стороне изгиба, поэтому тот же DN12 в гофрированном варианте гнется по радиусу 65 мм вместо 211 мм.
Гладкое исполнение выбирают для прямых или плавно изогнутых участков с высоким давлением: напорных гидролиний, топливных и масляных магистралей. Там, где доступны оба варианта, гладкий обычно дешевле. Полные характеристики по каждому диаметру собраны на странице, где представлен гладкий рукав PTFE R14.
Гофра нужна в двух случаях. Первый — тесная трасса или подвижный узел, где радиус 200–300 мм просто не помещается. Второй — разрежение: гофрированная трубка лучше сопротивляется сплющиванию в вакууме, гладкую на всасывающих линиях приходится усиливать внутренней спиралью.
Под такие задачи подходит гофрированный рукав PTFE R14: на DN6 он гнется по радиусу 32 мм и держит 151 бар, а на DN8 радиус еще меньше — 25 мм.
Как устроен металлорукав и где его применяют
Металлический рукав — гофрированная тонкостенная трубка из нержавеющей стали, закрытая проволочной оплеткой. Гофра дает гибкость, оплетка воспринимает давление и не дает гофре растягиваться по длине. Стенка цельнометаллическая, поэтому газ не диффундирует через нее, а температурный предел определяется сталью, а не полимером.
По данным Swagelok, гибкий металлорукав серии FM из стали 316L с внутренним размером 1/4" работает при температуре от -198 до +454 °C. Рабочее давление в паспорте этой модели — 213 бар при температуре окружающей среды и 119 бар для полного температурного диапазона: с нагревом стали допустимое давление снижается.
Металлорукава ставят на линии пара и горячих газов, на выхлоп двигателей и компрессоров, в криогенных и вакуумных системах, а также как компенсаторы вибрации и температурного расширения у насосов. Слабые места тоже есть. Сильфон устает от многократных изгибов малого радиуса и от кручения. Химическая стойкость ограничена маркой стали: хлориды вызывают точечную коррозию даже у нержавейки.
Тефлоновый рукав, металлорукав или резиновый РВД: сравнение
Тефлоновый рукав занимает промежуточное место по температуре: превосходит резиновый РВД, но уступает металлорукаву. По химической стойкости и массе он опережает оба варианта. Ячейки без подтвержденных цифр описаны качественно.
| Параметр | Рукав PTFE R14 | Металлорукав | Резиновый РВД |
|---|---|---|---|
| Рабочая температура | от -54 до +204 °C | пример Swagelok FM: от -198 до +454 °C | для распространенных рукавов по SAE 100R2 — от -40 до +100 °C |
| Рабочее давление | 50–172 бар в зависимости от DN и исполнения | пример 1/4": 213 бар при комнатной температуре, 119 бар во всем диапазоне | определяется числом стальных оплеток или навивок; многонавивочные рукава — основной вариант для высокого давления |
| Химическая стойкость | инертен к кислотам, щелочам, растворителям, топливу | зависит от марки стали; хлориды опасны | зависит от резины внутреннего слоя; агрессивная химия ее разрушает |
| Газопроницаемость | очень низкая, но не нулевая; снижается с толщиной стенки | стенка непроницаема | выше, чем у PTFE |
| Гибкость и радиус изгиба | гофрированный DN6 — 32 мм, гладкий DN6 — 76 мм | гибкий, но плохо переносит частые изгибы малого радиуса | гибкий; радиус растет с числом армирующих слоев |
| Вибрация | стоек к изгибной усталости | применяется как компенсатор вибрации в пределах допустимого хода | гасит вибрацию за счет упругости резины |
| Масса | легкий | тяжелее PTFE того же DN: сталь и в стенке, и в оплетке | растет с числом металлических слоев |
| Старение | стоек к ультрафиолету и озону | не стареет, ограничен коррозией | резина стареет от озона, ультрафиолета и нагрева |
Какой рукав лучше выбрать под среду и температуру
Какой рукав лучше — металлический или тефлоновый, решает прежде всего температура. До +204 °C подходят оба, выше — только металлорукав. Внутри общего диапазона рукав PTFE выигрывает массой, гибкостью и химической инертностью, металлорукав — нулевой газопроницаемостью и стойкостью к внешнему нагреву и открытому пламени.
