1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) B (11) 28872
(51) F16J 15/12 (2006.01)
F16J 15/06 (2006.01)
F16L 23/18 (2006.01)
КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ
МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
(21) 2012/1565.1
(22) 22.12.2010
(45) 15.08.2014, бюл. №8
(31) 0922625.9
(32) 24.12.2009
(33) GB
(85) 04.06.2012
(86) PCT/GB2010/052184, 22.12.2010
(72) БОНД, Стивен, Питер (US); КУРРИЕ, Энтони,
Рассел (GB); ВУЛФЕНДЕН, Стивен (GB); КИРБИ,
Дин Джон (GB)
(73) ФЛЕКСИТАЛЛИК ИНВЕСТМЕНТС, ИНК. (US)
(74) Тагбергенова Модангуль Маруповна;
Тагбергенова Алма Таишевна; Касабекова Найля
Ертисовна
(56) US 5823542 A, 20.10.1998
DE 202005006698 U1 , 30.06.2005
EP 0013694 A1, 06.08.1980
RU 2282083 C2, 20.08.2006
(54) УПЛОТНИТЕЛЬНАЯ ПРОКЛАДКА
(57) Описана прокладка для уплотнения двух
сопряженных поверхностей. Уплотнительная
прокладка имеет: а) наружную часть, включающую
сердечник, вставленный между уплотнительными
слоями, при этом наружная часть определяет первое
отверстие, сердечник и/или уплотнительные слои
определяют внутреннюю грань наружной части,
упомянутая внутренняя грань непосредственно
окружает первое отверстие; b) внутреннюю часть,
включающую деформируемый материал,
определяющую второе отверстие в нем, при этом
внутренняя часть имеет внутреннюю грань,
определяющую второе отверстие, и наружную
область, выполненную с возможностью
прикрепления к наружной части так, чтобы
внутренняя часть прочно удерживалась наружной
частью, толщина внутренней части является больше
толщины наружной части так, чтобы при
использовании внутренняя часть деформировалась в
большей степени по сравнению с наружной частью.
В некоторых вариантах конструкции
деформируемая внутренняя часть включает
средство химической обработки. Изобретение
относится к способу использования прокладок,
применению для уплотнения разъеденных,
корродированных соединений и способу
изготовления уплотнительной прокладки.
(19)KZ(13)B(11)28872

2. 28872
2
Настоящее изобретение относится к прокладкам,
в частности, но не только, к уплотнительным
прокладкам фланцевых соединений с особенно
выгодным практическим применением, таким как
замена уплотнительных прокладок фланцевых
соединений.
Во многих отраслях промышленности с целью
герметизации обычно используют всевозможные
прокладки. Хорошо известным практическим
применением прокладок является обеспечение
изоляции жидкости между двумя сопряженными
поверхностями, такими как два конца прилегающих
труб или трубопроводов, где они обычно находятся
в форме фланцевого соединения для упрощения
сборки и разборки и для лучшей герметичности
внутренних полостей. Уплотнительная прокладка
фланцевого соединения обычно включает
сжимающееся кольцо, определяющее отверстие
размера, который соответствует размеру
герметизируемого трубопровода, и корпус, который
соответствует размерам сопрягаемых поверхностей
фланца. Однако, во многих практических
применениях сопряженные поверхности фланцевых
соединений, которые являются обычно
металлическими, со временем повреждаются из-за
внутренней химической коррозии или внешнего
выветривания (эрозии). Такое изнашивание
поверхностей может вызывать формирование на них
точечной коррозии (образование поверхностных
раковии), трещин и других дефектов. В таких
случаях замена изношенной прокладки обычной
уплотнительной прокладкой не будет достаточной
для выполнения адекватной герметичности
соединений в условиях рабочих давлений, так как
указанные выше поверхностные дефекты могут
привести к просачиванию жидкости через них и
появлению слабых мест в уплотнении поверхностей.
Как следствие, может появиться необходимость в
замене или ремонте фланцев или даже всей
фланцевой трубы для восстановления или
улучшения рабочих характеристик (выполнения)
уплотнения.
Для уплотнения соединений, функционирующих
при высоких давлениях, предпочтительно
используется уплотнительная прокладка, известная
как сердечник (прокладка) Kammprofile. Указанная
прокладка является эффективной уплотнительной
прокладкой с рядом концентрических зубцов или
подобным концентрическим профилем на одной или
обеих наружных поверхностях. Профиль
накладывается на твердый сердечник (основание),
обычно металлический, на ряд концентрических
зубцов. Во время процесса герметизации более
мягкий изолирующий материал покрытия
вдавливается в промежутки между зубцами для
улучшения герметичности, вызывая концентрацию
давления на уплотняемых поверхностях. Зубцы
также сводят к минимуму боковое смещение
прокладочного материала, в то время как
металлический сердечник обеспечивает
сопротивление разрыву и жесткость. Такой профиль
создает усиленную уплотнительную прокладку,
подходящую для использования в условиях
высокого давления. Как известно, такая
уплотнительная прокладка также включает
специальный сжимающийся уплотнительный
материал, которым покрыт сердечник Kammprofile.
Однако если контактирующие поверхности
изъедены коррозией или корродированы, даже
такие, применяемые в условиях высокого давления,
уплотнительные прокладки не всегда могут
обеспечить адекватную герметичность соединения.
Предметом настоящего изобретения является
разработка улучшенной уплотнительной прокладки,
которая может быть использована как в условиях
высокого давления, так и для изъеденных коррозией
или иначе поврежденных контактирующих
поверхностей.
Патент US 6,092,811 относится к сердечникам с
рифленой (гофрированной) уплотнительной
прокладкой, в которых используется внутренний и
наружный слоистые материалы. Внутренний
материал выполнен химически стойким для защиты
наружного материала от химическою воздействия. В
патенте описывается использование таких
прокладок для уплотнения параллельных
сопряженных поверхностей, включая поверхности с
царапинами или корродированные поверхности, но
не раскрывается введение средств химической
обработки в материал или не упоминается
возможность одновременно химической защиты
поврежденных поверхностей прокладок.
