淺談機(jī)械密封的腐蝕類(lèi)型與防護(hù)措施

1、淺談機(jī)械密封的腐蝕類(lèi)型與防護(hù)措施 機(jī)械密封是靠一對(duì)或數(shù)對(duì)垂直于軸作相對(duì)滑動(dòng)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堅(jiān)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)損壞的狀況較多，常見(jiàn)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)械密封特別的結(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(diǎn) 機(jī)械密封又稱(chēng)端面密封，是旋轉(zhuǎn)軸用動(dòng)密封。因機(jī)械密封性能可靠，泄露量小，使用壽命長(zhǎng)，功耗低，毋須常常修理，且能適應(yīng)于生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)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

2、工、煉油、醫(yī)藥、國(guó)防等工業(yè)部門(mén)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(diǎn)：機(jī)械密封可靠，在長(zhǎng)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(jì)，其泄漏量一般僅為軟填料密封的1/100；機(jī)械密封使用壽命長(zhǎng)，在油、水類(lèi)介質(zhì)中一般可達(dá)12年或更長(zhǎng)時(shí)間，在化工介質(zhì)中機(jī)械密封通常也能達(dá)半年以上；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%；軸或軸套基本上不受摩損；修理周期長(zhǎng)，端面磨損后可自動(dòng)補(bǔ)償，一般狀況下，毋需常常性的修理；抗振性好，對(duì)旋轉(zhuǎn)軸的振動(dòng)、偏擺以及軸對(duì)密封腔的偏斜不敏感；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

3、介質(zhì)等的密封。但其缺點(diǎn)有：機(jī)械密封結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，對(duì)制造加工要求高；機(jī)械密封安裝與改換比較麻煩，并要求工人有一定的安裝技術(shù)水平；發(fā)生偶然性事故時(shí)，機(jī)械密封處理較困難；機(jī)械密封一次性投資高。 2 機(jī)械密封的腐蝕類(lèi)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(huì)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(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(chēng)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)裂痕一般是徑向發(fā)散型的，可以是一條或多條。這些裂縫溝

4、通了整個(gè)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(shù)脂浸漬的不透性石墨環(huán)，它的腐蝕有三個(gè)原因：一是當(dāng)端面過(guò)熱，溫度大于180時(shí)，浸漬的樹(shù)脂要折離石墨環(huán)，使環(huán)耐磨性下降；二是浸漬的樹(shù)脂假設(shè)選擇不當(dāng)，就會(huì)在介質(zhì)中發(fā)生化學(xué)變化，也使耐磨性下降；三是樹(shù)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(shù)脂，采納高壓浸漬，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(shí)，產(chǎn)生35040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

5、，也會(huì)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、金屬粉等以提升其耐溫性、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)視具體狀況而定。 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(lèi)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(dòng)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(dòng)環(huán)、軸套、靜環(huán)、靜環(huán)座，與橡膠或F

6、4輔助密封圈接觸處沒(méi)有大的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，該處液相對(duì)靜止易形成死角，給與之接觸的金屬軸套、動(dòng)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(guān)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。 3 防護(hù)方法 3.1 選材 制定者最清楚產(chǎn)品或零件的用途、位置及所處環(huán)境，因此制定者在進(jìn)行結(jié)構(gòu)制定時(shí)應(yīng)選擇合適的材料，同時(shí)對(duì)產(chǎn)品或工件的表面涂層進(jìn)行制定，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，這要求制定人員必須對(duì)不同材料或不同涂層、鍍層的防腐蝕性能、適用場(chǎng)合、工藝性及經(jīng)濟(jì)性等熟悉。比如，容易發(fā)生

7、點(diǎn)蝕的工件可選用耐點(diǎn)蝕的合金材料，或?qū)Ρ砻孢M(jìn)行鈍化處理，提升材料的穩(wěn)定性；為防止縫隙腐蝕或電偶腐蝕的發(fā)生，可在接合面上涂上油漆，避免縫隙部位金屬裸露或避免不同金屬的直接接觸。過(guò)去推土機(jī)的管夾都是一般薄板制作，兩三年就可能?chē)?yán)重銹蝕，對(duì)軟管失去固定作用，導(dǎo)致軟管與其它零件發(fā)生摩擦磨損，最終導(dǎo)致液壓系統(tǒng)漏油。采納不銹鋼材料后，壽命增加，避免了類(lèi)似問(wèn)題的發(fā)生。 3.2 結(jié)構(gòu)制定 工程機(jī)械產(chǎn)品在整體布置上要合計(jì)防止腐蝕介質(zhì)的積聚，盡量避免封閉區(qū)域，或堅(jiān)持封閉系統(tǒng)通風(fēng)和排水優(yōu)良，如合計(jì)整車(chē)的通風(fēng)、散熱，發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣排放要通過(guò)凈化、降溫等；在外形制定上注意防護(hù)，避免積存水汽和塵土。注意外露件的保護(hù)，電器件與接頭布置在內(nèi)側(cè)，或加防護(hù)罩殼。整車(chē)外露易腐蝕和易進(jìn)水的部位設(shè)防塵罩。零部件制定時(shí)合計(jì)其均勻腐蝕，選擇一種或幾種組合防腐方式。 1在制定中盡量采納圓角或在可能時(shí)規(guī)定磨圓拐角，整個(gè)制定都應(yīng)合計(jì)到便于對(duì)拐角處的打磨。2由于表面灰塵會(huì)引起金屬的腐蝕，因此應(yīng)避免裝配后工件表面積存灰塵。3關(guān)于外露面或可以進(jìn)入風(fēng)雨的部位，盡量不采納點(diǎn)焊，而應(yīng)該采納連續(xù)焊，不僅美觀(guān)，而且防腐蝕效果好，能防止縫隙腐蝕的發(fā)生。而且，關(guān)于表面形狀來(lái)說(shuō)，對(duì)接的防腐蝕性能比搭接要好。4焊縫經(jīng)過(guò)打磨和清理，會(huì)大大改善表面狀態(tài)，提升防腐蝕能力。