POŁĄCZENIA SZLIFOWE
Szlif laboratoryjny to najczęściej spotykany sposób łączenia szklanych elementów aparatury laboratoryjnej, powalający na szczelne dopasowanie dwóch elementów. Szlify charakteryzują się „wyszlifowaną” i przez to matową powierzchnia styku. Celem otrzymania tego typu połączeń szlifuje się miejsca styku różnych elementów aparatury, zwykle za pomocą past szlifierskich, w skład których wchodzi pył diamentowy lub korundowy. Otrzymuje się w efekcie tego połączenie do siebie dopasowane i przez to szczelne. Najlepsze rodzaje szlifów zapewniają szczelność całej aparatury na poziomie 10-3 tora.
Szlify umieszcza się zwykle na zakończeniach elementów aparatury łączonych z innymi, np. szyjki kolb, zakończenia chłodnic, nasadek destylacyjnych, przedłużaczy destylacyjnych. Szlify znajdują się również w kranach stanowiących elementy biuret, kolumn chromatograficznych i w liniach próżniowych. Coraz częściej zastępuje się je kranami teflonowymi.
Podział szlifów:
1. Ze względu na dopasowanie szlifów:
1.1. Szlify pasowane
1.2. Szlify standaryzowane
2. Ze względu na na kształt:
2.2. Szlify stożkowe
2.2. Szlify kuliste
2.3. Szlify płaskie (kołnierzowe)
Czym charakteryzują się poszczególne rodzaje szlifów?
Szlify pasowane – są to połączenia, które są zwykle szlifowane parami, nieraz ręcznie i z tego powodu są niewymienne. Oznacza to, że dwa wyszlifowane elementy aparatury tworzące daną parę pasują tylko do siebie i nie można ich łączyć z innym elementami, ponadto żadnego z tych elementów nie można zastapić innym, podobnym.
Szlify standaryzowane – są to szlify o ściśle określonych wymiarach, które są wykonywane w gotowej formie przez producentów aparatury. Dzięki temu, że każdy szlif ma ścisle określone rozmiary, możliwe jest montowanie rożnorodnych, zestawów aparatury, pod warunkiem, że posiadają one szlify zgodne z określoną normą.
Szlify stożkowe – składają się one z tulei z oszlifowaną powierzchnia wewnętrzną (tzw. „szlif żeński”) i pasującego do niej stożka z oszlifowaną powierzchnią zewnętrzna (szlif „męski”). Są to najczęściej spotykane szlify. Są to polączenia sztywne.
Szlify stożkowe są standaryzowane, tzn mają ściśle określone, znormalizowane rozmiary. Normy te zostały ustalone w latach 70. XX w. przez firmę QuickFit, która jako pierwsza zaczęła produkować tego rodzaju szlify, zaadaptowane następnie przez większość liczących się innych producentów. Rozmiary szlifów podaje się jako dwie cyfry, np. 29 / 32. Pierwsza cyfra oznacza największą średnicę w milimetrach, a druga dlugośc szlifu. Szlify stożkowe mają ustalone rozmiary szerszej wewnętrznej średnicy stożka, jego długość oraz kąt nachylenia bocznych ścianek względem osi stożka, dzięki temu wystarcza, że ich wewnętrzne średnice są ze sobą zgodne, aby do siebie pasowały. Najczęściej spotykanymi wymiarami tych szlifów są: 8, 10, 14, 17, 24, 29, 32 i 64.
Szlify kuliste – mają one kształt sferyczny, a nie stożkowy i również dzielą się na wersję „męską” i „żeńską”. Są trudniejsze do wykonania, niż szlify stożkowe, zaś ich zaletą, w stosunku do stożkowych jest fakt, że tworzą one połączenia ruchome, podobne trochę do ludzkich stawów.
Szlify płaskie („kołnierzowe”) – wykonywane są na płaskich powierzchniach, zwykle wystających z aparatury w formie kołnierza; są one stosowane głównie w eksykatorach i kolbach sulfonacyjnych.
