Сверхвысокомолекулярный полиэтилен ГОСТ Р 57748-2017 в Минске

Сверхвысокомолекулярный полиэтилен ГОСТ Р 57748-2017 — конструкционный материал для узлов трения

Сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ), поставляемый по ГОСТ Р 57748-2017, — это линейный термопластичный полимер с молекулярной массой от 3 до 9 млн г/моль. В отличие от обычного полиэтилена высокой плотности (ПЭВП), СВМПЭ характеризуется аномально высокой стойкостью к абразивному износу, низким коэффициентом трения и ударной вязкостью, сохраняющейся при криогенных температурах. Стандарт ГОСТ Р 57748-2017 регламентирует метод экструзионного формования листов и плит из СВМПЭ, а также требования к геометрическим параметрам и физико-механическим показателям готовой продукции.

Материал перерабатывается методом плунжерной или винтовой экструзии с последующим спеканием частиц под давлением. Благодаря высокой молекулярной массе, расплав СВМПЭ не обладает текучестью, характерной для термопластов, поэтому формование изделий ведется в режиме твердофазного спекания при температуре 200–230 C. Получаемые листы имеют плотность 0,93–0,94 г/см и степень кристалличности 60–80 %, что обеспечивает стабильность размеров при эксплуатации в интервале температур от –200 до +80 C.

Технические характеристики СВМПЭ по ГОСТ Р 57748-2017

Нормируемые показатели материала ориентированы на применение в узлах трения, работающих в условиях интенсивного абразивного воздействия и ограниченной смазки. Ключевые значения, контролируемые при приемке:

• предел текучести при растяжении — 19–24 МПа;
• относительное удлинение при разрыве — 300–450 %;
• твердость по Шору D — 60–66 единиц;
• ударная вязкость по Шарпи без надреза — не менее 120 кДж/м;
• коэффициент трения скольжения по стали — 0,08–0,12 (без смазки);
• водопоглощение за 24 часа — не более 0,01 %.

Износостойкость СВМПЭ, определяемая по методу абразивного изнашивания (пескоструйная нагрузка), в 4–6 раз выше, чем у полиамида ПА6 и в 2–3 раза выше, чем у фторопласта-4. При этом материал не впитывает влагу, что исключает изменение геометрии деталей в условиях повышенной влажности и прямого контакта с водой.

Применение листов СВМПЭ в промышленном оборудовании

Листы из сверхвысокомолекулярного полиэтилена используются для футеровки бункеров, желобов, течек и циклонов в системах пневмотранспорта сыпучих материалов. Низкий коэффициент трения предотвращает налипание влажных и липких продуктов, а высокая ударная вязкость исключает растрескивание при ударах крупнокусковых фракций.

Основные области применения материала:

• футеровочные плиты в приемных бункерах и перегрузочных узлах горно-обогатительных комбинатов;
• направляющие планки и звездочки конвейерных линий в пищевой и упаковочной промышленности;
• вкладыши и втулки скольжения в шарнирных соединениях строительной и дорожной техники;
• защитные накладки на ковши экскаваторов и скребки шнековых дозаторов;
• подшипники скольжения в насосном оборудовании, перекачивающем абразивные пульпы;
• направляющие рельсы для цепных и ленточных транспортеров в агропромышленном комплексе.

В цементной промышленности листами СВМПЭ футеруют внутренние поверхности сепараторов и циклонных теплообменников, где материал работает при температуре до 80 C в контакте с абразивной пылью. В судостроении из него изготавливают дейдвудные подшипники и втулки рулевых устройств, работающие в морской воде без смазки.

Сравнение эксплуатационных параметров СВМПЭ с другими полимерами

При выборе материала для конкретного узла необходимо учитывать, что СВМПЭ уступает полиамиду по жесткости и прочности при статических нагрузках, однако превосходит его по стойкости к ударным нагрузкам и абразивному изнашиванию. В отличие от фторопласта, СВМПЭ не подвержен хладотекучести под нагрузкой и сохраняет стабильные размеры в резьбовых соединениях и посадках с натягом.

Особенности обработки и монтажа листов СВМПЭ

Листы СВМПЭ хорошо поддаются механической обработке резанием: точению, фрезерованию и сверлению. При обработке рекомендуется применять твердосплавный инструмент с положительными передними углами и обильное охлаждение для отвода тепла. Материал не требует последующей термообработки для снятия внутренних напряжений, однако при футеровке криволинейных поверхностей допускается гибка листов с подогревом до 120–150 C.

Крепление футеровочных плит к металлическим конструкциям выполняется с помощью потайных винтов с утопленными головками или заклепок. При монтаже необходимо предусматривать компенсационные зазоры 3–5 мм на каждый погонный метр для учета температурного расширения материала, которое составляет 1,2–1,5 мм/м при нагреве на 10 C.

Вопросы и ответы