Способы покрытия внутренней грани
уплотнительной прокладки другим изолирующим
материалом, обычно полимерным или
неорганическим уплотнителем, описываются в US
6,093,467, US 2004/0007828 и US 2003/0230856. В
указанных документах раскрывается использование
полимерного покрытия большей толщины для
улучшения уплотнения в случае использования
такой прокладки для поврежденных поверхностей.
Однако в них не упоминается о химической защите
сопряженных поверхностей.
Согласно первому аспекту настоящего
изобретения разработана прокладка для уплотнения
двух сопряженных поверхностей, имеющая:
а) наружную часть, включающую сердечник,
размещенный между уплотнительными слоями, при
этом наружная часть определяет первое отверстие в
нем, сердечник и/или уплотнительные слои
определяют внутреннюю грань наружной части, и
упомянутая внутренняя грань непосредственно
окружает первое отверстие;
b) внутреннюю часть, включающую
деформируемый материал, определяющую второе
отверстие в нем, при этом внутренняя часть имеет
внутреннюю грань, определяющую второе
отверстие, и наружную область, выполненную с
возможностью прикрепления к наружной часта так.
чтобы внутренняя часть прочно удерживалась
наружной частью, толщина внутренней части
является больше толщины наружной части так
чтобы при использовании внутренняя часть
деформировалась в большей степени по сравнению
с наружной частью, и в которой деформируемая
внутренняя часть включает средство химической

3. 28872
3
обработки, предназначенное для обеспечения
химической защиты на поверхностях уплотняемых
сопряженных поверхностей.
Средство химической обработки может таким
образом быть нанесено на составные сопрягаемые
поверхности для одновременной обработки
поверхности во время герметизации.
Предпочтительно, наружная область внутренней
части определяется наружной гранью внутренней
части, которая выполнена с возможность
непрерывно перекрываться внутренней гранью
наружной части.
Однако, альтернативно, наружная область
внутренней части может перекрывать внутреннюю
грань наружной части и быть прикреплена к ее
верхним и нижним поверхностям. В таких случаях,
внутренняя часть может иметь слоистую форму,
которая наносится и прикрепляется к обеим
поверхностям наружной части с перекрытием
наружной области внутренней части, и затем слои
соединяются вместе, по крайней мере, на
внутренних гранях внутренней части для
определения второго отверстия. В таких случаях, по
крайней мере, часть наружной части таким образом
не перекрывается. В любом случае, как очевидно,
второе отверстие меньше первого отверстия и
располагается внутри первого отверстия.
Дополнительно или альтернативно можно
прикрепить внутреннюю часть к наружной часта
приемлемыми фиксирующими средствами.
Фиксирующие средства могут выступать за
сердечник для скрепления двух частей вместе. С
этой целью фиксирующие средства
предпочтительно выполняются так, чтобы они при
использовании не контактировали с двумя
сопрягаемыми поверхностями. Для этого в одном
возможном варианте конструкции фиксирующие
средства должны быть вставлены в наружную и/или
внутреннюю части таким образом, чтобы они не
выходили за пределы плоскости уплотнительной
прокладки. Как правило, фиксирующие средства
могут быть заглублены в наружную часть в
уплотнительном слое, между уплотнительным слоем
и сердечником или даже в сердечнике, и/или они
могут быть заглублены во внутреннюю часть. По
крайней мере, наружная область внутренней части
может быть выполнена так, чтобы она вмещала
такие фиксирующие средства. Предпочтительно, для
безопасного крепления, фиксирующие средства
могут проходить внутрь от сердечника,
предпочтительно, в его внутреннюю грань, в
плоскости уплотнительной прокладки и во
внутреннюю часть. Фиксирующие средства могут
составлять единое целое с сердечником и могут
быть компланарными с ним в их осевых концах.
Предпочтительно, фиксирующие средства являются
радиально внутрь простирающимися выступами от
внутренней грани сердечника. Обычно, радиально
самый внутренний конец выступа проходит через
внутреннее кольцо в плоскости уплотнительной
прокладки, чтобы таким образом прикрепить
внутреннее кольцо к наружному кольцу.
Приспособленное гнездо для выступа во внутреннем
кольце может быть сформировано выступом или
сформировано отдельно. Как правило, имеются, по
крайней мере, два таких выступа, более
предпочтительно, по крайней мере, три, наиболее
предпочтительно, по крайней мере, четыре выступа.
Для простоты, в рассматриваемом варианте
конструкции сердечник и выступы могут быть
спрессованы из одного слоистого материала,
например, с помощью штамповального пресса и/или
лазерной резки.
Однако предпочтительно наружная часть
выполняется в форме уплотнительной прокладки
Kammprofile, которая обеспечивает твердую
внутреннюю грань, определяющую первое
отверстие, и в противоположность ей наружная
грань внутренней части может сцепляться для
обеспечения плотного прилегания при
использовании. Таким образом, сердечник наружной
части может включать твердый металлический
сердечник, имеющий ряд зубцов, сформированных
на его наружных поверхностях. Для формирования
зубцов на сердечнике может быть использован
подходящий фрезерный станок.
Предпочтительно, средство химической
обработки является средством обработки от
коррозии, более предпочтительно ингибитором
коррозии или ржавчины. Как правило, средство
химической обработки присутствует в
деформируемой внутренней части в количестве от
0,01% до 50% (вес/вес), более предпочтительно, от
0,1% до 20%. наиболее предпочтительно от 0,5% до
5%.
Химическая защита означает использование
реактивов для предотвращения химического
воздействия, и она не включает использование
физических средств защиты от химического
воздействия, таких как уплотнение сопряженных
поверхностей для предотвращения утечки
жидкостей.
