機械密封的故障原因分析

機械密封出現故障的機會較多,比例較大,常見的損壞形式可分為腐蝕損壞、熱損壞和機械損壞三種,由于機械密封特殊的結構形式和千差萬別的工作環境,其腐蝕形態也存在多樣性的特點。
1 金屬環腐蝕
(1)表面均勻腐蝕。如果金屬環表面接觸腐蝕介質,而金屬本身又不耐腐蝕,就會產生表面腐蝕,其現象是泄漏、早期磨損、破壞、發聲等。金屬表面均勻腐蝕有成膜和無膜兩種形態,無膜的金屬腐蝕很危險,腐蝕過程以一定的速度進行,這主要是選材錯誤造成的。成膜的腐蝕,其鈍化膜通常具有保護作用的特性,但金屬密封環所用材料,如不銹鋼、鈷、鉻合金等其表面的鈍化膜在端面摩擦中破壞,在缺氧條件下新膜很難生成,使電偶腐蝕加劇。
(2)應力腐蝕破裂。金屬在腐蝕和拉應力的同時作用下,首先在薄弱區產生裂縫,進而向縱深發展,產生破裂,稱為應力腐蝕破裂。選用堆焊硬質合金及鑄鐵、碳化鎢、碳化鈦等密封環,容易出現應力腐蝕破裂。密封環裂紋一般是徑向發散型的,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 非金屬環腐蝕
(1)石墨環的腐蝕用樹脂浸漬的不透性石墨環,它的腐蝕有三個原因:一是當端面過熱,溫度>180℃時,浸漬的樹脂要析離石墨環,使環耐磨性下降;二是浸漬的樹脂若選擇不當,就會在介質中發生化學變化,也使耐磨性下降;三是樹脂浸漬深度不夠,當磨去浸漬層后,耐磨性下降。所以密封冷卻系統的建立,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。
(2)石墨環的氧化在氧化性的介質中,端面在干摩擦或冷卻不良時,產生350-400℃的溫度能使石墨環與氧發生反應,產生CO2氣體,可使端面變粗糙,甚至破裂。非金屬環在化學介質和應力的同時作用下,也會破裂。
(3)聚四氟乙烯(F4)密封環的腐蝕。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環的腐蝕主要是指填充物的選擇性腐蝕、溶出或變質破壞。例如在氫氟酸中,玻璃纖維分子熱腐蝕,所以填充何物應視具體情況而定。
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械密封動環、軸套、靜環、靜環座,與橡膠或F4輔助密封圈接觸處沒有大的相對運動,該處液相對靜止易形成死角,給與之接觸的金屬軸套、動環、靜環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,密封泄漏就嚴重了。


  


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作者: 上海公新機械有限公司
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