Zasady pracy z łączami szlifowymi:
Aparatura o znormalizowanych łączach szlifowych jest szczelna, zapewnia oszczędność czasu przy jej montowaniu, bezpieczeństwo pracy i wyklucza konieczność stosowania korków. Aby nie utrudniać sobie pracy ze szlifami, należy przestrzegać pewnych zasad:
1. Łączyć wolno ze sobą jedynie takie dwa elementy szlifu, które mają odpowiednie rozmiary i wykonane są z takiego samego rodzaju szkła. Druga uwaga wynika z faktu, że różne rodzaje szkła charakteryzują się różną rozszerzalnością cieplną, a ponieważ ze sprzętem na szlify pracuje się niejednokrotnie w podwyższonej temperaturze, więc mogłoby dojść do naprężeń, a w efekcie do pęknięcia łącza szlifowego.
2. Należy dbać o czystość złączy szlifowych, nie dopuszczać do ich porysowania czy długotrwałego zanieczyszczenia.
3. Aparaturę szlifową ze szlifami standaryzowanymi montuje się, wkładając odpowiednie szlify „męskie” do szlifów „żeńskich”.
4. Podczas prac pod zmniejszonym ciśnieniem lub procesów długotrwałych, aby zapewnić szczelność połączeń szlifowych i jednocześnie zabezpieczyć je przed zapiekaniem, stosuje się smary, którymi pokrywa się powierzchnie połączeń. Najczęściej stosuje się smary silikonowe (np. Dow Corning High Vacuum Grease, Lubrina Smar Silikonowy TYP C), smary mineralne (np. Apiezon A) oraz tzw. „piceinę”, która jest masą mineralną o barwie czarnej topniejącą w temp ok. 200 °C. Odrobinę smaru nakłada się w postaci pierścienia na środkową część szlifu stożkowego, stożek wkłada do tulei i obraca. W ten sposób smar zostaje rozprowadzony cienką warstewką na całym złączu. Prawidłowo nasmarowane zlącze szlifowe jest przezroczyste. Należy unikać nadmiaru smaru, gdyż może on zanieczyścić chemikalia, z którymi pracujemy.
5. Powierzchnie szlifów nie powinny się stykać z mocnymi alkaliami, substancjami polimeryzującymi i smolistymi.
6. Zestaw ze złączami stożkowymi jest sztywny. Z tego względu aparatura taka powinna być umocowana do statywu (w miarę możliwości jednego), a w łapach powinna być uchwycona luźno.
7. Po zakończeniu pracy złącza szlifowe należy rozłączyć, chwytając je obydwoma rękami, leciutko uciskając i próbując obrócić, a nastepnie umyć.
8. Połączenia szlifowe można zabezpieczyć przed rozłączeniem za pomocą gumek, lub wykonywanych z metalu lub tworzywa klipsów zaciskowych, jednak należy uważać, szczególnie przy pracach w podwyższonej temperaturze, by nie ulegly one rozgrzaniu czy przypaleniu.
Co zrobić, jeśli jednak szlify się zatarły?
Problem ten dotyczy zwłaszcza stożkowych połączeń szlifowych. Sa na to pewne sposoby:
1. Uchwycić złącze szlifowe w obie dłonie i wykonać taki ruch, jakby się chciało złącze złamać, oczywiście ostrożnie i lekko: kciuki opiera się na szlifie, resztą palców chwyta się pozostałą część sprzętu i lekko naciska.
2. Tuleję można ogrzać w świecącym plomieniu palnika.
3. Szlif można też polać lub namoczyć w gorącej wodzie.
4. Szlif można polać lub namoczyć w jakims rozpuszczalniku, np. chloroformie lub acetonie.
5. Złącze szlifowe można obstukać drewienkiem lub drewnianym młotkiem.