Как очевидно из изложенного выше, средство
химической обработки будет контактировать с по
крайней мере одной и предпочтительно обеими
сопрягаемыми поверхностями при использовании.
Соответственно, средство химической обработки
включается таким образом, что оно находится на
поверхностях материала внутренней части, который
будет контактировать с сопрягаемыми
поверхностями при использовании.
Предпочтительно, оно находится на большинстве,
более предпочтительно, в основном на всех
поверхностях внутренней части, которые будет
контактировать с сопрягаемыми поверхностями при
использовании.
Предпочтительно, материал внутренней части
является более сжимающимся по сравнению с
материалом уплотнительного слоя наружной части.
Подходящие уплотнительные материалы для
наружной части включают политетрафторэтилен
(PTFE), графит, термикулит (Thermiculite) (или
приемлемый вермикулит на основе уплотнительного
материала), неасбестовый лист или покрытие из
мягкого металла, такого как серебро или олово,
предпочтительно, используется PTFE. PTFE

4. 28872
4
является предпочтительно двуосно
ориентированным. В частности, двуосно
ориентированный PTFE является предпочтительно
наполненным полыми стеклянными микросферами.
Такой материал выпускается фирмой Flexitallic под
товарным знаком Sigma500.
Двуосно ориентированный PTFE, содержащий
полые стеклянные микросферы, имеет
преимущества перед чистым или заполненным PTFE
и огибающими уплотнительными прокладками, из-
за снижения текучести на холоде.
Двуосно ориентированный PTFE в основном
производится из производственной суспензии
частиц PTFE в летучем растворителе, необязательно
с наполнителями, красителями и/или другими
подходящими добавками для уплотнительных
прокладок, такими как упомянутые выше
стеклянные микросферы. После сушки образуется
лист из пластичной массы, который сворачивают в
двух различных взаимно перпендикулярных
направлениях, чтобы заставить частицы PTFE
свертываться и создавать сеть двуосно
ориентируемых волокон в двух разных
направлениях, в основном под прямым углом друг к
другу. Известная техника была первоначально
открыта Дю Поном (Du Pont) и описана в патенте
GB 1,049,328.
Приемлемые неасбестовые листы в основном
получают прессованием и каландрование
синтетического волокна, натурального каучука,
наполнителей, подходящих для изготовления
уплотнительных прокладок, и необязательно,
красителя. Подходящие наполнители известны и
могут быть выбраны из: талька, глины, карбоната
кальция, кремнезема и т.д.
Приемлемые синтетические волокна известны и
могут быть выбраны из: арамидных стекловолокон,
минеральных и углеродистых волокон.
"Мягкие" металлические покрытия означают
металл, имеющий твердость менее 3,0 или меньше
твердости меди по шкале твердости Мора (Mohr).
Приемлемые уплотнительные материалы для
внутренней части включают PTFE, при этом PTFE
является предпочтительно более мягким по
сравнению с PTFE наружной части, когда
используется, более предпочтительно, материал на
основе высоко прессованного двуосно
ориентированного микропористого PTFE.
Как упомянуто выше внутренняя часть является
предпочтительно более сжимающейся по сравнению
с наружной частью, так чтобы при использовании
внутренний материал был сжат настолько,
насколько это позволит менее сжимаемая наружная
часть.
Сжатие соответствующих уплотнительных
материалов может быть измерено согласно
стандартам F36 Американского общества по
испытанию материалов (ASTM F36).
Предпочтительно, сжатие наружной части
находится в пределах 5-50% сжатия, более
предпочтительно, 10-40%, наиболее
предпочтительно, 20-30% сжатия при
использовании. В любом случае, наружная часть
будет, как правило, сжата на менее, чем 50%, более
предпочтительно на менее 40%, наиболее
предпочтительно, на менее 30% по отношению к ее
первоначальной толщине.
Как правило, сжатие внутренней части находится
в пределах 30-90% сжатия при использовании, более
предпочтительно, 40-80%, наиболее
предпочтительно 50-70% сжатия. В любом случае,
внутренняя часть обычно будет иметь более 30%
сжатия, более предпочтительно, более 40% сжатия и
наиболее предпочтительно более 50% сжатия при
использовании. В любом случае, внутренняя часть
сжимается предпочтительно больше наружней
части.
Приемлемые уплотнительные материалы для
внутренней части включают материалы, которые
имеют вышеупомянутые характеристики сжатия, в
частности материалы, которые химически
относительно инертны. Подходящим материалом
является микропористый двуосно ориентированный
PTFE, полученный из водорастворимого
наполнителя, который промывают после
агломерирования материала PTFE для получения
полой микропористой структуры. Такая техника
изготовления известна. Затем этот материал
промывают раствором средства химической
обработки с последующей сушкой так, чтобы
пропитать микропористую структуру материала
PTFE. Для получения заданной концентрации в
конечной уплотнительной прокладке, эффективной
для получения усовершенствований во фланцевых
соединениях в конечной области применения, могут
использоваться повторные стадии промывания и
сушки или изменения концентрации растворов.
Материал, подходящий для такого пропитывания,
выпускается фирмой Flexitallic под товарным
знаком Sigma 600.
Предпочтительно, деформируемый материал
внутренней части по существу является более
сжимающимся по сравнению с уплотнительным
материалом, обычно, по крайней мере, на 10% более
сжимаемым, более обычно, по крайней мере, на 20%
более сжимаемым, наиболее обычно, по крайней
мере, на 50% более сжимаемым в осевом
направлении при нормальных рабочих давлениях.
Преимущественно, материал внутренней части
может быть вдавлен в любые дефекты в
сопряженных поверхностях, таким образом, по
крайней мере, частично заполняя любые царапины,
трещины или выемки на поверхности. Таким
образом, одновременно с герметизацией
поверхностных дефектов деформируемым
материалом внутренней части от дальнейшего
воздействия окружающей среды достигается весьма
эффективный механизм распределения по
поверхностным дефектам средства химической
обработки. Следовательно, отдельная стадия
покрытия сопрягаемых поверхностей химическими
средствами не требуется. Пропитыванием материала
внутренней части средством химической обработки,
таким как ингибитор ржавчины, снижается
дальнейшая коррозия поврежденных областей, т.к.
