釜用機(jī)械密封泄露原因

機(jī)械密封泄露原因

機(jī)械密封的故障大多是由異常的泄漏、異常的磨損、異常的扭矩等現(xiàn)象出現(xiàn)后才被發(fā)現(xiàn)。造成機(jī)械密封故障的原因大致有4個方面：機(jī)械密封的設(shè)計(jì)選型不對；機(jī)械密封質(zhì)量不好；使用或安裝機(jī)械密封的機(jī)器本身精度達(dá)不到要求；機(jī)器運(yùn)行操作錯誤。

機(jī)械密封泄露的原因匯總分析

1, 周期性泄漏

（1）轉(zhuǎn)子軸向串動量及頻率大，動環(huán)來不及補(bǔ)償；

（2）操作壓力不穩(wěn)轉(zhuǎn)子周期性振動。

2, 經(jīng)常性泄漏

（1）東環(huán)和靜環(huán)兩端面其中有一方與軸線不垂直；安裝不正確、不平整。

（2）密封圈有缺陷或尺寸不符；

（3）由于某種原因，動、靜環(huán)變形；

（4）在該泵工作壓力下端面比壓太??；

（5）轉(zhuǎn)子晃動，振動過大；

（6）彈簧旋向裝反；

（7）密封面間有污物，開車后將摩擦面破壞；

（8）防轉(zhuǎn)銷太長，頂住靜環(huán)。

3, 大量泄漏

（1）安裝時(shí)將靜環(huán)碰壞；

（2）密封面與軸線偏斜太大；

（3）彈簧或動環(huán)卡住使兩端面貼不上。

4, 突然泄漏

（1）泵抽空將端面打開進(jìn)入污物；

（2）泵抽空將靜環(huán)抽出不能復(fù)位；

（3）泵徑長期運(yùn)行，軸套表面結(jié)垢，密封面磨損后卡住動環(huán)不能前進(jìn)補(bǔ)償磨損量，磨損面進(jìn)入壓力液體，推開力，推開更大距離；

（4）摩擦副磨損量超過壓縮量，壓力液體進(jìn)入摩擦端面間將其推開；

（5）摩擦副局部高熱，將密封圈燒毀；

（6）介質(zhì)內(nèi)有晶體或固體顆粒進(jìn)入摩擦面間，使摩擦副迅速磨損；

（7）硬環(huán)表面斷裂迅速切割軟環(huán)；

（8）泵劇烈振動，將密封件破壞。

5, 停用后泄露

（1）摩擦副處結(jié)焦、結(jié)垢或生銹，阻礙密封件軸向滑動；

（2）未停車前彈性元件有折斷損壞現(xiàn)象。

機(jī)械密封的維修

機(jī)械密封種類繁多，型號各異，但泄漏點(diǎn)主要有五處：

（l）軸套與軸間的密封；

（2）動環(huán)與軸套間的密封；

（3）動、靜環(huán)間密封；

（4）對靜環(huán)與靜環(huán)座間的密封；

（5）密封端蓋與泵體間的密封。

一般來說，軸套外伸的軸間、密封端蓋與泵體間的泄漏比較容易發(fā)現(xiàn)和解決，但需細(xì)致觀察，特別是當(dāng)工作介質(zhì)為液化氣體或高壓、有毒有害氣體時(shí)，相對困難些。其余的泄漏直觀上很難辯別和判斷，須在長期管理、維修實(shí)踐的基礎(chǔ)上，對泄漏癥狀進(jìn)行觀察、分析、研判，才能得出正確結(jié)論。

一、泄漏原因分析及判斷

1．安裝靜試時(shí)泄漏。機(jī)械密封安裝調(diào)試好后，一般要進(jìn)行靜試，觀察泄漏量。如泄漏量較小，多為動環(huán)或靜環(huán)密封圈存在問題；泄漏量較大時(shí)，則表明動、靜環(huán)摩擦副間存在問題。在初步觀察泄漏量、判斷泄漏部位的基礎(chǔ)上，再手動盤車觀察，若泄漏量無明顯變化則靜、動環(huán)密封圈有問題；如盤車時(shí)泄漏量有明顯變化則可斷定是動、靜環(huán)摩擦副存在問題；如泄漏介質(zhì)沿軸向噴射，則動環(huán)密封圈存在問題居多，泄漏介質(zhì)向四周噴射或從水冷卻孔中漏出，則多為靜環(huán)密封圈失效。此外，泄漏通道也可同時(shí)存在，但一般有主次區(qū)別，只要觀察細(xì)致，熟悉結(jié)構(gòu)，一定能正確判斷。

