Osadznie tulei szklanych w tulejach stalowych

[gregor1975]

Witam,

Nie wiedziałem do jakiego działu dać, bo chodzi o stal i szkło więc daję do uniwersalnego, czyli na luzie.

Proszę doświadczonych użytkowników o poradę w kwestii sposobu połączenia szkła ze stalą.

Tytułem krótkiego wstępu:

W praktyce laboratoryjnej w dziedzinie chemii (i nie tylko) powszechnie stosuje się aparaturę szklaną. Modułowe elementy tej aparatury są łączone za pomocą połączeń szlifowych. Połączenie szlifowe to układ: szlifowana tuleja wewnętrznie (umownie gniazdo) - szlifowana tuleja zewnętrznie lub szlifowany czop (umonie czop). W przekroju wzdłużnym tuleje te mają zarys stożka. Są one znormalizowane. Są to elementy wykonane precyjnie. Łączenie polega na wciśnięciu jednego elementu w drugi po uprzednim posmarowaniu co najmniej jednej częsci smarem silikonowym i "dotarciu" (kilkakrotnym obróceniu elementów współracujących).

Taka technika łaczenia ma kilka podstawowych zalet - połączenie jest szybkie w montażu i demontażu, normalizacja pozwala na nieograniczoną modułową rozbudowę aparatury, jest niezwykle szczelne (łącznie z procesami prowadzonymi pod zmniejszonym ciśneniem), jest odporne na tzw. zapieczenie,
jest obojetne chemicznie.

Jedyne wady tego typu połączeń, to typowe wady szkła - podatność na uszkodzenia przy nieostrożnym operowaniu, naturalny spadek wytrzynałosci związany z twz. starzeniem szkła oraz ryzyko uszkodzenia w przypadku "szoku termicznego".

A teraz do rzeczy:

W pewnym procesie laboratoryjnym ze względów bezpieczeństwa wykluczyłem użycie reaktora szklanego. Wykonano reaktor płaszczowy ze stali kwasoodpornej. Reaktor, w zależności od procesu, będzie pracował w dwóch alernatywnych wariantach:

1) grzanie elektryczne, chłodzenie płaszczowe
2) termostatowanie płaszczem przy pomocy zewnętrznej łaźni wodnej/olejowej/glicerynowej/innej (pompa obiegowa)

Chcąc oszczędzić uciążliwego i mało sensownego kopiowania aparatury przymysłowej w skali mini (taka jest już dostępna ale w za dużej skali), wymyśliłem przejście "za raktorem" stalowym na typową aparaturę szklaną. W pokrywie reaktora w wspawanych tulejach stalowych chcę osadzić gniazada szklanych połączeń szlifowych. Rozważam dwa warianty:

1) Mechaniczne osadzenie gniazd szklanych za pomocą teflonowej tulei pośredniej. Układ tuleja stalowa-tuleja teflonowa zostanie wykonany jako pasowanie ciasne, układ tuleja teflonowa-gniazdo szklane to pasowanie luźne, całość zostanie zmontowana po podgrzaniu pokrywy rekatora w piecu/suszarce laboratoryjnej. Tuleja teflonowa ma w założeniu pełnić rolę termoodpornego i chemoodpornego uszczelniacza oraz kompensatora naprężen. Moim problmem jest dobór tolerancji wymiarów, a to muszę zlecić ściśle specowi od obróbki skrawaniem.

2) Gniazda szkalne zostaną bezpośrednio osadzone w tulejach stalowych za pomocą szczeliwa. Problemem jest jego dobór. Epoksyd jest chemoodporny, jednak brak jego elastyczności nie wróży trwałości osadzonego gniazda szklanego. Poza tym maksymalna odporność termiczna znanych mi epoksydów, to 160 st.C. Z kolei z silikonami wysokotemperaturowymi nie mam doświadczenia - nie wiem jaka grubość warstwy byłaby odpowiednia i mam wątpliwości co do skuteczności i trwałości uszczelnienia w procesach próżniowych.

Czy ktoś doświadczony zasugerowałby coś? Całość projektowana jest na pracę do temperatury 300st. C.

[mc2kwacz]

Ja bym nie dawał teflonu tylko silikon. Jeśli grubość przejścia będzie znaczna w stosunku do grubości szczeliny, to próżnia nic nie zniszczy. Próżnia to bardzo mała różnica ciśnienia. Powyżej kilku atmosfer zacząłbym się dopiero zastanawiać.
Istotny będzie przekrój przejścia (kształt i metalu i szkła na grubości uszczelnienia). W przypadku silikonu który przyjmie dowolny żądany kształt, zdecydowanie łatwiej uzyskać taki przekrój, który będzie miał właściwości wręcz samouszczelniające. Przy teflonie sobie tego za bardzo nie wyobrażam. Chyba że od strony metalu zastosuje się gwint.