ингибитор ржавчины наносится на царапины,

5. 28872
5
трещины и выемки при вдавливании внутренней
части, действующей в качестве средства
распределения. Далее, внутренний материал имеет
эффект микрогерметизации дефектов в
сопряженных поверхностях с образованием
уплотнения по краю поверхностного дефекта от
остальной части соприкасающейся поверхности,
таким образом запирая дефекты сопряженных
поверхностей пропитанной поверхностью материала
внутренней части.
Согласно следующему аспекту настоящего
изобретения разработан способ уплотнения двух по
существу параллельных поверхностей,
включающий:
вставку между упомянутыми поверхностями
уплотнительной прокладки согласно первому
аспекту настоящего изобретения;
размещение указанной уплотнительной
прокладки между двумя по существу
параллельными поверхностями; и
скрепление указанных параллельных
поверхностей вместе, чтобы таким образом
деформировать внутреннюю часть уплотнительной
прокладки упомянутыми параллельными
поверхностями.
Согласно дальнейшему аспекту настоящего
изобретения разработан способ уплотнения и
одновременно покрытия/обработки сопрягаемых
поверхностей уплотнительной прокладкой,
включающий стадии размещения уплотнительной
прокладки согласно первому аспекту настоящего
изобретения на уплотняемой сопрягаемой
поверхности и фиксирования уплотнительной
прокладки в положении, при котором внутреннее
кольцо вдавлено и средство химической обработки
нанесено на сопряженные поверхности.
Предпочтительно, сопряженные поверхности
повреждены коррозией.
Способ изготовления уплотнительной
прокладки, согласно первому аспекту настоящего
изобретения, включает:
обеспечение сердечника согласно первому
аспекту настоящего изобретения,
покрытие сердечника на верхних и нижних
поверхностях уплотнительным слоем для создания
наружной части согласно первому аспекту
настоящего изобретения, и
размещение плотно прилегающей внутренней
части согласно первому аспекту настоящего
изобретения вокруг внутренней грани наружной
части.
Предпочтительно, материал внутренней части
может быть сжат на 10-90% от его первоначальной
толщины при нормальных рабочих давлениях, более
предпочтительно, он может быть сжат под такими
давлениями на 20-85% от его первоначальной
толщины, наиболее предпочтительно, он может
быть сжат на 50-75% от его первоначальной
толщины.
В основном, материал внутренней части является
материалом без сердечника и обычно
деформируемый материал, содержащий средство
химической обработки, формирует всю внутреннюю
часть. Однако в альтернативном варианте
конструкции он может быть частично покрыт
сердечником наружной части как упомянуто выше.
Нормальное рабочее давление означает от
100 КПа до 43000 КПа, более обычно от 1000 КПa
до 20000 КПа. Как упомянуто выше, наружная
кромка внутренней части предпочтительно
разработана для плотно подогнанного зацепления с
внутренней гранью наружной части, обычно, она
снабжена средством плотной посадки, которое
обычно является подходящим, благодаря
эластичной деформации внутренней части, которая
позволяет сжать ее для обеспечения достаточно
сильного уплотнения при соединении внутренней и
наружной частей.
Для большинства применений уплотнительных
прокладок для фланцевых соединений с
кольцеобразными фланцами внутренняя часть и
наружная часть находятся также в форме колец. Как
правило, наружная грань наружной части выполнена
так. чтобы быть одинаково протяженной в
пространстве с фланцевой наружной гранью.
Однако, в некоторых вариантах конструкции,
наружная грань может быть определена
сопрягаемыми поверхностями, и наружная часть
фланца может продлеваться до соответственно
приспособленных фиксирующих узлов, таких как
шпильки, болты и т.д. В дальнейшем варианте
конструкции, однако, уплотнительная прокладка
может быть выполнена для размещения таких
крепежных деталей также через корпус
уплотнительной прокладки.
В следующем варианте конструкции
уплотнительная прокладка может включать
вытянутую наружу выступающую часть, чтобы
обеспечить удерживание уплотнительной прокладки
установщиком при прикреплении в место
соединении. В общем, выступающая часть не
является частью уплотнительной прокладки в
отличие от выступов, сформованных на некоторых
уплотнительных прокладках, имеющих отверстия
для соединительных фиксирующих устройств, таких
как шпильки, болты, которые проходят через
отверстия и таким образом стягивают
уплотнительную прокладку и соединяемые
поверхности. Фактически, в предпочтительном
варианте конструкции, выступающая часть крепится
к таким фиксирующим выступам, которые
выполнены как одно целое с наружным
сердечником уплотнительной прокладки. Как только
уплотнительная прокладка прикреплена на месте,
выступающая часть, которая размещена снаружи
соединения, может быть удалена. В соответствии с
указанным назначением выступающая часть
является предпочтительно хрупкой. Однако могут
быть использованы любые средства прикрепления,
подходящие в качестве выступающей части,
которые могут быть удалены после того, как
уплотнительная прокладка прикреплена в
соответствующем месте в соединении. Приемлемый
вариант конструкции включает в общем
компланарную Т-образную выступающую часть,
прикрепленную основанием к наружной грани

6. 28872
6
наружной части или, необязательно, к
фиксирующему выступу одной или более хрупкими
тонкими секциями. Тонкие секции являются
достаточно прочными для сохранения связи между
выступающей частью и основной уплотнительной
прокладкой при обычных условиях хранения,
транспортировки и размещения, но являются
достаточно слабыми для их удаления без
приложения усилий пользователем после стягивания
соединения. Выступающая часть также является
удобным средством для размещения
уплотнительной прокладки в правильном
положении в соединении. Это может быть особенно
выгодно в подводных условиях для предотвращения
любых чрезвычайных, непредвиденных ситуаций
при установке прокладки и стягивании сопрягаемых
поверхностей водолазом. Для целей хранения и
транспортировки, выступающая часть является в
основном компланарной с основным корпусом
уплотнительной прокладки, но выступающая часть
может также находиться на наружной части под
небольшим углом к плоскости уплотнительной
прокладки, составляющим приблизительно от 1 до
60°, более предпочтительно от 1 до 30°.
