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(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。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(cuò)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(gè)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)部原始裂紋尖端的應(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σc，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的增大。當(dāng)經(jīng)過一段時(shí)間后a=σc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(huì)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a2c，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(jí)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(gè)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(huì)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。

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(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。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(cuò)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(gè)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)部原始裂紋尖端的應(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σc，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的增大。當(dāng)經(jīng)過一段時(shí)間后a=σc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(huì)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a2c，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(jí)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(gè)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(huì)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。

摘要：隨著當(dāng)前社會(huì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，各類化工行業(yè)也有了飛速的提升，而化工原料材質(zhì)較為特殊，具有較大的毒性和腐蝕性，且具有著易燃易爆的特點(diǎn)，因此需要對(duì)其進(jìn)行合理的控制，如果發(fā)生泄漏則會(huì)產(chǎn)生不可挽回的巨大經(jīng)濟(jì)損失，甚至還會(huì)對(duì)周邊居民的生命安全造成威脅。這也成為化工行業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，在當(dāng)前化工行業(yè)的發(fā)展過程中，需要做好化工機(jī)械密封，在最大限度上確保國家和社會(huì)以及人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，本文主要針對(duì)化工機(jī)械密封故障的原因和對(duì)策進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：化工機(jī)械；密封；故障；對(duì)策

在現(xiàn)階段化工行業(yè)迅速發(fā)展的時(shí)期，工廠和各個(gè)領(lǐng)域都有新型的機(jī)械旋轉(zhuǎn)設(shè)施進(jìn)行投入使用，也有效地促進(jìn)了當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。但是，與此同時(shí)其安全管理也是非常重要的，在設(shè)施的運(yùn)行過程中，需要做好有效的密封工作才可以將機(jī)械設(shè)備的輸入軸動(dòng)力進(jìn)行有效降低，同時(shí)降低機(jī)械能量的消耗，這種方式具有較大的優(yōu)勢，在降低機(jī)械能量消耗的同時(shí)也增加了單位的產(chǎn)出和效率，將機(jī)械的使用年限延長，并且也降低了物料泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。而機(jī)械密封的方式通常是端面密封，隨著當(dāng)前社會(huì)不斷的發(fā)展和進(jìn)步，各種新型密封技術(shù)也在不斷地涌現(xiàn)出來，促進(jìn)了機(jī)械密封理論的多樣化和更新。

1機(jī)械密封的概念

1.1機(jī)械密封的由來及結(jié)構(gòu)

機(jī)械密封也被稱為端面密封，是一種高科技機(jī)工產(chǎn)品，在泵、液壓傳動(dòng)和相關(guān)設(shè)備的旋轉(zhuǎn)裝置密封中較為常見。而在當(dāng)前科技不斷發(fā)展的時(shí)期中，各種新型密封材料和加工技術(shù)也在隨之不斷地出現(xiàn)，這也推動(dòng)了當(dāng)前機(jī)械密封和各種密封技術(shù)的持續(xù)發(fā)展。而密封理論的主要內(nèi)容有密封摩擦和潤滑以及密封原理和密封動(dòng)力學(xué)理論等。密封構(gòu)造由雙端面密封和多斷面密封以及單彈簧和多彈簧等構(gòu)造組成。

目前，在工業(yè)中對(duì)其離心泵的分類有許多種，在不同的方面有著不同的分類。例如：我們根據(jù)葉輪的樹木的不同，可以把葉輪分為單級(jí)泵和多級(jí)泵，單級(jí)泵是指在泵軸中只存在著一個(gè)葉輪，而多級(jí)泵是指的有著兩個(gè)及其以上的葉輪；在工作過程中我們也可以根據(jù)水柱之間的壓力不同，也可以把離心泵分為低壓泵、中壓泵和高壓泵；按葉輪的吸入方式的不同，我們還可以分為單側(cè)進(jìn)行水式和雙側(cè)進(jìn)水式泵等。盡管在工業(yè)生產(chǎn)中離心泵的種類有許多，但是發(fā)生泄露的主要原因一樣的，目前引起生產(chǎn)設(shè)備泄露的主要因素有：第一，對(duì)于密封的材料選取不當(dāng)，使得離心泵的工作性能受到很到的影響；第二，內(nèi)部的各個(gè)零件磨損的十分嚴(yán)重；第三，動(dòng)環(huán)和靜環(huán)配合不均勻，也是導(dǎo)致泄露的主要原因；第四，靜環(huán)的與靜環(huán)座之間的密封不嚴(yán)。由此可見，材料的選取、摩擦的影響和零件的損壞是照成機(jī)械泄露的主要因素，我們應(yīng)該從這三個(gè)方面入手，才能很好的解決工業(yè)生產(chǎn)中的密封問題。