2．試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)的泄漏。泵用機(jī)械密封經(jīng)過靜試后，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力，會介質(zhì)的泄漏。因此，試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)機(jī)械密封泄漏在排除軸間及端蓋密封失效后，基本上都是由于動、靜環(huán)摩擦副受破壞所致。引起摩擦副密封失效的因素主要有：

（l）操作中，因抽空、氣蝕、憋壓等異?，F(xiàn)象，引起較大的軸向力，使動、靜環(huán)接觸面分離；

（2）對安裝機(jī)械密封時(shí)壓縮量過大，導(dǎo)致摩擦副端面嚴(yán)重磨損、擦傷；

（3）動環(huán)密封圈過緊，彈簧無法調(diào)整動環(huán)的軸向浮動量；

（4）靜環(huán)密封圈過松，當(dāng)動環(huán)軸向浮動時(shí)，靜環(huán)脫離靜環(huán)座；

（5）工作介質(zhì)中有顆粒狀物質(zhì)，運(yùn)轉(zhuǎn)中進(jìn)人摩擦副，探傷動、靜環(huán)密封端面；

（6）設(shè)計(jì)選型有誤，密封端面比壓偏低或密封材質(zhì)冷縮性較大等。上述現(xiàn)象在試運(yùn)轉(zhuǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)，有時(shí)可以通 過適當(dāng)調(diào)整靜環(huán)座等予以消除，但多數(shù)需要重新拆裝，更換密封。

3．正常運(yùn)轉(zhuǎn)中突然泄漏。離心泵在運(yùn)轉(zhuǎn)中突然泄漏少數(shù)是因正常磨損或已達(dá)到使用壽命，而大多數(shù)是由于工況變化較大或操作、維護(hù)不當(dāng)引起的。

（1）抽空、氣蝕或較長時(shí)間憋壓，導(dǎo)致密封破壞；

（2）對泵實(shí)際輸出量偏小，大量介質(zhì)泵內(nèi)循環(huán)，熱量積聚，引起介質(zhì)氣化，導(dǎo)致密封失效；

（3）回流量偏大，導(dǎo)致吸入管側(cè)容器（塔、釜、罐、池）底部沉渣泛起，損壞密封；

（4）對較長時(shí)間停運(yùn)，重新起動時(shí)沒有手動盤車，摩擦副因粘連而扯壞密封面；

（5）介質(zhì)中腐蝕性、聚合性、結(jié)膠性物質(zhì)增多；

（6）環(huán)境溫度急劇變化；

（7）工況頻繁變化或調(diào)整；

（8）突然停電或故障停機(jī)等。離心泵在正常運(yùn)轉(zhuǎn)中突然泄漏，如不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，往往會釀成較大事故或損失，須予以重視并采取有效措施。

二、泵用機(jī)械密封檢修中的幾個誤區(qū)

1．彈簧壓縮量越大密封效果越好。其實(shí)不然，彈簧壓縮量過大，可導(dǎo)致摩擦副急劇磨損，瞬間燒損；過度的壓縮使彈簧失去調(diào)節(jié)動環(huán)端面的能力，導(dǎo)致密封失效。

2．動環(huán)密封圖越緊越好。其實(shí)動環(huán)密封圈過緊有害無益。一是加劇密封圈與軸套間的磨損，過早泄漏；二是了動環(huán)軸向調(diào)整、移動的阻力，在工況變化頻繁時(shí)無法適時(shí)進(jìn)行調(diào)整；三是彈簧過度疲勞易損壞；四是使動環(huán)密封圈變形，影響密封效果。

3．靜環(huán)密封圈越緊越好。靜環(huán)密封圈基本處于靜止?fàn)顟B(tài)，相對較緊密封效果會好些，但過緊也是有害的。一是引起靜環(huán)密封因過度變形，影響密封效果；二是靜環(huán)材質(zhì)以石墨居多，一般較脆，過度受力極易引起碎裂；三是安裝、拆卸困難，極易損壞靜環(huán)。