Выступающая часть обычно прикрепляется к
сердечнику, необязательно через фиксирующий
выступ, и предпочтительно состоит из того же
материала, что и сердечник. Это позволяет вырезать
или штамповать сердечник и выступающую часть
как единственное целое.
Предпочтительно, сердечник настоящего
изобретения изготавливается соответственно
рабочим давлениям, при которых будет
использоваться уплотнительная прокладка.
Особенно выгодной конструкцией сердечника
является конструкция, которая имеет зубчатые ребра
или аналогичный концентрический профиль на
противолежащих поверхностях твердого
металлического сердечника. Такие сердечники
прокладок известны и описаны как уплотнительные
прокладки Kammprofile.
Подходящими материалами для сердечника
являются нержавеющая сталь, сплав 400, различные
сплавы Монель, углеродистая сталь или другие
металлы, подходящие для уплотнения параллельных
поверхностей.
Несмотря на то, что преимущественно
применение настоящего изобретения относится к
области фланцевых прокладок, которые
корродированы под воздействием морской воды,
изобретение также может быть использовано для
соединения вместе двух металлических
поверхностей, в частности для соединения
поверхностей, где одна или обе поверхности
корродированы или иначе изъедены или
повреждены химически. Средство химической
обработки выбирают для заполнения и
одновременно обработки поврежденных областей.
Например, фланцу, который был подвержен
действию кислоты, могут потребоваться средства
нейтрализации или буфер, который может
противостоять действию кислоты. Аналогично
действие каустической соды может быть
предотвращено приемлемым средством
нейтрализации или щелочным буфером.
Дальнейшие практические области применения
изобретения могут включать поверхности,
подвергнутые действию окислителей или
восстановителей, и подходящие реактивы могут
быть выбраны соответственно.
Преимущественно, даже если уплотнительная
прокладка изобретения не пропитана химическим
обрабатывающим средством, а сопряженные
поверхности изъедены до такой степени, что
обычные уплотнительные прокладки не могут
предотвратить утечку, уплотнительная прокладка
согласно изобретению может значительно снизить
утечку жидкости через соединение. Это
обеспечивается большей толщиной и,
следовательно, большей деформацией внутренней
части, способствующей герметизации
корродированных поверхностей. Таким образом,
при помощи устройства настоящего изобретения
увеличивается срок эксплуатации соединения,
особенно в коррозионной окружающей среде.
Таким образом, согласно дальнейшему аспекту
настоящего изобретения разработана прокладка для
уплотнения двух сопряженных поверхностей,
имеющая:
a) наружную часть, включающую сердечник,
вставленный между уплотнительными слоями, при
этом наружная часть определяет первое отверстие в
нем, сердечник и/или уплотнительные слои
определяют внутреннюю грань наружной части,
упомянутая внутренняя грань непосредственно
окружает первое отверстие;
b) внутреннюю часть, включающую
деформируемый материал, определяющую второе
отверстие в нем, при этом внутренняя часть имеет
внутреннюю грань, определяющую второе
отверстие, и наружную область, выполненную с
возможностью прикрепления к наружной части так,
чтобы внутренняя часть прочно удерживалась
наружной частью, толщина внутренней части
является больше толщины наружной части так,
чтобы при использовании внутренняя часть
деформировалась в большей степени по сравнению
с наружной частью.
Предпочтительно, деформируемая внутренняя
часть включает средство химической обработки,
предназначенное обеспечить химическую защиту на
поверхностях уплотняемых сопряженных
поверхностей. Кроме того, эта уплотнительная
прокладка может включать один или более
дополнительных, предпочтительных или обычных
характеристик прокладок других ранее описанных
вариантов.
Поэтому, изобретение также относится к способу
уплотнения двух по существу параллельных
поверхностей, включающему:
вставку между упомянутыми поверхностями
уплотнительной прокладки согласно этому
дальнейшему аспекту;
размещение указанной уплотнительной
прокладки между двумя по существу
параллельными поверхностями; и

7. 28872
7
скрепление указанных параллельных
поверхностей вместе, чтобы тем самым
деформировать внутреннюю часть уплотнительной
прокладки соответственно упомянутым
параллельным поверхностям. Предпочтительно, по
крайней мере, одна из параллельных поверхностей
корродирована до такой степени, что происходит
существенная утечка, если обычная уплотнительная
прокладка, например, включающая только
наружную часть согласно части (а) этого аспекта
изобретения, и определяющая второго отверстия в
нем, а не первое отверстие, закреплена между
упомянутыми параллельными поверхностями.
Дополнительно, изобретение относится к
способу изготовления уплотнительной прокладки
согласно этому аспекту настоящего изобретения,
включающему:
обеспечение сердечника согласно этому аспекту
настоящего изобретения,
покрытие сердечника на верхних и нижних
поверхностях уплотнительным слоем для
обеспечения наружной части согласно этому
аспекту настоящего изобретения и
размещение плотно прилегающей внутренней
части согласно этому аспекту настоящего
изобретения вокруг внутренней грани наружной
части.
Кроме того, изобретение относится к
применению прокладки согласно этому аспекту в
качестве уплотнительной прокладки для
корродированных параллельных поверхностей
обычных соединений, особенно фланцевых
соединений.
