Кольца из фторопласта (PTFE): свойства и где их ставят

Кольцо из фторопласта-4 (PTFE, в быту — тефлон) ставят там, где нужна химическая стойкость, минимальное трение или температура, при которой резина уже не работает: от −200 до +260 °C. Но фторопласт — пластмасса. Сжатый, он не пружинит обратно, а медленно течёт. Поэтому кольцо из PTFE почти никогда не работает как самостоятельное упругое уплотнение: оно либо защищает и направляет, либо уплотняет, будучи прижатым чем-то упругим.

Чем фторопласт отличается от резины

Резиновое уплотнительное кольцо держит герметичность за счёт упругости: его сжали при монтаже, и оно давит на поверхности само, годами. Фторопласт так не умеет. Под постоянной нагрузкой он постепенно меняет форму — это называют холодной текучестью, — и прижим со временем ослабевает.

Зато у него три свойства, которых нет ни у одной резины одновременно:

• химическая инертность — фторопласт не растворяется и не набухает почти ни в чём, с чем работает промышленная арматура;
• самое низкое трение среди конструкционных материалов уплотнений;
• диапазон температур от криогенных до +260 °C.

Не путайте его с фторкаучуком: у них созвучные названия, но фторкаучук — упругая резина, и чем они различаются, рассказано в статье о фторкаучуке FKM. Свойства самого фторопласта — на странице материала PTFE.

Три работы фторопластового кольца

Направляющие кольца делают и из других пластиков — полиацеталя, капролона; о них — в разделе направляющих колец.

Опорные кольца: когда они нужны

Резиновое кольцо круглого сечения (по ГОСТ 9833-73 или импортным рядам) при высоком давлении начинает затекать в зазор между деталями. Кромку «откусывает», кольцо рвётся, появляется течь. Опорное кольцо ставят рядом с резиновым со стороны, противоположной давлению; если давление приходит то с одной стороны, то с другой, — ставят два, по обе стороны.

По исполнению опорные кольца бывают:

• сплошные — надёжнее всего, но ставятся только в разборную канавку или с растяжением;
• с косым разрезом — легко монтируются в закрытую канавку, разрез перекрывается сам;
• спиральные — лента в несколько витков, удобна для больших диаметров.

Нужно ли опорное кольцо в вашем узле, решают два параметра: давление и зазор. Чем выше давление и чем больше зазор, тем раньше резина начинает затекать. Зазор растёт и сам по себе — от износа направляющих, от «дыхания» гильзы под давлением, — поэтому в старом цилиндре кольцо может понадобиться там, где в новом обходились без него. Если резиновые кольца в узле регулярно выходят со срезанной кромкой, это прямой признак, что опоры не хватает.

Готовые варианты — в группе опорных колец.

Наполнитель и пределы материала

Чистый фторопласт мягкий и течёт под нагрузкой. Чтобы он лучше держал форму и медленнее изнашивался, в него добавляют наполнители: стекловолокно, углерод, графит, бронзу. Наполнитель выбирают под задачу — трение по стали, работа всухую, теплоотвод, — и под среду: бронза, например, делает кольцо прочнее, но уменьшает химическую стойкость. Поэтому у наполненного композита другие свойства, чем у чистого материала, и диапазон температур для него уточняется отдельно.

Химических ограничений у PTFE мало: расплавы щелочных металлов, фтор и трифторид хлора. Главное ограничение — механическое: нагруженное подвижное уплотнение без опоры и без поджима из фторопласта течёт и перестаёт держать.

При хранении фторопласт не стареет так, как резина: озон и свет ему не страшны. Беречь его нужно от другого — от деформации. Кольцо, долго пролежавшее сдавленным или изогнутым, может не вернуть форму.

Как ставят фторопластовые кольца

Монтаж — место, где фторопласт чаще всего портят. Он не растягивается, как резина: сплошное кольцо, натянутое на поршень с усилием, остаётся растянутым и на место уже не садится. Поэтому сплошные кольца ставят в разборные канавки, а в закрытые — кольца с разрезом. Если сплошное кольцо всё же нужно завести в закрытую канавку, его предварительно прогревают, чтобы оно стало податливее, а после установки обжимают оправкой до рабочего диаметра.

Острые кромки канавок, резьба и шлицы на пути кольца оставляют на нём риски, которые потом станут каналом утечки. Кромки притупляют фаской, резьбу закрывают монтажной втулкой.

У плоской фторопластовой прокладки во фланце своя особенность: из-за текучести она со временем «садится», и затяжка болтов ослабевает. Болты такого соединения подтягивают после первого прогрева и затем проверяют при обслуживании.

Если кольцо простое и нужно своими силами, его вытачивают из фторопластовых стержней, втулок и листов — такие заготовки есть в разделе фторопласт.

Что прислать для расчёта

Размеры канавки или чертёж кольца, рабочее давление, среду и температуру; для опорного кольца — какое резиновое кольцо оно защищает и с какой стороны приходит давление. По этим данным подберём исполнение и материал — опорные и защитные кольца по чертежу.

Куда это ведёт в каталоге

• Стандарт: ГОСТ 9833-73 — Кольца резиновые уплотнительные круглого сечения для гидравлических и пневматических устройств. Конструкция и размеры
• Материал: PTFE — от −200 до +260 °C
• Материал: FKM — от −20 до +200 °C
• Материал: POM — от −50 до +100 °C
• Уплотнения: Защитные (опорные) кольца
• Уплотнения: Направляющие кольца
• Уплотнения: Статические уплотнения и кольца

Читать дальше

• Фторкаучук FKM (FPM, Viton): свойства и где он нужен — Фторкаучук — резина с атомами фтора в цепи; по классу работает от −20 до +200 °C и стоек к горячему маслу, топливу с ароматикой и многим кислотам. Слабые места — пар и горячая вода, кетоны и сложные эфиры, щёлочи и амины, сильный мороз. Ставят его туда, где нитрил уже не справляется, а не «на всякий случай».
• Как выбрать уплотнение для гидравлики: пять вопросов к узлу — Уплотнение для гидравлики выбирают в таком порядке: как движется деталь, какое место в узле оно занимает, какое давление и какой зазор, что за жидкость, какая температура и скорость. Первые два вопроса определяют профиль, последние три — материал. Выбор «по материалу» без профиля — самая частая причина быстрых отказов.

Источники

• справочник материалов сайта — PTFE −200…+260 °C, холодная текучесть, недопустимые среды (расплавы щелочных металлов, фтор, трифторид хлора), оговорка о наполненных композитах (Seal Maker V24.01, с. 7)
• ГОСТ 9833-73 — кольца резиновые уплотнительные круглого сечения
• исполнения опорных колец (сплошное, с косым разрезом, спиральное) — старая статья блога, совпадает с общей практикой
• наполнители PTFE (стекловолокно, углерод, графит, бронза) и стойкость PTFE к озону и свету — общие справочные сведения

Технические утверждения статьи сверяются с источниками выше и ждут визы инженера завода. Редакция: 21.09.2026. Тема заведена по измеренному спросу: Блог airti.ru: /kolca-iz-ptfe-i-ix-primenenie, 52 перехода из поиска за год (логи nginx, Р-238).