4．葉輪鎖母越緊越好。機(jī)械密封泄漏中，軸套與軸之間的泄漏（軸間泄漏）是比較常見的。一般認(rèn)為，軸間泄漏就是葉輪鎖母沒鎖緊，其實(shí)導(dǎo)致軸間泄漏的因素較多，如軸間墊失效，偏移，軸間內(nèi)有雜質(zhì)，軸與軸套配合處有較大的形位誤差，接觸面破壞，軸上各部件間有間隙，軸頭螺紋過長等都會導(dǎo)致軸間泄漏。鎖母鎖緊過度只會導(dǎo)致軸間墊過早失效，相反適度鎖緊鎖母，使軸間墊始終保持一定的壓縮彈性，在運(yùn)轉(zhuǎn)中鎖母會自動適時(shí)鎖緊，使軸間始終處于良好的密封狀態(tài)。

5．新的比舊的好。相對而言，使用新機(jī)械密封的效果好于舊的，但新機(jī)械密封的質(zhì)量或材質(zhì)選擇不當(dāng)時(shí)，配合尺寸誤差較大會影響密封效果；在聚合性和滲透性介質(zhì)中，靜環(huán)如無過度磨損，還是不更換為好。因?yàn)殪o環(huán)在靜環(huán)座中長時(shí)間處于靜止?fàn)顟B(tài)，使聚合物和雜質(zhì)沉積為一體，起到了較好的密封作用。

6．拆修總比不拆好。一旦出現(xiàn)機(jī)械密封泄漏便急于拆修，其實(shí)，有時(shí)密封并沒有損壞，只需調(diào)整工況或適當(dāng)調(diào)整密封就可消除泄漏。這樣既避免浪費(fèi)又可以驗(yàn)證自己的故障判斷能力，積累維修經(jīng)驗(yàn)提高檢修質(zhì)量

機(jī)械密封失效分析與故障分析

1。腐蝕失效

機(jī)械密封因腐蝕引起的失效為數(shù)不少，常見的腐蝕類型有如下幾種。

（1）表面腐蝕

由于腐蝕介質(zhì)的侵蝕作用，機(jī)械密封件會發(fā)生表面腐蝕，嚴(yán)重時(shí)也可發(fā)生腐蝕穿孔，彈簧件更為明顯，采用不銹鋼材料，可減輕表面腐蝕。

（2）點(diǎn)腐蝕

彈簧套常出現(xiàn)大面積點(diǎn)蝕或區(qū)域性點(diǎn)蝕，有的導(dǎo)致穿孔，此類局部腐蝕對密封使用尚不會造成很嚴(yán)重的后果，不過大修時(shí)也應(yīng)予更換。

（3）晶間腐蝕

碳化鎢環(huán)不銹鋼環(huán)座以銅焊連接，使用中不銹鋼座易發(fā)生晶間腐蝕，為克服敏化的影響，不銹鋼應(yīng)進(jìn)行固溶處理。

（4）應(yīng)力腐蝕破裂

金屬焊接波紋管、彈簧等在應(yīng)力與介質(zhì)腐蝕的共同作用下，往往會發(fā)生斷裂，由于彈簧的突然斷裂而使密封失效，一般采用加大彈簧絲徑加以解決。

（5）縫隙腐蝕

動環(huán)的內(nèi)孔與軸套表面之間、螺釘與螺孔之間，O形環(huán)與軸套之間，由于間隙內(nèi)外介質(zhì)濃度之差而導(dǎo)致縫隙腐蝕，此外陶瓷鑲環(huán)與金屬環(huán)座間也會發(fā)生縫隙腐蝕，一般在軸套表面噴涂陶瓷，鑲環(huán)處表面涂以黏結(jié)劑以減輕縫隙腐蝕。

（6）電化學(xué)腐蝕

異種金屬在介質(zhì)中往往引起電化學(xué)腐蝕，它使鑲環(huán)松動，影響密封，一般亦采取在鑲接處涂黏結(jié)劑的辦法予以克服。

2。熱損失效

（1）熱裂

如密封面處于干摩擦、冷卻突然中斷、雜質(zhì)進(jìn)入密封面、抽空等，會導(dǎo)致環(huán)表面出現(xiàn)徑向裂紋，從而使對偶環(huán)急劇磨損，密封面泄漏迅速增加。碳化鎢環(huán)熱裂現(xiàn)象較常見。