В соответствии с любым аспектом изобретения
предпочтительным материалом для
уплотнительного покрытия на материал сердечника
и внутренним деформируемым материалом является
двуосно структурированный РTFЕ. Как правило,
внутренний материал имеет микропористую
структуру и пропитывается выбранным химическим
агентом, таким как ингибитор коррозии.
Пропитывание материала внутренней части
может быть выполнено, погружением, распылением,
нанесением щеткой или любым известным
подходящим методом покрытия. Материал
внутренней части может быть покрыт до разрезания
на заданные формы уплотнительной прокладки.
Подходящий ингибитор ржавчины для
настоящего изобретения может быть выбран из
списка, включающего: приемлемые соли фосфатов,
молибдатов, нитритов, боратов, фосфонатов или
других железо хелатообразующих или
комплексообразующих соединений. Обычные
хелатообразующие соединения включают EDTA
(этилендиаминтетрауксусную кислоту), HEDTA
(гидроксиэтилендиаминтриуксусную кислоту), NTA
(нитриолтриуксусную кислоту) и лимонную
кислоту. Предпочтительно, выбирают соль EDTA
металлов, таких как соли щелочных металлов,
щелочноземельных металлов, наиболее
предпочтительно натриевую соль EDTA. Соли
EDTA могут использоваться в виде водных
растворов соли EDTA. Подходящая концентрация
соли будет зависеть от практических целей, но
обычная концентрация составляет от 1 до 10000г/м3
,
более обычно от 10 до 5000 г/м3
, наиболее обычно
от 200 до 2000 г/м3
.
Предпочтительно, сжимаемость материала
внутренней части выбирают так, чтобы он мог
заполнять выемки и другие коррозионные дефекты
во фланцевой поверхности. Преимуществом такого
выбора является, во-первых, то, что материал
создаст хорошее уплотнение, а это важно для
уплотнительной прокладки, и во-вторых, в местах,
где имеются поры коррозии, материал может
пассивировать поры, создавая условия для
взаимодействия аниона EDTA (или другого) с
железом (в дефектах на фланцевой поверхности), и
таким образом остановить коррозию. Кроме того, в
присутствии воды (и потенциального зарождения
пор коррозии) может быть получен анион, который
будет взаимодействовать с любым железом,
имеющимся на фланцевой поверхности,
пассивировать ее и таким образом затруднять
зарождение пор коррозии.
Изобретение далее описано со ссылками на
приложенные фигуры чертежей, на которых:
фигура 1 является общим видом уплотнительной
прокладки настоящего изобретения, показывающим
ее отдельные узлы.
Как показано на фигуре 1, рифленый
(гофрированный) сердечник уплотнительной
прокладки 2 изображен имеющим рифленую
область 8, проходящую наружу от внутренней грани
10, определяющей первое отверстие 14, к плоскости
наружной области 12. Сердечник 2 показан до
полного покрытия верхней и нижней поверхностей
рифленой области 8 соответствующими PTFE
уплотнительными кольцами 4, 6, имеющими
внутренние грани 16(a), 16(b), которые также
определяют первое отверстие 14, и наружные грани
18(a), 18(b), которые ограничены наружной гранью
рифленой области 8, когда прикреплены к
поверхности сердечника. Сердечник 2 включает
выступы 20, 22 для манипулирования,
простирающиеся наружу от плоскости поверхности
плоскости 12 на противоположных сторонах
сердечника уплотнительной прокладки. Каждый
выступ 20, 22 выполнен как единое целое с
сердечником и имеет находящиеся по центру
отверстия 32, 34 для размещения крепежных болтов
(не показаны) при установке уплотнительной
прокладки во фланцевом соединении.
Уплотнительная прокладка включает внутреннее
кольцо 24, определенное внутренней гранью 26,
которая непосредственно определяет второе
отверстие 30, и наружной гранью 28, которая
сформирована для плотно прилегающего зацепления
с внутренними гранями 10 сердечника
уплотнительной прокладки и наружными
уплотнительными кольцами 16(a) и 16(b). Толщина
внутреннего кольца 24 составляет примерно две
толщины собранного наружного кольца, и оно
расположено таким образом, чтобы простираться за
поверхность наружного кольца одинаково в обоих
осевых направлениях.

8. 28872
8
Внутреннее кольцо 24 выполнено из полимера
расширенного PTFE, который является
микропористым по структуре и был полностью
погружен в ингибирующий ржавчину водный
раствор натрия EDTA, имеющего концентрацию
200 г/м3
.
В дальнейшем варианте конструкции (не
показан), сердечник включает четыре
периферически расположенных на определенном
расстоянии друг от друга, радиально внутрь
простирающихся выступа, выполненных как единое
целое с сердечником и компланарных с ним в его
осевых концах. Радиально самый внутренний конец
выступа проходит через внутреннее кольцо в
плоскости уплотнительной прокладки, чтобы таким
образом прикрепить внутреннее кольцо к
наружному кольцу. Внутренние кольца включают
четыре сопрягаемых периферически расположенных
на определенном расстоянии друг от друга гнезда,
предназначенных для размещения в каждого из
четырех выступов во внутреннем кольце.
В дальнейшем варианте конструкции (не
показан), один из выступов 20, 22 включает в
основном компланарную Т-образную выступающую
часть, прикрепленную основанием к радиально
наиболее удаленному краю выступа одним или
более хрупкими тонкими секциями. Тонкие секции
являются достаточно прочными для сохранения
связи между выступающей частью и основной
уплотнительной прокладкой при обычных условиях
хранения, транспортировки и размещения, но
являются достаточно слабыми для их удаления без
приложения усилий пользователем после стягивания
соединения.
При использовании уплотнительная прокладка
размещается между двумя параллельными
сопрягаемыми поверхностями фланцевого
соединения на месте соединения труб, в котором
поверхности фланца были разъедены в результате
длительного нахождения в морской воде. Поскольку
сопряженные поверхности спрессованы вместе,
деформируемый полимер PTFE внутренней части
сжат и вдавлен в трещины, царапины и выемки на
поверхности фланца, обеспечивая уплотнение их, а
также доставку натрий ЕDTA в разъедаемые
области. Одновременно, внутреннее кольцо PTFE
также уплотняет неповрежденные области на
поверхности и одновременно обрабатывает эти
поверхности ингибитором ржавчины,
обеспечивающим устойчивость к коррозии.