機(jī)械密封材料的選擇

選擇機(jī)械密封材料時(shí)應(yīng)充分考慮物料的特性，如酸堿性、腐蝕性、顆粒度、粘度、溫度、壓力等因素，根據(jù)這些因素選擇合適的摩擦副材料，減小摩擦副摩擦系數(shù)，以降低端面熱裂的可能性。摩擦副的材料應(yīng)具有良好的耐磨性、耐熱沖擊性、導(dǎo)熱性、自潤滑性，應(yīng)具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和適合的硬度，因此合適的摩擦副材料是機(jī)械密封穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的前提，其次才是機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)形式，用戶可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況按密封手冊選取。

泄漏原因的分析與判斷

安裝靜態(tài)時(shí)的泄漏機(jī)械密封安裝后靜試，觀察泄漏量，如泄漏量較小，多為動(dòng)環(huán)或靜環(huán)密封O型圈存在問題；泄漏量較大時(shí)，則表明動(dòng)、靜環(huán)摩擦副存在問題。在初步觀察泄漏量、判斷泄漏部位的基礎(chǔ)上，手動(dòng)盤車觀察，若泄漏量無明顯變化則動(dòng)、靜環(huán)密封圈有問題；若泄漏量明顯變化則可判斷是摩擦副存在問題；如物料沿軸向噴射，則多為動(dòng)環(huán)O型圈損壞；如物料沿徑向噴射，則多為靜環(huán)密封墊失效。

試車時(shí)發(fā)生泄漏試車時(shí)高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力會(huì)抑制物料的泄漏，因此，試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)在排除軸間與端蓋密封失效后，基本都是動(dòng)、靜環(huán)摩擦副損壞的緣故。其摩擦副失效的原因主要有：（1）起車時(shí)因抽空、汽蝕、憋壓、等異常情況，引起較大的軸向力，使動(dòng)、靜環(huán)分離；（2）安裝機(jī)械密封時(shí)壓縮量過大，導(dǎo)致摩擦副嚴(yán)重收損、產(chǎn)生劃痕‘動(dòng)環(huán)O型圈過緊，彈簧無法調(diào)整動(dòng)環(huán)軸向浮動(dòng)量；（4）工作介質(zhì)中有顆粒物運(yùn)轉(zhuǎn)中進(jìn)入摩擦副端面擦傷（5）選型有誤，對(duì)端面比壓、摩擦系數(shù)選取不當(dāng)，造成摩擦副損壞。

高壓晶化釜是分子篩合成工藝使用的關(guān)鍵設(shè)備，其工作狀態(tài)對(duì)后續(xù)產(chǎn)品質(zhì)量影響至關(guān)重要。若在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)泄漏，不僅會(huì)造成浪費(fèi)、導(dǎo)致產(chǎn)品收率降低，而且釜內(nèi)泄漏的有毒、易燃、易爆氣體會(huì)對(duì)裝置及周邊環(huán)境產(chǎn)生極大危害。釜用機(jī)械密封結(jié)構(gòu)復(fù)雜，檢修費(fèi)用高，中斷生產(chǎn)時(shí)間長，對(duì)生產(chǎn)影響大。要提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，確保安全生產(chǎn)，改善工作環(huán)境，必須穩(wěn)定反應(yīng)釜工作狀況，延長釜用機(jī)械密封的使用壽命。湖南建長石化股份有限公司特種催化材料廠專業(yè)生產(chǎn)特種分子篩，生產(chǎn)過程中使用的晶化釜，容積1Om，密封形式均為機(jī)械密封。在生產(chǎn)過程中，經(jīng)常發(fā)生泄漏，嚴(yán)重影響了裝置的穩(wěn)定運(yùn)行，且造成環(huán)境污染。晶化釜的主要技術(shù)參數(shù)見表1。晶化釜機(jī)械密封采用雙端面平衡型釜用機(jī)械密封，其小彈簧不共用，密封面直接冷卻，機(jī)封雙夾套間接冷卻，結(jié)構(gòu)圖如圖l。