（2）發(fā)泡、炭化

使用中如石墨環(huán)超過許用溫度，則其表面會析出樹脂，摩擦面附近樹脂會發(fā)生炭化，當(dāng)有黏結(jié)劑時(shí)，又會發(fā)泡軟化，使密封面泄漏量增加，密封失效。

（3）老化、龜裂、溶脹

橡膠超過許用溫度繼續(xù)使用，將迅速老化、龜裂、變硬失彈。如是有機(jī)介質(zhì)則溶脹失彈，這些均導(dǎo)致密封失效。

凡因熱損引起密封失效，關(guān)鍵在于盡量降低摩擦熱，改善散熱，使密封面處不發(fā)生溫度劇變。

3。磨損失效

摩擦副若用材耐磨性差、摩擦因數(shù)大、端面比壓（包括彈簧比壓）過大、密封面進(jìn)入固體顆粒等均會使密封面磨損過快而引起密封失效。采用平衡型機(jī)械密封以減少端面比壓及安裝中適當(dāng)減少彈簧壓力，有利克服因磨損引起的失效，此外，選用良好的摩擦副材料可以減輕磨損。按耐磨次序材料排列為碳化鎢-碳石墨、硬質(zhì)合金-碳石墨、陶瓷（氧化鋁）-碳石墨、噴涂陶瓷-碳石墨、氧化硅陶瓷-碳石墨、高速鋼-碳石墨、堆焊硬質(zhì)合金-碳石墨。

4。安裝、運(yùn)轉(zhuǎn)等引起的故障分析

（1）加水或靜壓試驗(yàn)時(shí)發(fā)生泄漏

由于安裝不良，機(jī)械密封加水或靜壓試驗(yàn)時(shí)會發(fā)生泄漏。安裝不良有下述諸方面。

a.動、靜環(huán)接觸表面不平，安裝時(shí)有碰傷、損壞。

b.動、靜環(huán)密封圈尺寸有誤、損壞或未被壓緊。

c.動、靜環(huán)表面有異物夾入。

d.動、靜環(huán)V形密封圈方向裝反，或安裝時(shí)反邊。

e.緊定螺釘未擰緊，彈簧座后退。

f.軸套處泄漏，密封圈未裝或壓緊不夠。

g.如用手轉(zhuǎn)動軸泄漏方向性則有如下原因：彈簧力不均勻，單彈簧不垂直，多彈簧長短不一或個數(shù)少；密封腔端面與軸垂直不夠。

h.靜環(huán)壓緊不均勻。

（2）由安裝、運(yùn)轉(zhuǎn)等引起的周期性泄漏

運(yùn)轉(zhuǎn)中如泵葉輪軸向竄動量超過標(biāo)準(zhǔn)、轉(zhuǎn)軸發(fā)生周期性振動及工藝操作不穩(wěn)定，密封腔內(nèi)壓力經(jīng)常變化均會導(dǎo)致密封周期性泄漏。

（3）經(jīng)常性泄漏

a.動環(huán)、靜環(huán)接觸端面變形會引起經(jīng)常性泄漏。如端面比壓過大，摩擦熱引起動、靜環(huán)的熱變形；密封零件結(jié)構(gòu)不合理，強(qiáng)度不夠產(chǎn)生變形；由于材料加工原因產(chǎn)生的殘余變形；安裝時(shí)零件受力不均等，均是密封端面發(fā)生變形的主要原因。

b.鑲裝或粘接的動、靜環(huán)接縫處泄漏造成泵的經(jīng)常性泄漏，由于鑲裝工藝不合理引起殘余變形、用材不當(dāng)、過盈量不合要求、黏結(jié)劑變質(zhì)均會引起接縫泄漏。

