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淺談機(jī)械密封的腐蝕類型與防護(hù)措施
（作者未知） 2010/6/25
摘要：簡述了機(jī)械密封腐蝕失效的形態(tài)，理論上分析了各種腐蝕的機(jī)理、原因、條件及特征，為解決機(jī)械密封腐蝕失效的問題提供了重要依據(jù)，并提出了抑制和減緩腐蝕發(fā)生的具體技術(shù)措施。
關(guān)鍵詞：機(jī)械密封；腐蝕失效；防護(hù)方法
機(jī)械密封是靠一對或數(shù)對垂直于軸作相對滑動的端面在流體壓力和補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的彈力（或磁力）作用下保持貼合并配以輔助密封而達(dá)到阻漏的軸封裝置。機(jī)械密封出現(xiàn)損壞的情況較多，常見的損壞形式主要有腐蝕損壞、熱損壞和機(jī)械損壞。其中腐蝕損壞危害性較大，由于機(jī)械密封特殊的結(jié)構(gòu)形式及工作環(huán)境和條件不同，腐蝕損壞的形態(tài)也多種多樣。
1 機(jī)械密封的優(yōu)缺點
機(jī)械密封又稱端面密封，是旋轉(zhuǎn)軸用動密封。因機(jī)械密封性能可靠，泄露量小，使用壽命長，功耗低，毋須經(jīng)常維修，且能適應(yīng)于生產(chǎn)過程自動化和高溫、低溫、高壓、真空、高速以及各種強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)、含固體顆粒介質(zhì)等苛刻工況的密封要求，故機(jī)械密封在化工、石油化工、煉油、醫(yī)藥、國防等工業(yè)部門中以獲得廣泛的應(yīng)用。
機(jī)械密封與軟填料密封比較，有如下優(yōu)點：①機(jī)械密封可靠，在長周期的運(yùn)行中，密封狀態(tài)很穩(wěn)定，泄漏量很小，按粗略統(tǒng)計，其泄漏量一般僅為軟填料密封的1/100；②機(jī)械密封使用壽命長，在油、水類介質(zhì)中一般可達(dá)1～2年或更長時間，在化工介質(zhì)中機(jī)械密封通常也能達(dá)半年以上；③摩擦功率消耗小，機(jī)械密封的摩擦功率僅為軟填料密封的10%～50%；④軸或軸套基本上不受摩損；⑤維修周期長，端面磨損后可自動補(bǔ)償，一般情況下，毋需經(jīng)常性的維修；⑥抗振性好，對旋轉(zhuǎn)軸的振動、偏擺以及軸對密封腔的偏斜不敏感；⑦適用范圍廣，機(jī)械密封能用于低溫、高溫、真空、高壓、不同轉(zhuǎn)速，以及各種腐蝕性介質(zhì)和含磨粒介質(zhì)等的密封。但其缺點有：①機(jī)械密封結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，對制造加工要求高；②機(jī)械密封安裝與更換比較麻煩，并要求工人有一定的安裝技術(shù)水平；③發(fā)生偶然性事故時，機(jī)械密封處理較困難；④機(jī)械密封一次性投資高。
2 機(jī)械密封的腐蝕類型
2.1金屬環(huán)腐蝕 第一，表面均勻腐蝕。如果金屬環(huán)表面接觸腐蝕介質(zhì)，而金屬本身又不耐腐蝕，就會產(chǎn)生表面腐蝕，其現(xiàn)象是泄漏、早期磨損、破壞、發(fā)聲等。第二，應(yīng)力腐蝕破裂。金屬在腐蝕和拉應(yīng)力的同時作用下，首先在薄弱區(qū)產(chǎn)生裂縫，進(jìn)而向縱深發(fā)展，產(chǎn)生破裂，稱為應(yīng)力腐蝕破裂，選用堆焊硬質(zhì)合金及鑄鐵、碳化鎢、碳化鈦等密封環(huán)，容易出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕破裂。密封環(huán)裂紋一般是徑向發(fā)散型的，可以是一條或多條。這些裂縫溝通了整個密封端面，加速了端面的磨損，使泄漏量增加。
2.2非金屬環(huán)腐蝕 第一，石墨環(huán)腐蝕。用樹脂浸漬的不透性石墨環(huán)，它的腐蝕有三個原因：一是當(dāng)端面過熱，溫度大于180℃時，浸漬的樹脂要折離石墨環(huán)，使環(huán)耐磨性下降；二是浸漬的樹脂若選擇不當(dāng)，就會在介質(zhì)中發(fā)生化學(xué)變化，也使耐磨性下降；三是樹脂浸漬深度不夠，當(dāng)磨去浸漬層后，耐磨性下降。所以密封冷卻系統(tǒng)的建立，選擇耐蝕的浸漬樹脂，采用高壓浸漬，增加浸漬深度是非常必要的。第二，石墨環(huán)的氧化。在氧化性的介質(zhì)中，端面在干摩擦或冷卻不良時，產(chǎn)生350～40℃的溫度能使石墨環(huán)與氧發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生CO2氣體，可使端面變粗糙，甚至破裂。非金屬環(huán)在化學(xué)介質(zhì)和應(yīng)力的同時作用下，也會破裂。第三，聚四氟乙烯（F4）密封環(huán)的腐蝕。F4填充如玻璃纖維、石墨粉、金屬粉等以提高其耐溫性、耐磨性。填充F4環(huán)的腐蝕主要是指填充的選擇性腐蝕、溶出或變質(zhì)破壞。例如在氫氟酸中，玻璃纖維分子熱腐蝕，所以填充何物應(yīng)視具體情況而定。
2.3 輔助密封圈及其接觸部位的腐蝕 （1）輔助密封圈的腐蝕。橡膠種類不同，其耐蝕性亦不同。由于橡膠的腐蝕、老化，其失效的橡膠遭腐蝕后表面變粗糙且失去彈性，容易斷裂。橡膠耐油性因品種而異，不耐油的橡膠易脹大、摩擦力增大，浮動性不好，使密封失效。橡膠與F4耐溫性差，硅橡膠耐溫性最好，可在200℃使用。（2）與輔助密封圈接觸部位的腐蝕。機(jī)械密封動環(huán)、軸套、靜環(huán)、靜環(huán)座，與橡膠或F4輔助密封圈接觸處沒有大的相對運(yùn)動，該處液相對靜止易形成死角，給與之接觸的金屬軸套、動環(huán)、靜環(huán)座及密封體等造成了特種腐蝕，主要有縫隙腐蝕、摩振腐蝕、接觸腐蝕，三種腐蝕同時存在，交替進(jìn)行，所以腐蝕面較寬、較深。觀察其表面深度在1-1.5倍密封圈直徑，蝕度不小于0.01mm時，密封泄漏就嚴(yán)重了。
3 防護(hù)方法
3.1 選材 設(shè)計者最清楚產(chǎn)品或零件的用途、位置及所處環(huán)境，因此設(shè)計者在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)選擇適合的材料，同時對產(chǎn)品或工件的表面涂層進(jìn)行設(shè)計，在圖紙上提出相應(yīng)的表面處理方法及技術(shù)要求。當(dāng)然，這要求設(shè)計人員必須對不同材料或不同涂層、鍍層的防腐蝕性能、適用場合、工藝性及經(jīng)濟(jì)性等熟悉。比如，容易發(fā)生點蝕的工件可選用耐點蝕的合（未完，下一頁）
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