l常見機(jī)械密封故障現(xiàn)象及失效原因

1．1常見故障現(xiàn)象

據(jù)歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，我公司的釜用機(jī)封平均使用壽命不到3個(gè)月，最短的只有兩周，檢修十分頻繁、檢修質(zhì)量不穩(wěn)定，且在機(jī)械密封檢修過程中，一次試壓合格率不高，往往需幾次裝配才能成功。機(jī)械密封的故障給裝置的正常生產(chǎn)帶來很大影響。經(jīng)對(duì)失效的機(jī)封進(jìn)行解體觀察，可發(fā)現(xiàn)以下幾種損壞情況。

(1)靜環(huán)密封端面磨損嚴(yán)重，厚度減少2~3mm。

(2)所有O型橡膠圈產(chǎn)生永久變形、磨損、熱腐蝕，失去作用。

摘要：簡要分析了機(jī)械密封在旋轉(zhuǎn)設(shè)備上的應(yīng)用以及出現(xiàn)故障的原因分析和處理措施。

關(guān)鍵詞：機(jī)械密封；故障處理；原因分析

機(jī)械密封在旋轉(zhuǎn)設(shè)備上的應(yīng)用非常廣泛，機(jī)械密封的密封效果將直接影響整機(jī)的運(yùn)行，嚴(yán)重的還將出現(xiàn)重大安全事故。

從機(jī)械密封的內(nèi)外部條件的角度分析了影響密封效果的幾種因素和應(yīng)采取的合理措施。

一、機(jī)械密封的原理及要求

機(jī)械密封又叫端面密封，它是一種旋轉(zhuǎn)機(jī)械的軸封裝置，指由至少一對(duì)垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的的端面在液體壓力和補(bǔ)償機(jī)構(gòu)彈力(或磁力)的作用以及輔助密封的配合下保持貼合并相對(duì)滑動(dòng)而構(gòu)成的防止流體泄漏的裝置。它的主要功用將易泄漏的軸向密封改變?yōu)檩^難泄漏的端面密封。它廣泛應(yīng)用于泵、釜、壓縮機(jī)及其他類似設(shè)備的旋轉(zhuǎn)軸的密封。

1不同條件下的機(jī)械密封技術(shù)應(yīng)用

1.1高溫條件

高溫條件下的機(jī)械密封技術(shù)，若是溫度高于200攝氏度，通常橡膠等相關(guān)非金屬材料難以當(dāng)作密封應(yīng)用，此種應(yīng)該充分考慮熱變化造成的影響，實(shí)現(xiàn)密封件的相應(yīng)穩(wěn)定性熱處理，同時(shí)針對(duì)同一結(jié)構(gòu)機(jī)械密封件的熱膨脹系數(shù)而言，應(yīng)該利用沖壓成型或是焊接形式的金屬波紋管結(jié)構(gòu)。