c.摩擦副損傷或變形而不能跑合引起泄漏。

d.摩擦副夾入顆粒雜質(zhì)。

e.彈簧比壓過小。

f.密封圈選材不正確，溶脹失效。

g.V形密封圈裝反。

h.動、靜環(huán)密封面對軸線不垂直度誤差過大。

i。密封圈壓緊后，傳動銷、防轉(zhuǎn)銷頂住零件。

j.大彈簧旋向不對。

k.轉(zhuǎn)軸振動。

l.動、靜環(huán)與軸套間形成水垢不能補(bǔ)償磨損位移。

m.安裝密封圈處軸套部位有溝槽或凹坑腐蝕。

n.端面比壓過大，動環(huán)表面龜裂。

o.靜環(huán)浮動性差。

p.輔助裝置有問題。

4.突發(fā)性泄漏

由于以下原因，泵密封會出現(xiàn)突然的泄漏。

（1）泵強(qiáng)烈振動、抽空破壞了摩擦副。

（2）彈簧斷裂。

（3）防轉(zhuǎn)銷脫落或傳動銷斷裂而失去作用。

（4）輔助裝置有故障使動、靜環(huán)冷熱驟變導(dǎo)致密封面產(chǎn)生變形或裂紋。

（5）由于溫度變化，摩擦副周圍介質(zhì)發(fā)生冷凝、結(jié)晶影響密封。

5.停泵一段時(shí)間再開支時(shí)發(fā)生泄漏

摩擦副附近介質(zhì)的凝固、結(jié)晶，摩擦副上有水垢；彈簧銹蝕、堵塞而喪失彈性，均可引起泵重新開動時(shí)發(fā)生泄漏。

機(jī)械密封的故障有哪些？如何處理.

機(jī)械密封的故障及處理方法如下：

一、機(jī)械密封的故障在零件上的表現(xiàn)：

1、密封端面的故障：磨損、熱裂、變形、破損（尤其是非金屬密封端面）。

2、彈簧的故障：松弛、斷裂和腐蝕。

3、輔助密封圈的故障：裝配性的故障有掉塊、裂口、碰傷、卷邊和扭曲；非裝配性的故障有變形、硬化、破裂和變質(zhì)。

機(jī)械密封故障在運(yùn)行中表現(xiàn)為振動、發(fā)熱、磨損，最終以介質(zhì)泄漏的形式出現(xiàn)。

二、機(jī)械密封振動、發(fā)熱的原因分析及處理

1、動靜環(huán)端面粗糙。

2、動靜環(huán)與密封腔的間隙太小，由于振擺引起碰撞。處理方法：密封腔內(nèi)徑或減小轉(zhuǎn)動件外徑，至少保證0.75mm的間隙。

3、密封端面耐腐蝕和耐溫性能不良，摩擦副配對不當(dāng)。處理方法：更改動靜環(huán)材料，使其耐溫，耐腐蝕。

4、冷卻不足或端面在安裝時(shí)夾有顆粒雜質(zhì)。處理方法：冷卻液管道管徑或提高液壓。

三、機(jī)械密封泄漏的原因分析及處理

1、靜壓試驗(yàn)時(shí)泄漏

（1）密封端面安裝時(shí)被碰傷、變形、損壞。

（2）密封端面安裝時(shí)，清理不凈，夾有顆粒狀雜質(zhì)。

（3）密封端面由于定位螺釘松動或沒有擰緊，壓蓋（靜止型的靜環(huán)組件為壓板）沒有壓緊。

（4）機(jī)器、設(shè)備精度不夠，使密封面沒有完全貼合。

（5）動靜環(huán)密封圈未被壓緊或壓縮量不夠或損壞。

（6）動靜環(huán)V型密封圈方向裝反。

（7）如果是軸套漏，則是軸套密封圈裝配時(shí)未被壓緊或壓縮量不夠或損壞。處理方法：應(yīng)加強(qiáng)裝配時(shí)的檢查、清洗，嚴(yán)格按技術(shù)要求裝配。

