淺談機械密封的腐蝕類型與防護措施

本文格式為Word版，下載可任意編輯——淺談機械密封的腐蝕類型與防護措施淺談機械密封的腐蝕類型與防護措施之相關(guān)制度和職責，機械密封是靠一對或數(shù)對垂直于軸作相對滑動的端面在流體壓力和補償機構(gòu)的彈力(或磁力)作用下保持貼合并配以輔佐密封而達成阻漏的軸封裝置。機械密封展現(xiàn)損壞的處境較多,常見的損壞形式主要...

機械密封是靠一對或數(shù)對垂直于軸作相對滑動的端面在流體壓力和補償機構(gòu)的彈力(或磁力)作用下保持貼合并配以輔佐密封而達成阻漏的軸封裝置。機械密封展現(xiàn)損壞的處境較多,常見的損壞形式主要有腐蝕損壞、熱損壞和機械損壞。其中腐蝕損壞危害性較大,由于機械密封特殊的布局形式及工作環(huán)境和條件不同,腐蝕損壞的形態(tài)也多種多樣。

1機械密封的優(yōu)缺點

機械密封又稱端面密封,是旋轉(zhuǎn)軸用動密封。因機械密封性能穩(wěn)當,泄露量小,使用壽命長,功耗低,毋須經(jīng)常修理,且能適應(yīng)于生產(chǎn)過程自動化和高溫、低溫、高壓、真空、高速以及各種強腐蝕性介質(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。

機械密封與軟填料密封對比,有如下優(yōu)點:①機械密封穩(wěn)當,在長周期的運行中,密封狀態(tài)很穩(wěn)定,泄漏量很小,按粗略統(tǒng)計,其泄漏量一般僅為軟填料密封的1/100;②機械密封使用壽命長,在油、水類介質(zhì)中一般可達1~2年或更長時間,在化工介質(zhì)中機械密封通常也能達半年以上;③摩擦功率消耗小,機械密封的摩擦功率僅為軟填料密封的10%~50%;④軸或軸套根本上不受摩損;⑤修理周期長,端面磨損后可自動補償,一般處境下,毋需經(jīng)常性的修理;⑥抗振性好,對旋轉(zhuǎn)軸的振動、偏擺以及軸對密封腔的偏斜不敏感;⑦適用范圍廣,機械密封能用于低溫、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。但其缺點有:①機械密封布局較繁雜,對制造加工要求高;②機械密封安裝與更換對比麻煩,并要求工人有確定的安裝技術(shù)水平;③發(fā)生偶然性事故時,機械密封處理較困難;④機械密封一次性投資高。

2機械密封的腐蝕類型

2.1金屬環(huán)腐蝕第一,外觀平勻腐蝕。假設(shè)金屬環(huán)外觀接觸腐蝕介質(zhì),而金屬本身又不耐腐蝕,就會產(chǎn)生外觀腐蝕,其現(xiàn)象是泄漏、早期磨損、破壞、發(fā)聲等。其次,應(yīng)力腐蝕破碎。金屬在腐蝕和拉應(yīng)力的同時作用下,首先在薄弱區(qū)產(chǎn)生裂縫,進而向縱深進展,產(chǎn)生破碎,稱為應(yīng)力腐蝕破碎,選用堆焊硬質(zhì)合金及鑄鐵、碳化鎢、碳化鈦等密封環(huán),輕易展現(xiàn)應(yīng)力腐蝕破碎。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。

2.2非金屬環(huán)腐蝕第一,石墨環(huán)腐蝕。用樹脂浸漬的不透性石墨環(huán),它的腐蝕有三個理由:一是當端面過熱,溫度大于180℃時,浸漬的樹脂要折離石墨環(huán),使環(huán)耐磨性下降;二是浸漬的樹脂若選擇不當,就會在介質(zhì)中發(fā)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(tǒng)的建立,選擇耐蝕的浸漬樹脂,采用高壓浸漬,增加浸漬深度是分外必要的。其次,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,產(chǎn)生350~40℃的溫度能使石墨環(huán)與氧發(fā)生回響,產(chǎn)生CO2氣體,可使端面變粗糙,甚至破碎。非金屬環(huán)在化學介質(zhì)和應(yīng)力的同時作用下,也會破碎。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、金屬粉等以提高其耐溫性、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)視概括處境而定。

2.3輔佐密封圈及其接觸部位的腐蝕(1)輔佐密封圈的腐蝕。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外觀變粗糙且失去彈性,輕易斷裂。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)與輔佐密封圈接觸部位的腐蝕。機械密封動環(huán)、軸套、靜環(huán)、靜環(huán)座,與橡膠或F4輔佐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(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,三種腐蝕同時存在,交替舉行,所以腐蝕面較寬、較深。查看其外觀深度在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。

3防護方法

3.1選材設(shè)計者最領(lǐng)會產(chǎn)品或零件的用途、位置及所處環(huán)境,因此設(shè)計者在舉行布局設(shè)計時應(yīng)選擇適合的材料,同時對產(chǎn)品或工件的外觀涂層舉行設(shè)計,在圖紙上提出相應(yīng)的外觀處理方法及技術(shù)要求。當然,這要求設(shè)計人員務(wù)必對不同材料或不同涂層、鍍層的防腐蝕性能、適用場合、工藝性及經(jīng)濟性等熟諳。譬如,輕易發(fā)生點蝕的工件可選用耐點蝕的合金材料,或?qū)ν庥^舉行鈍化處理,提高材料的穩(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,制止縫隙部位金屬袒露或制止不同金屬的直接接觸。過去推土機的管夾都是普遍薄板制作,兩三年就可能嚴重銹蝕,對軟管失去固定作用,導致軟管與其它零件發(fā)生摩擦磨損,最終導致液壓系統(tǒng)漏油。采用不銹鋼材料后,壽命增加,制止了類似問題的發(fā)生。

3.2布局設(shè)計工程機械產(chǎn)品在整體布置上要考慮防止腐蝕介質(zhì)的積聚,盡量制止封閉區(qū)域,或保持封閉系統(tǒng)通風和排水良好,如考慮整車的通風、散熱,發(fā)動機尾氣排放要通過凈化、降溫等;在形狀設(shè)計上留神防護,制止積存水汽和塵土。留神外露件的養(yǎng)護,電器件與接頭布置在內(nèi)側(cè),或加防護罩殼。整車外露易腐蝕和易進水的部位設(shè)防塵罩。零部件設(shè)計時考慮其平勻腐蝕,選擇一種或幾種組合防腐方式。

(1)在設(shè)計中盡量采用圓角或在可能時規(guī)定磨圓拐角,整個設(shè)計都應(yīng)考慮到便于對拐角處的打磨。(2)由于外觀灰塵會引起金屬的腐蝕,因此應(yīng)制止裝配后工件外觀積存灰塵。(3)對于外露面或可以進入風雨的部位,盡量不采用點焊,而理應(yīng)采用連續(xù)焊,不僅美觀,而且防腐蝕效果好,能防止縫隙腐蝕的發(fā)生。而且,對于外觀外形來說,對接的防腐蝕性能比搭接要好。(4)焊縫經(jīng)過打磨和清理,會大大改善外觀狀態(tài),提高防腐蝕才能。而且,對工件外觀盡可能要求清理,使外觀無焊渣、焊疤、焊瘤等外觀缺陷。

3.3維護與