Уплотнительная прокладка изготавливается
вырезанием твердого сердечника уплотнительной
прокладки из нержавеющей стали подходящей
формы и созданием механически ряда
концентрических зубцов увеличивающегося радиуса
от ее внутренней грани, которая определяет первое
центральное отверстие. Зубцы не доходят до
наружного края твердого стального сердечника так,
чтобы наружная граница незубчатого профиля была
выполнена на уплотнительной прокладке. Затем
вырезают круглое кольцо из двуосно
ориентированного PTFE сжимающегося
уплотнительного материала размера, подходящего
для размещения на зубчатой кольцевой части
уплотнительной прокладки, и наносят приемлемый
клей на его внутреннюю поверхность. Круглое
кольцо из Sigma500 PTFE накладывают на обе
зубчатые области на противоположных
поверхностях сердечника, чтобы таким образом
обеспечить наружную уплотнительную прокладку.
Внутреннее кольцо сильно сжимающегося двуосно
ориентированного PTFE получают пропиткой
подходящего образца из Sigma 600, выпускаемого
фирмой Flexitallic, ингибирующим ржавчину
водным раствором натрия EDTA, имеющим
концентрацию 200 г/м3
, с последующей сушкой и
резкой. Кольцо имеет наружную грань того же
радиуса, что и радиус внутренней грани сердечника,
и его внутренняя грань определяет второе отверстие.
Как правило, толщина материала внутреннего
кольца составляет приблизительно две толщины
наружного кольца. В одном варианте конструкции
толщина внутреннего кольца составляет 6,5 мм, и
толщина наружного кольца составляет 3,5 мм,
сердечник выполнен 2-миллиметровой толщины и
каждый из двух противостоящих слоев - толщиной
0,75 мм. Глубина зубцов на сердечнике обычно
составляет приблизительно от 300 до 400 мкм. Для
фланцев большой обычной трубы или где
существуют проблемы плоскостности,
преимущественно могут быть использованы более
толстые внутренние кольца с толщиной менее и
равной 10 мм. Для некоторых фланцев также может
быть рентабельно использование более толстого
сердечника.
Металлический сердечник является зубчатым в
области наложения материала Sigma 500; во всех
других наружных областях снаружи уплотняемых
контактируемых областей металлический сердечник
защищен и покрыт слоем на основе фторполимера
(FP), покрытие может необязательно включать
внутренние и наружные грани металлического
сердечника. Уплотняемые поверхности должны
быть маскированы во время покрытия для
предотвращения их загрязнения. В общем, покрытие
FP накладывают перед уплотнительным слоем. Этот
FP обеспечивает дополнительную защиту
окружающей среды и, при помощи отличительного
цвета, ясно видим на уплотнительной прокладке при
использовании. Преимущественно, покрытие
наружных граней полимером FP позволяет
пользователю видеть, какие фланцы содержат и
какие фланцы не содержат эту уплотнительную
прокладку без вскрытия фланца.
Нанесенный FP является красного цвета IP9286,
выпускаемым, например, фирмой Indestructible Paint
Ltd.
Всем документы, которые зарегистрированы
одновременно с или до описания этой заявки и
которые выложены для общественного
ознакомления с этим описанием, и содержание всех
таких документов включено в описание ссылкой.
Все особенности и признаки, раскрытые в этом
описании (включая любые пункты формулы
изобретения, реферат и чертежи), и/или все стадии
любого способа или процесса, раскрытого на

9. 28872
9
столько, что они могут быть объединены в любой
комбинации, кроме комбинаций, где по крайней
мере некоторые из таких признаков и/или стадий
являются взаимно исключающими.
Каждый признак, раскрытый в этом описании
(включая любые пункты формулы изобретения,
реферат и чертежи), могут быть замещены
признаками, служащими для эквивалентной или
аналогичной цели, если явно не сформулировано
иначе. Таким образом, если явно не
сформулировано иначе, каждый раскрытый признак
является примером ряда эквивалентных или
аналогичных признаков.
Изобретение не ограничено деталям
раскрытого(ых) выше варианта(ов) конструкции.
Изобретение относится к любому новому признаку
или любой новой их комбинации, раскрытым в этом
описании (включая любые пункты формулы
изобретения, реферат и чертежи), или любой новой
стадии или любой новой комбинации стадий любого
раскрытого выше способа или процесса.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Прокладка для уплотнения двух сопряженных
поверхностей, имеющая:
a) наружную часть, включающую сердечник,
вставленный между уплотнительными слоями, при
этом наружная часть определяет первое отверстие в
нем, сердечник и/или уплотнительные слои
определяют внутреннюю грань наружной части,
упомянутая внутренняя грань непосредственно
окружает первое отверстие;
b) внутреннюю часть, включающую
деформируемый материал, определяющую второе
отверстие в нем, при этом внутренняя часть имеет
внутреннюю грань, определяющую второе
отверстие, и наружную область, выполненную с
возможностью прикрепления к наружной части так,
чтобы внутренняя часть прочно удерживалась
наружной частью, толщина внутренней части
является больше толщины наружной части так,
чтобы при использовании внутренняя часть
деформировалась в большей степени по сравнению
с наружной частью, и сжатие внутренней части
находится в пределах 30-90% сжатия при
использовании.
2. Прокладка по п.1, в которой деформируемая
внутренняя часть включает средство химической
обработки, предназначенное для обеспечения
химической защиты на поверхностях уплотняемых
сопряженных поверхностей.
3. Прокладка по п.1 или 2, в которой сердечник
наружной части включает твердый металлический
сердечник, имеющий ряд зубцов, сформированных
на его наружных поверхностях.