2、周期性或陣發(fā)性泄漏

（1）轉(zhuǎn)子組件軸向竄動量太大。處理方法：調(diào)整推力軸承，使軸的竄動量不大于0.25mm。

（2）轉(zhuǎn)子組件周期性振動。處理方法：找出原因并予以消除。

（3）密封腔內(nèi)壓力經(jīng)常大幅度變化。處理方法：穩(wěn)定工藝條件。

3、經(jīng)常性泄漏

（1）由于密封端面缺陷引起的經(jīng)常性泄漏。

a、彈簧壓縮量（機(jī)械密封壓縮量）太小。

b、彈簧壓縮量太大，石墨動環(huán)龜裂。

c、密封端面寬度太小，密封效果差。處理方法：密封端面寬度，并相應(yīng)彈簧作用力。

d、補(bǔ)償密封環(huán)的浮動性能太差（密封圈太硬或久用硬化或壓縮量太小，補(bǔ)償密封環(huán)的間隙過?。?。處理方法：對補(bǔ)償密封環(huán)間隙過小的，補(bǔ)償密封環(huán)的間隙。

e、鑲裝或粘接動、靜環(huán)的接合縫泄漏（鑲裝工藝差，存在殘余變形；材料不均勻；粘接劑不均、變形）。

f、動、靜環(huán)損傷或出現(xiàn)裂紋。

g、密封端面嚴(yán)重磨損，補(bǔ)償能力消失。

機(jī)械密封沖洗方案及特點(diǎn)

沖洗的目的在于防止雜質(zhì)集積，防止氣囊形成，保持和改善潤滑等，當(dāng)沖洗液溫度較低時(shí)，兼有冷卻作用。沖洗的方式主要有如下：

一、內(nèi)沖洗

1。正沖洗

（1）特點(diǎn)：利用工作主機(jī)的被密封介質(zhì)，由泵的出口端通過管路引入密封腔。

（2）應(yīng)用：用于清潔流體， p1稍大于p進(jìn)，當(dāng)溫度高或有雜質(zhì)時(shí)，可在管路上設(shè)置冷卻器、過濾器等

2。反沖洗

（1）特點(diǎn)：利用工作主機(jī)的被密封介質(zhì)，由泵的出口端引入密封腔，沖洗后通過管路流回泵入口。

（2）應(yīng)用：用于清潔流體，且p進(jìn)<><>

3。全沖洗

（1）特點(diǎn)：利用工作主機(jī)的被密封介質(zhì)，由泵的出口端通過管路引入密封腔，沖洗后再經(jīng)管路流回泵入口。

（2）應(yīng)用：冷卻效果優(yōu)于前兩種，用于清潔流體，且p1與p進(jìn)和p出相接近時(shí)。

二、外沖洗

特點(diǎn)：引入外系統(tǒng)與被密封介質(zhì)相容的清潔流體至密封腔進(jìn)行沖洗。

應(yīng)用：外沖洗液壓力應(yīng)比被密封介質(zhì)大0.05--0.1MPa，適用于介質(zhì)為高溫或固體顆粒的場合。

沖洗液的流量應(yīng)保證帶走熱量，還需滿足沖洗的需要，不會產(chǎn)生對密封件的沖蝕。為此，需控制密封腔的壓力和沖洗的流速，一般清潔沖洗液的流速應(yīng)小于5m/s;含有顆粒的漿狀液體須小于3m/s，為達(dá)到上述的流速值，沖洗液與密封腔壓力的差值應(yīng)<>

沖洗液進(jìn)入和排出密封腔的孔口位置，應(yīng)設(shè)置在密封端面附近，且應(yīng)在靠近動環(huán)側(cè)，為了防止石墨環(huán)被沖蝕或因冷卻不均引起溫差變形，以及雜質(zhì)堆積和結(jié)焦等，可采用切向引入或多點(diǎn)沖洗。

必要時(shí)，沖洗液可以是熱水或蒸汽。

機(jī)械密封的腐蝕與防護(hù)方法

機(jī)械密封出現(xiàn)故障的機(jī)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(jī)械損壞三種，由于機(jī)械密封特殊的結(jié)構(gòu)形式和千差萬別的工作環(huán)境，其腐蝕形態(tài)也存在多樣性的特點(diǎn)。

1.金屬環(huán)腐蝕

(1)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。金屬表面均勻腐蝕有成膜和無膜兩種形態(tài)，無膜的金屬腐蝕很危險(xiǎn)，腐蝕過程以一定的速度進(jìn)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(hù)作用的特性，但金屬密封環(huán)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(yīng)力腐蝕破裂