1.2低溫條件

流體在低溫環(huán)境下，通常材料會(huì)出現(xiàn)冷脆問題，就應(yīng)該綜合考慮疲勞強(qiáng)度和沖擊以及膨脹系數(shù)等相關(guān)要素。同時(shí)低溫還會(huì)造成襯墊種類的輔助機(jī)械密封圈出現(xiàn)老化，造成密封圈喪失彈性，進(jìn)而導(dǎo)致流體外泄。一般情況下，低溫環(huán)境下的機(jī)械密封技術(shù)要綜合考慮多方面要素。首先，利用金屬波紋管取代輔助密封圈，并且在低溫環(huán)境下，選擇不銹鋼的金屬材料波紋管，不但具備優(yōu)異的彈性補(bǔ)償，還可以消除由于多種要素引發(fā)的機(jī)械振動(dòng)，從而使密封貼合維持正常運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。其次，避免波紋管疲勞，在超低溫的環(huán)境下，塑性會(huì)減小，而硬度不斷增加，如果將波紋管放置在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中，就會(huì)加快疲勞，造成機(jī)械密封的周期不斷減小，對(duì)此應(yīng)該在超低溫環(huán)境下，應(yīng)用靜止模式結(jié)構(gòu)。最后，和大氣進(jìn)行根絕，密封腔和大氣隔絕可以有效降低冷損，在一定程度上加強(qiáng)氣蝕性能。

2機(jī)械密封處理方法

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(diǎn)

機(jī)械密封又稱端面密封，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，功耗低，毋須經(jīng)常維修，且能適應(yīng)于生產(chǎn)過程自動(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(diǎn)：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(jì)，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(shí)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(dòng)補(bǔ)償，一般情況下，毋需經(jīng)常性的維修；⑥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；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(diǎn)有：①機(jī)械密封結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，對(duì)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(shí)，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(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(gè)密封端面，加速了端面的磨損，使泄漏量增加。

機(jī)械密封在旋轉(zhuǎn)設(shè)備上的應(yīng)用非常廣泛，機(jī)械密封的密封效果將直接影響整機(jī)的運(yùn)行，嚴(yán)重的還將出現(xiàn)重大安全事故。

從機(jī)械密封的內(nèi)外部條件的角度分析了影響密封效果的幾種因素和應(yīng)采取的合理措施。

1機(jī)械密封的原理及要求

機(jī)械密封又叫端面密封，它是一種旋轉(zhuǎn)機(jī)械的軸封裝置，指由至少一對(duì)垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的的端面在液體壓力和補(bǔ)償機(jī)構(gòu)彈力(或磁力)的作用以及輔助密封的配合下保持貼合并相對(duì)滑動(dòng)而構(gòu)成的防止流體泄漏的裝置。它的主要功用將易泄漏的軸向密封改變?yōu)檩^難泄漏的端面密封。它廣泛應(yīng)用于泵、釜、壓縮機(jī)及其他類似設(shè)備的旋轉(zhuǎn)軸的密封。

機(jī)械密封通常由動(dòng)環(huán)、靜環(huán)、壓緊元件和密封元件組成。其中動(dòng)環(huán)隨泵軸一起旋轉(zhuǎn)，動(dòng)環(huán)和靜環(huán)緊密貼合組成密封面，以防止介質(zhì)泄漏。動(dòng)環(huán)靠密封室中液體的壓力使其端面壓緊在靜環(huán)端面上，并在兩環(huán)端面上產(chǎn)生適當(dāng)?shù)谋葔汉捅３忠粚訕O薄的液體膜而達(dá)到密封的目的。壓緊元件產(chǎn)生壓力，可使泵在不運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，也保持端面貼合，保證密封介質(zhì)不外漏，并防止雜質(zhì)進(jìn)入密封端面。密封元件起密封動(dòng)環(huán)與軸的間隙、靜環(huán)與壓蓋的間隙的作用，同時(shí)彈性元件對(duì)泵的振動(dòng)、沖擊起緩沖作用。機(jī)械密封在實(shí)際運(yùn)行中是與泵的其它零部件一起組合起來運(yùn)行的，機(jī)械密封的正常運(yùn)行與它的自身性能、外部條件都有很大的關(guān)系。但是我們要首先保證自身的零件性能、輔助密封裝置和安裝的技術(shù)要求，使機(jī)械密封發(fā)揮它應(yīng)有的作用。

