機封失效的表現(xiàn)形式之腐蝕損壞

機械密封因腐蝕引起的失效為數(shù)不少，而構(gòu)成腐蝕的原因錯綜復(fù)雜。機械密封常遇到的腐蝕形態(tài)及需考慮的影響因素有以下幾種。
①表面腐蝕
腐蝕為發(fā)生在零件接觸介質(zhì)表面的均勻腐蝕。表現(xiàn)為零件的重量減輕，失去強度，降低硬度，甚至?xí)勘桓g掉。彈簧、傳動銷等構(gòu)件常會因全面腐蝕而減少直徑，然后因強度不足而斷裂，從而導(dǎo)致密封失效。可采用耐蝕材料(如不銹鋼)，可在表面形成氧化物或氫氧化物的保護(hù)膜，使金屬鈍化而不受腐蝕。
②點蝕
在金屬表面各處產(chǎn)生的劇烈腐蝕點，是腐蝕行為發(fā)生在構(gòu)件的局部區(qū)域，它具有多種表現(xiàn)型式，如選擇性腐蝕、應(yīng)力腐蝕、磨損腐蝕、縫隙腐蝕等，其危害比表面腐蝕更為嚴(yán)重。例如，鈷基硬質(zhì)合金應(yīng)用于高溫強堿中時，粘接相金屬鉆就易被有選擇地腐蝕掉，硬質(zhì)相碳化鎢骨架失去強度，在機械力的作用下產(chǎn)生了晶粒剝落，結(jié)果導(dǎo)致密封端面的嚴(yán)重受損而失效。又如，反應(yīng)燒結(jié)碳化硅在強堿中因游離硅被腐蝕而表面呈現(xiàn)麻點。采用不銹鋼時，鈍化后的氧化鉻保護(hù)膜局部破壞而產(chǎn)生的腐蝕，其破壞作用比均勻腐蝕更危險。措施：在金屬成分中限制鉻的含量而增加鎳和銅。
③晶間腐蝕
 一般發(fā)生在銅焊碳化鎢環(huán)的支撐材料，僅發(fā)生在金屬的晶界面上其重量腐蝕率很小，但能深深地腐蝕到金屬的內(nèi)部，且易因缺口效應(yīng)而引起切斷損壞。對奧氏體不銹鋼，在450~850℃之間發(fā)生，在晶界處有碳化鉻析出，使其喪失惰性。措施：在1050℃下進(jìn)行熱處理，使鉻固熔化而均勻地分布在奧氏體基體中。
④應(yīng)力腐蝕
應(yīng)力腐蝕是金屬材料在腐蝕介質(zhì)和應(yīng)力的共同作用下，產(chǎn)生裂紋或發(fā)生斷裂的觀象。金屬焊接波紋管、彈簧、傳動套的傳動耳環(huán)等機械密封構(gòu)件最易因產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕而失效。縱向縫焊軋制的金屬波紋管產(chǎn)生的應(yīng)力腐蝕，是金屬材料在承受應(yīng)力狀態(tài)下處于腐蝕環(huán)境中產(chǎn)生的腐蝕現(xiàn)象。易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的材料有鋁合金、銅合金、鋼及奧氏體不銹鋼。一般應(yīng)力腐蝕都是在高拉應(yīng)力下產(chǎn)生，先表現(xiàn)為溝痕、裂紋，最后完全斷裂。
⑤縫隙腐蝕
機械密封動環(huán)密封面內(nèi)孔處由于窄縫處沉積而產(chǎn)生的縫隙腐蝕情況，是一種濃差電池腐蝕。一般產(chǎn)生在兩個零件靠近的狹窄縫隙部位(如動環(huán)與軸套縫隙內(nèi))。在機械密封O形環(huán)附近經(jīng)常可發(fā)現(xiàn)此腐蝕現(xiàn)象。機械密封彈簧座與軸之間，補償環(huán)輔助密
封圈與軸之間(當(dāng)然此處還存在微動腐蝕)出現(xiàn)的溝槽或點蝕即是典型的例子。補償環(huán)輔助密封圈與軸之向出現(xiàn)的腐蝕溝槽，將可能導(dǎo)致補償環(huán)不能做軸向移動而使其喪失追隨性，使端面分離而泄漏。原因：介質(zhì)流動時受到窄縫的阻礙，生成惰性氧化物層，窄縫內(nèi)溶液因供氧不足，與間隙外的溶液之間形成濃差電池而在縫隙部分產(chǎn)生腐蝕。
⑥電池腐蝕
機械密封的密封環(huán)銀焊料與鉻鋼之間電位差產(chǎn)生的電池腐蝕情況，是由于兩種金屬在電介質(zhì)中有電位差而產(chǎn)生電池作用。措施：應(yīng)盡量避免使用有電位差的兩種金屬組合使用的結(jié)構(gòu)。
另外，還有一種復(fù)合形式的磨損腐蝕損壞，是磨損與腐蝕交替作用而造成的材料破壞。磨損的產(chǎn)生可源于密封件與流體間的高速運動，沖洗液對密封件的沖刷，介質(zhì)中的懸浮固體顆粒對密封件的磨粒磨損。腐蝕的產(chǎn)生源于介質(zhì)對材料的化學(xué)及電化學(xué)的破壞作用。磨損促進(jìn)腐蝕，腐蝕又加速磨損，彼此交替作用，使得材料的破壞比單純的磨損或單純腐蝕更為迅速。磨損腐蝕對密封摩擦副的損害最為巨大，是造成密封過早失效的主要原因。用于化工過程裝備中的機械密封就經(jīng)常會遇到這種工況。