金屬在腐蝕和拉應(yīng)力的同時(shí)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。

根據(jù)斷裂力學(xué)的觀念，材料內(nèi)部原始裂紋的應(yīng)力場強(qiáng)因子K1=yσ1a(y—系數(shù))。在開始時(shí)由于應(yīng)力σ1小于臨界應(yīng)力σc， a小于臨界裂紋ac，所以腐蝕作用時(shí)，由于原始裂紋a的腐蝕擴(kuò)展，導(dǎo)致K1。當(dāng)經(jīng)過一段時(shí)間后a=ac及K1=K1c時(shí)，斷裂就發(fā)生了，只有當(dāng)原始裂紋a足夠小，以致于K1＜K1c(應(yīng)力腐蝕破裂)時(shí)，材料不會發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂。①應(yīng)力的存在。如果堆焊或加工中，殘余應(yīng)力、旋轉(zhuǎn)離心力、摩擦熱應(yīng)力，引起金屬環(huán)應(yīng)力σ1大于σ2c，應(yīng)力破壞就很難避免。②材料。金屬密封環(huán)材料強(qiáng)度、硬度指標(biāo)越高， K1c越低，材料內(nèi)氣孔、夾渣、裂紋越多越長，越易發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂。一般K1(應(yīng)力腐蝕破裂)=(1/2-1/5)K1c，且隨材料強(qiáng)度級別的提高，K1(應(yīng)力腐蝕破裂)/K1c的比值下降。③磨損。構(gòu)件表面越光，應(yīng)力腐蝕破裂敏感性越低。端面磨損使金屬表面鈍化膜破壞，光潔度降低，促使應(yīng)力腐蝕破裂的發(fā)生。④介質(zhì)。應(yīng)力腐蝕破裂，只發(fā)生于一些特定的“材料—環(huán)境”體系。例如“奧氏體不銹鋼—cl”、“碳鋼—NO3”。⑤溫度。溫度越高，氫擴(kuò)散越快，應(yīng)力腐蝕破裂加快。密封環(huán)端面劇烈摩擦，如果端面比壓過大，表面光潔度低，冷卻不夠，表面潤滑不好，摩擦熱則加速應(yīng)力腐蝕破裂的進(jìn)行。

2.非金屬環(huán)腐蝕

(1)石墨環(huán)的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＞180℃時(shí)，浸漬的樹脂要析離石墨環(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。

(2)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(shí)，產(chǎn)生350-400℃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(shí)作用下，也會破裂。

(3)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物的選擇性腐蝕、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。

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，浮動性不好，使密封失效。橡膠與F4耐溫性差，硅橡膠耐溫性好，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(shí)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(shí)，密封泄漏就嚴(yán)重了。

4.防護(hù)方法

(1)選材

環(huán)境不同，選材不同，既要照顧選材的一致性，又要照顧環(huán)境腐蝕差異；溫度、濃度、壓力不同，選材不同；同一介質(zhì)溫度，濃度、壓力不同，腐蝕情況各異，要對腐蝕性有所了解，酌情選材；腐蝕形式不同，選材不同。

(2)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

①避免與介質(zhì)接觸的設(shè)計(jì)。采用內(nèi)裝式、外裝式、隔離液等機(jī)械密封，涂層、保護(hù)套也可起到與介質(zhì)隔離的作用。②端面設(shè)計(jì)。采用鑲嵌結(jié)構(gòu)，端面為壓應(yīng)力，可避免應(yīng)力腐蝕破裂。③彈簧防腐設(shè)計(jì)。從結(jié)構(gòu)上使彈簧不與介質(zhì)接觸是較好的方法，如外裝上噴涂保護(hù)層、加保護(hù)套等。改旋轉(zhuǎn)型為靜止結(jié)構(gòu)。④輔助密封圈。只要縫隙足夠小，所有材料都可能產(chǎn)生縫隙腐蝕。波紋管與軸套接觸面寬且取消輔助密封圈，是一種好的密封。

(3)維護(hù)與使用

建立封液及冷卻系統(tǒng)，并經(jīng)常更換封液及冷卻液，加強(qiáng)對端面冷卻。檢修與安裝時(shí)，嚴(yán)禁敲擊密封件，以防止局部相變而為腐蝕提供條件。密封件安裝前，應(yīng)嚴(yán)格地清洗干凈