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機(jī)械密封常見腐蝕問(wèn)題分析
點(diǎn)擊次數(shù)：1016 發(fā)布時(shí)間：2014-8-14
1、機(jī)械密封主體材料的腐蝕主要是電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕，常見的化學(xué)腐蝕有以下幾種形式;
1)、縫隙腐蝕
在電解液中，金屬與金屬或金屬與非金屬表面之間構(gòu)成狹窄的縫隙，縫隙內(nèi)有關(guān)物質(zhì)的移動(dòng)受到了阻滯，形成濃差電池，從而產(chǎn)生局部腐蝕，這種腐蝕被稱為縫隙腐蝕。縫隙腐蝕常發(fā)生在軸套與介質(zhì)的連接處，墊圈、襯板、纏繞與金屬重疊處，它可以在不同的金屬和不同的腐蝕介質(zhì)中出現(xiàn)，從而給機(jī)械密封的正常運(yùn)行造成嚴(yán)重障礙，甚至發(fā)生破壞事故。對(duì)鈦及鈦合金來(lái)說(shuō)，縫隙腐蝕是zui應(yīng)關(guān)注的腐蝕現(xiàn)象。介質(zhì)中，氧氣濃度增加，縫隙腐蝕量增加;PH值減小，陽(yáng)極溶解速度增加，縫隙腐蝕量也增加;活性陰離子的濃度增加，縫隙腐蝕敏感性升高。但是，某些含氧陰離子的增加會(huì)減小縫隙腐蝕量。
2)、點(diǎn)蝕
點(diǎn)蝕又稱坑蝕和小孔腐蝕。點(diǎn)蝕有大有小，一般情況下，點(diǎn)蝕的深度要比其直徑大的多。點(diǎn)蝕經(jīng)常發(fā)生在表面有鈍化膜或保護(hù)膜的金屬上。
在石油、化工的腐蝕失效類型統(tǒng)計(jì)中，點(diǎn)蝕約占20%～25%。流動(dòng)不暢的含活性陰離子的介質(zhì)中容易形成活性陰離子的積聚和濃縮的條件，促使點(diǎn)蝕的生成。機(jī)械密封的框架粗糙的表面比光滑的表面更容易發(fā)生點(diǎn)蝕。
PH值降低、溫度升高都會(huì)增加點(diǎn)蝕的傾向。氧化性金屬離子(如Fe3+、Cu2+、Hg2+等)能促進(jìn)點(diǎn)蝕的產(chǎn)生。但某些含氧陰離子(如氫氧化物、鉻酸鹽、硝酸鹽和硫酸鹽等)能防止點(diǎn)蝕。
點(diǎn)蝕雖然失重不大，但由于陽(yáng)極面積很小，所以腐蝕速率很快，嚴(yán)重時(shí)可造成機(jī)械密封損壞，點(diǎn)蝕會(huì)使晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕和腐蝕疲勞等加劇，在很多情況下點(diǎn)蝕是這些類型腐蝕的起源。
3)、應(yīng)力腐蝕
材料在特定的腐蝕介質(zhì)中和在靜拉伸應(yīng)力(包括外加載荷、熱應(yīng)力、冷加工、熱加工、焊接等所引起的殘余應(yīng)力，以及裂縫銹蝕產(chǎn)物的楔入應(yīng)力等)下，所出現(xiàn)的低于強(qiáng)度極限的脆性開裂現(xiàn)象，稱為應(yīng)力腐蝕開裂。
應(yīng)力腐蝕開裂是先在金屬的腐蝕敏感部位形成微小凹坑，產(chǎn)生細(xì)長(zhǎng)的裂縫，且裂縫擴(kuò)展很快，能在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重的破壞。應(yīng)力腐蝕開裂在石油、化工腐蝕失效類型中所占比例zui高，可達(dá)50%。
應(yīng)力腐蝕的產(chǎn)生有兩個(gè)基本條件：一是材料對(duì)介質(zhì)具有一定的應(yīng)力腐蝕開裂敏感性;二是存在足夠高的拉應(yīng)力。導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕開裂的應(yīng)力可以來(lái)自工作應(yīng)力，也可以來(lái)自制造過(guò)程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在應(yīng)力腐蝕開裂事故中，由殘余應(yīng)力所引起的占80%以上，而由工作應(yīng)力引起的則不足20%。
一般來(lái)說(shuō)，介質(zhì)中氯化物濃度的增加，會(huì)縮短應(yīng)力腐蝕開裂所需的時(shí)間。不同氯化物的腐蝕作用是按Mg2+、Fe3+、Ca2+、Na1+、Li1+等離子的順序遞減的。發(fā)生應(yīng)力腐蝕的溫度一般在50℃～300℃之間。
防止應(yīng)力腐蝕應(yīng)從減少腐蝕和消除拉應(yīng)力兩方面來(lái)采取措施。主要是：一要盡量避免使用對(duì)應(yīng)力腐蝕敏感的材料;二在設(shè)計(jì)設(shè)備結(jié)構(gòu)時(shí)要力求合理，盡量減少應(yīng)力集中和積存腐蝕介質(zhì);三在加工制造設(shè)備時(shí)，要注意消除殘余應(yīng)力。
4)、均勻腐蝕
均勻腐蝕是指在與環(huán)境接觸的整個(gè)金屬表面上幾乎以相同速度進(jìn)行的腐蝕。在應(yīng)用耐蝕材料時(shí)，應(yīng)以抗均勻腐蝕作為主要的耐蝕性能依據(jù)，在特殊情況下才考慮某些抗局部腐蝕的性能。
5)、磨損腐蝕(沖蝕)
由磨損和腐蝕聯(lián)合作用而產(chǎn)生的材料破壞過(guò)程叫磨損腐蝕。磨損腐蝕可發(fā)生在高速流動(dòng)的流體管道及載有懸浮摩擦顆粒流體的泵、管道等處。有的過(guò)流部件，如高壓減壓閥中的閥瓣(頭)和閥座、離心泵的葉輪、風(fēng)機(jī)中的葉片等，在這些部位腐蝕介質(zhì)的相對(duì)流動(dòng)速度很高，使鈍化型耐蝕金屬材料表面的鈍化膜，因受到過(guò)分的機(jī)械沖刷作用而不易恢復(fù)，腐蝕率會(huì)明顯加劇，如果腐蝕介質(zhì)中存在著固相顆粒，會(huì)大大加劇磨損腐蝕。