4. Прокладка по п.2 или 3, в которой средство
химической обработки является средством против
коррозии.
5. Прокладка по любому из п.п.2-4, в которой
средство химической обработки присутствует в
деформируемой внутренней части в количестве от
0,01% до 50%.
6. Прокладка по любому из п.п.1-5, в которой
материал внутренней части является более
сжимающимся по сравнению с уплотнительным
слоем наружной части.
7. Прокладка по любому из п.п.1-6, в которой
материал уплотнительного слоя наружной части
выбран из политетрафторэтилена ( PTFE ), графита,
вермикулита на основе уплотнительного материала,
неасбестового листа или покрытия из мягкого
металла.
8. Прокладка по п.7, в которой материал
уплотнительного слоя является двуосно
ориентированным PTFE.
9. Прокладка по любому из п.п.1-8, в которой
материал внутренней части является PTFE.
10. Прокладка по п.9, в которой материал
внутренней части является двуосно
ориентированным микропористым PTFE .
11. Прокладка по п.10, в которой внутренняя
часть имеет микропористую структуру и пропитана
выбранным химическим агентом, таким как
ингибитор коррозии.
12. Прокладка по любому из п.п.2-11, в которой
средство химической обработки является
соответствующим ингибитором ржавчины.
13. Прокладка по п.12, в которой
соответствующий ингибитор ржавчины выбран из
списка, включающего: приемлемые соли фосфатов,
молибдатов, нитритов, боратов, фосфонатов или
других железо-, хелатообразующих или
изолирующих средств.
14. Прокладка для уплотнения двух
сопряженных поверхностей, имеющая:
a) наружную часть, включающую сердечник,
вставленный между уплотнительными слоями, при
чем наружная часть определяет первое отверстие в
нем, сердечник и/или уплотнительные слои
определяют внутреннюю грань наружной части,
упомянутая внутренняя грань непосредственно
окружает первое отверстие;
b) внутреннюю часть, включающую
деформируемый материал, определяющую второе
отверстие в нем, при этом внутренняя часть имеет
внутреннюю грань, определяющую второе
отверстие, и наружную область, прикрепленную к
наружной части, толщина внутренней части
является больше толщины наружной части так,
чтобы при использовании внутренняя часть
деформировалась в большей степени по сравнению
с наружной частью, и сжатие внутренней части
находится в пределах 30-90% сжатия при
использовании.
15. Прокладка для уплотнения двух
сопряженных поверхностей, имеющая:
а) наружную часть, включающую сердечник,
вставленный между уплотнительными слоями, при
этом наружная часть определяет первое отверстие в
нем, сердечник и/или уплотнительные слои
определяют внутреннюю грань наружной части,
упомянутая внутренняя грань непосредственно
окружает первое отверстие;
b) внутреннюю часть, включающую
деформируемый материал, определяющую второе

10. 28872
10
отверстие в нем, при этом внутренняя часть имеет
внутреннюю грань, определяющую второе
отверстие, и наружную область, прикрепленную к
наружной части, сердечник наружной части
включает вытянутые внутрь компланарные
выступы, встроенные во внутреннюю часть, для
прикрепления внутренней части к наружной части,
и сжатие внутренней части находится в пределах 30-
90% сжатия при использовании.
16. Прокладка по п.14 или 15, в которой
наружная часть является менее эластичной по
сравнению с внутренней частью.
17. Прокладка по п.15 или 16, в которой толщина
внутренней части больше толщины наружной части
так, чтобы при использовании внутренняя часть
деформировалась в большей степени по сравнению
с наружной частью.
18. Прокладка по любому из п.п.1-17, в которой
наружная область внутренней части перекрывает
внутреннюю грань наружной части и прикреплена к
ее верхним и нижним поверхностям.
19. Прокладка по любому из п.п.1-18, в которой
уплотнительная прокладка включает вытянутую
наружу выступающую часть для удерживания
уплотнительной прокладки во время размещения и
прикрепления в месте соединения.
20. Прокладка по п.19, в которой выступающая
часть удалена из уплотнительной прокладки.
21. Способ уплотнения двух по существу
параллельных поверхностей, включающий:
вставку между упомянутыми поверхностями
уплотнительной прокладки по любому из п.п.1-20;
расположение указанной уплотнительной
прокладки между двумя по существу
параллельными поверхностями; и
скрепление указанных параллельных
поверхностей вместе для деформирования
внутренней части уплотнительной прокладки
упомянутыми параллельными поверхностями.
22. Способ уплотнения и одновременно
покрытия/обработки сопряженных поверхностей
уплотнительной прокладки, включающий стадии
размещения уплотнительной прокладки по любому
из п.п.2-13 или 16-20 на одной из уплотняемых
сопряженных поверхностей, и закрепление
уплотнительной прокладки на месте, где внутреннее
кольцо вдавлено и средство химической обработки
нанесено на сопряженные поверхности.
23. Способ изготовления уплотнительной
прокладки по любому из п.п.1-20, включающий:
обеспечение сердечника по п.1 или 3,
покрытие сердечника на противолежащих
поверхностях уплотнительным слоем для создания
наружной части по п.п.1, 3, 7 или 8, и
расположение плотно прилегающей внутренней
части по любому из п.п.1, 2, 4-6 или 9-20 вокруг
внутренней грани наружной части.
24. Способ по любому из п.п.21-23, в котором, по
крайней мере, одна из параллельных поверхностей
разъедена до такой степени, что происходит
существенная утечка, если между упомянутыми
параллельными поверхностями закреплена
уплотнительная прокладка, состоящая только из
наружной части согласно п/п (а) п.1.
25. Применение прокладки по любому из п.п.1-
20 в качестве уплотнительной прокладки для
корродированных параллельных поверхностей.
Верстка А. Сарсекеева
Корректор Р. Шалабаев