2機(jī)械密封的故障表現(xiàn)及原因

集裝式盒式密封的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

我公司2000年新建的裝置，因?yàn)楹幸兹?、易爆的輕C4介質(zhì)，所以對(duì)機(jī)泵的密封性要求較高?，F(xiàn)在它采用的大都是機(jī)械密封，其中以集裝式盒式密封為主。所謂集裝式盒式密封就是一種把所有零件組裝成為一個(gè)部件，然后把此部件裝于軸上，擰緊螺釘即可工作的一種密封形式。密封結(jié)構(gòu)如圖2所示。該結(jié)構(gòu)示出其中間開口為封液的入口，雙端面和單端面比較，雙端面密封具有兩對(duì)摩擦副，有更好的可靠性，適用范圍更廣，可以完全防止被密封的介質(zhì)的外漏，但結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜致造價(jià)也較高。（1）它們的動(dòng)環(huán)均采用SIC（或硬質(zhì)合金），具有高的強(qiáng)度及較高的硬度，不易變形；靜環(huán)采用的材質(zhì)是石墨，具有好的耐磨性。（2）較小的端面直徑，降低了磨擦副的滑動(dòng)速度和溫升。適合的端面寬度（3-6mm），既保證了端面的溫度，又保證了端面強(qiáng)度。（3）采用了蝶形彈簧，具有剛度高，彈力均勻，軸向位移小的特點(diǎn)，這樣就使得軸向尺寸減小，從而減小了泵的體積。（4）所有的密封元件通過軸套與軸結(jié)為一體，節(jié)省了材料，也削弱了軸的強(qiáng)度，更便于統(tǒng)一零件的尺寸。（5）運(yùn)行中密封狀態(tài)穩(wěn)定，泄漏量小，密封性能好，使用壽命長。（6）密封包括端蓋是統(tǒng)一整體，如有泄漏無須對(duì)泵進(jìn)行全部解體檢修，只需對(duì)密封進(jìn)行拆卸，整體更換即可。更換下來的密封可以拿回檢修班更換損壞的元件，這樣就節(jié)省了檢修時(shí)間，同時(shí)也為生產(chǎn)贏得了時(shí)間。（7）集裝式盒式密封不需要對(duì)安裝長度進(jìn)行測量，且安裝簡便、快捷，同時(shí)也確保了密封安裝的清潔度。

集裝式盒式密封的輔助系統(tǒng)

為改善機(jī)械密封的工作環(huán)境，保證密封的正常運(yùn)行，更好地控制泄漏，防止污染，集裝式盒式密封均采用了密封輔助系統(tǒng)，實(shí)際工作情況示于圖3。密封液的循環(huán)系統(tǒng)中包括封液入口、封液出口、液位開關(guān)、壓力開關(guān)等。新建精聯(lián)裝置大多數(shù)機(jī)泵都采用潤滑性能好的白油作為密封液，這一密封的輔助循環(huán)系統(tǒng)具有如下的作用：①封液對(duì)密封端面具有良好的潤滑作用，從而改善潤滑條件；②通過液體的循環(huán)流動(dòng)，帶走密封因相互摩擦所產(chǎn)生的熱量，以達(dá)到降低密封的工作溫度的作用；③由于密封液壓力一般比工作介質(zhì)壓力高0.05-0.15MPa，可以起到堵封工作介質(zhì)防止其泄漏，尤其對(duì)有毒有害、易燃、易爆放射性的介質(zhì)作用顯得尤為重要；④對(duì)于帶有固體顆粒的介質(zhì)，密封液還可以防止其進(jìn)入，控制了介質(zhì)對(duì)密封元件的磨損；⑤對(duì)于腐蝕性介質(zhì)，密封液可起到保護(hù)密封元件不受腐蝕的作用；⑥封油系統(tǒng)根據(jù)不同的工藝狀況，設(shè)有液位報(bào)警、壓力報(bào)警等保護(hù)設(shè)施，對(duì)密封狀態(tài)起到監(jiān)控作用，是生產(chǎn)安全性的重要保障。

機(jī)械密封常用材料

對(duì)動(dòng)、靜環(huán)材質(zhì)的性能主要要求：有良好的耐磨性和較高的硬度，導(dǎo)熱性好、有較高的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，有較大的彈性和較好的抗沖擊性。常用材料有：硬質(zhì)合金、鑄鐵、石墨及陶瓷等。應(yīng)注意合理選擇機(jī)械密封動(dòng)靜環(huán)材料，一般采用軟硬組合或硬硬組合。