Для сред, с которыми чаще всего работают гибкие линии на предприятии, выбор выглядит так:
- топливо. PTFE не набухает в бензине и дизеле, в отличие от многих резин. При большом расходе легких углеводородов нужен токопроводящий PTFE: он отводит статический заряд на фитинг, иначе разряд может пробить трубку на оплетку;
- масло при высокой температуре. Резиновый РВД ограничен примерно +100 °C, рукав PTFE работает до +204 °C — например, на нагнетательных линиях компрессоров;
- агрессивная химия. Фторопласт инертен к большинству кислот, щелочей и растворителей. Металлорукав здесь проверяют по марке стали;
- пищевые и фармацевтические среды. PTFE без запаха и вкуса, не впитывает продукт, его стерилизуют горячим паром. Для пищевого контакта нужен рукав с подтвержденным допуском производителя;
- пар. Рукав PTFE работает с паром в пределах +204 °C; насыщенный пар такой температуры имеет давление около 16–17 бар. Перегретый пар выше этой границы — задача металлорукава;
- газ. Сжатый воздух и сжиженный газ PTFE передает без проблем. Где важна полная газоплотность — глубокий вакуум, токсичные газы, — ставят металлорукав.
Как подбирать рукава для гидравлических систем с высокой температурой с учетом давления и ресурса, разобрано в отдельной статье.
Как собрать рукав PTFE с фитингами
Рукав PTFE собирают только с арматурой, выпущенной под фторопласт. Муфты резиновых РВД рассчитаны на толщину и упругость резиновых слоев: при обжиме резина деформируется и уплотняет соединение. Жесткая тонкая трубка PTFE так не сжимается, и герметичность не гарантирована. Тип резьбы и уплотнения подбирают по ответной части оборудования, сверяя с номенклатурой раздела фитинги для РВД.
Фитинги для PTFE бывают обжимными и разборными, по данным отраслевых изданий заметной разницы в работе между ними нет. В разборном фитинге три детали вместо привычных двух: кроме ниппеля и гайки есть конусная втулка (олива). Она заходит между фторопластовой трубкой и оплеткой. Оплетку при разделке разводят наружу и не обрезают — именно она удерживает рукав в фитинге. Резьбу и конусы перед затяжкой смазывают легким маслом.
Если нет пресса под фторопластовые муфты или опыта разделки, надежнее заказать готовую сборку — изготовление РВД. При заказе сразу указывают, что рукав фторопластовый, длину и тип концевиков.
Какие ошибки сокращают срок службы рукава PTFE
- изгиб меньше допустимого радиуса. Фторопласт не пружинит обратно, как резина: заломленная трубка остается с перегибом, и в этом месте рукав может дать течь. У гладкого DN20 минимальный радиус — 323 мм, это нужно заложить в трассу заранее;
- давление «по соседнему диаметру». Гофрированный DN6 держит 151 бар, DN25 — только 50. При замене диаметра давление пересчитывают по таблице;
- перекручивание при монтаже. Скручивание ослабляет оплетку и нагружает трубку. Гайку затягивают, удерживая корпус фитинга вторым ключом;
- изгиб сразу у фитинга. На выходе из муфты оставляют прямой участок, иначе излом приходится на место заделки;
- вакуум без усиления. Гладкий рукав без внутренней спирали может схлопнуться на всасывающей линии.
Частые вопросы
Можно ли использовать рукав PTFE для воды и пара?
Да. Рукав PTFE R14 работает с водой и паром в диапазоне до +204 °C, а сам фторопласт переносит стерилизацию горячим паром. Ограничение — температура и давление: насыщенный пар +204 °C имеет давление около 16–17 бар, и рабочее давление рукава выбранного DN должно быть выше. Для перегретого пара большей температуры нужен металлорукав.
Какой рукав лучше для топливной проводки — металлический или тефлоновый?
Для топливной проводки на подвижных узлах и в тесных трассах чаще выбирают рукав PTFE: он легкий, гибкий и не набухает в бензине и дизеле. При большом расходе легкого топлива нужен токопроводящий вариант. Металлорукав оправдан, если линия проходит у выхлопа или другого источника нагрева выше +204 °C.
Можно ли заменить резиновый РВД тефлоновым?
Можно, если рабочее давление рукава PTFE выбранного диаметра не ниже давления системы. Гладкий R14 держит 92–172 бар, поэтому для высоконапорной гидравлики с многонавивочными РВД замена подходит не всегда. Фитинги меняют вместе с рукавом: муфты резинового РВД на фторопластовую трубку не устанавливают.
Почему у гладкого рукава PTFE большой радиус изгиба?
Ровная фторопластовая трубка не имеет складок, которые сжимаются на внутренней стороне изгиба, поэтому при малом радиусе она заламывается. У гладкого R14 радиус растет с диаметром: 76 мм на DN6 и 323 мм на DN20. Гофрированный рукав того же размера гнется по радиусу в 2,4–6 раз меньше, но держит меньшее давление.
