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腐蚀对机械密封件的危害
日期:2014-12-23 14:14:14    阅读:

化学腐蚀和电化学腐蚀对于机械密封的使用寿命是一个严重威胁。构成腐蚀的原因错综复杂,这里仅就机械密封件最常见的腐蚀形态以及影响最大的因素进行分析。
    1. 全面腐蚀与局部腐蚀。全面腐蚀,即零件接触介质的表面产生均匀腐蚀,其特征是零件的重量减轻,甚至会全部被腐蚀;失去强度;
减低硬度。如用1Cr18Ni9Ti不锈钢制作的多弹簧,用于稀硫酸时就会出现这种情况。局部腐蚀,可以简单地用零件上的蚀斑、蚀孔来判明。局部腐蚀是多相合金中的某一相或单相固溶体的某一元素,被介质选择性溶解的腐蚀形态。例如,钴基硬质合金用于高温强碱中时,粘结相金属钴易被腐蚀,硬质相碳化钨骨架失去强度,在机械力的作用下产生晶粒剥落。又如,反应烧结碳化硅,因游离硅被腐蚀而表面呈现麻点(PH>10时)。
    腐蚀对密封件的性能影响很大。由于密封件比主机的零件小,而且更精密,通常要选用比主机封耐腐蚀的材料。对于直接与介质接触的密封件
,虽然可参阅有关腐蚀手册中的数据选择适宜的材料。但这些数据未必与机械密封系统中使用条件相符,因为它们大多是静态条件下的腐蚀数据,而工艺流程中的介质存在杂质或呈二次化合物。经验表明,压力、温度和滑动速度都能使腐蚀加速。密封件的腐蚀率随温升呈指数规律增加。
    处理强腐蚀流体时,采用外装式或双端面密封,可以最大限度减轻腐蚀对密封件的影响,因为它与工艺流体相接触的零件数最少。这也是在强
腐蚀条件下,选择密封结构的一条最中古窑的原则。
    2. 应力腐蚀。应力腐蚀是金属材料在承受应力状态下处于腐蚀环境中所产生的腐蚀现象。不论是外部载荷或残余应力,腐蚀都会加剧。
容易产生应力腐蚀的材料的奥氏体不锈钢、铜合金等。应力腐蚀的过程一般是在金属表面上形成选择性的腐蚀沟槽,再继续产生局部腐蚀,最后在应力的作用下,从沟槽底部产生裂纹。典型的实例是104型机械密封的传动套,它的材料为1Cr18Ni9Ti,当用于氨水泵上时,传动套的传动耳环最容易出现应力腐蚀裂纹,使耳环损坏。为此,将其凹形耳环改为实心凸耳,即可防止产生这种应力腐蚀。
    3. 腐蚀。密封件与流体间的高速运动,致使接触面上发生微观凹凸不平。当流体为腐蚀性介质时,将加快密封接触表面的化学反应,这
种反应有时是有利的,有时是有害的。如果所形成的氧化层被破坏,即出现腐蚀。由磨损与磨蚀的交替作用而造成材料的破坏称为磨蚀。通常磨蚀对机械密封的非主要元件如弹簧座、推环、环座等所带来的危害还不致迅速地反应出密封性能的变化,但却是摩擦副失效的主要形态之一。为此,在腔腐蚀性介质中,摩擦副应采用耐腐蚀性能好的材料。如采用99.5%的高纯氧化铝陶瓷,或不含游离硅的热压烧结碳化硅等。
    4. 间隙腐蚀。当介质处于金属与金属会非金属元件之间,存在很小的缝隙时,由于介质呈滞流状态,会引起缝隙内金属的腐蚀加速,这
种腐蚀形态称为间隙腐蚀。例如机械密封弹簧座与轴之间,补偿环辅助密封圈与轴之间(当然此处还存在微动磨损)出现的沟槽或蚀点即是典型的例子。究其原因,是由于缝内介质处于滞流状态,使得参加腐蚀反应的物质难以向缝内补充,而缝内的腐蚀产物又难以向外扩散,于是造成缝内介质随着腐蚀的进行,在组成的浓度、PH值等方面愈来愈和整体介质产生很大差异,结果便导致缝内金属表面的腐蚀加剧。间隙腐蚀对密封性能的危害很大,密封圈与对偶轴处产生沟槽,将导致补偿环不能作轴向位移,失去追随性使端面分离而泄漏。对于间隙腐蚀,通常可以通过正确选材和合理的结构设计予以减轻。如选用具有良好的抗间隙腐蚀性能的材料;在结构设计上应尽可能避免形成缝隙和积液死区;采用自冲洗方式进行循环,使密封腔内的介质处于不断更换和流动状态,防止介质组分的浓度变化;长期停用的机泵,应将积液及时排空等等,在结构上要完全消除间隙是不可能的,因此,一般采用保护性的轴承,在其密封圈安装部位可喷涂耐腐蚀材料加以防止。




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