应力腐蚀;金属在腐蚀和拉应力的同时作用下,首先在薄弱区产生裂缝,进而向纵深发展,产生,称为应力腐蚀。选用堆焊硬质合金及铸铁、碳化钨、碳化钛等密封环,容易出现应力腐蚀。密封环裂纹一般是径向发散型的,可以是一条或多条。这些裂缝沟通了整个密封端面,加速了端面的磨损,使泄漏量增加。
根据断裂力学的观念,材料内部原始裂纹的应力场强因子K1=yσ1a(y—系数)。在开始时由于应力σ1小于临界应力σc, a小于临界裂纹ac,所以腐蚀作用时,由于原始裂纹a的腐蚀扩展,导致K1的增大。当经过一段时间后a=ac及K1=K1c时,59U-18机械密封,断裂就发生了,只有当原始裂纹a足够小,以致于K1<K1c(应力腐蚀)时,材料不会发生应力腐蚀。①应力的存在。如果堆焊或加工中,残余应力、旋转离心力、摩擦热应力,引起金属环应力σ1大于σ2c,59U-16机械密封,应力破坏就很难避免。②材料。金属密封环材料强度、硬度指标越高, K1c越低,材料内气孔、夹渣、裂纹越多越长,越易发生应力腐蚀。一般K1(应力腐蚀)=(1/2-1/5)K1c,且随材料强度级别的提高,59U-20机械密封,K1(应力腐蚀)/K1c的比值下降。③磨损。构件表面越光,应力腐蚀敏感性越低。端面磨损使金属表面钝化膜破坏,光洁度降低,促使应力腐蚀的发生。④介质。应力腐蚀,只发生于一些特定的“材料—环境”体系。例如“奥氏体不锈钢—cl”、“碳钢—NO3”。⑤温度。温度越高,氢扩散越快,应力腐蚀加快。密封环端面剧烈摩擦,如果端面比压过大,表面光洁度低,冷却不够,表面润滑不好,摩擦热则加速应力腐蚀的进行。
焊接的密封环,硬质合金环的厚度可以比YG6薄,毛坯的厚度也只有3~3.5mm。以因密度小,是YG6的一半(7~7.5g/cm3),因此,可节约贵重金属,价格较低。这种合金的牌号为CN15,哈尔滨机械密封,其中Cr3C285%,Ni为15%,由北京硬质合金厂研制成功。 热装式密封环以其性能广泛应用,但过盈量过大则硬质合金在较大挤压应力作用下产生变形;
过盈量过小,使用时会松脱。经长期观察分析,热装式密封环松脱主要是由于环座和硬质合金环两者线膨胀纯利系数的差别,工作出现间隙。由此可见,热装式密封环失效的根本原因主要有二:一是过盈值小,是环座材料选择不当,线膨胀系数太大。确定过盈值应遵循的原则:1) 从传递扭矩的角度考虑过盈值应足够大。2) 从环的变形的角度考虑过盈值不可过大。
机械密封的维修;机械密封种类繁多,型号各异,但泄漏点主要有五处:(l)轴套与轴间的密封;(2)动环与轴套间的密封;(3)动、静环间密封;(4)对静环与静环座间的密封;(5)密封端盖与泵体间的密封。一般来说,轴套外伸的轴间、密封端盖与泵体间的泄漏比较容易发现和解决,但需细致观察,特别是当工作介质为液化气体或高压、有毒有害气体时,相对困难些。其余的泄漏直观上很难辩别和判断,须在长期管理、维修实践的基础上,对泄漏症状进行观察、分析、研判,才能得出正确结论。
泄漏原因分析及判断;安装静试时泄漏。机械密封安装调试好后,一般要进行静试,观察泄漏量。如泄漏量较小,多为动环或静环密封圈存在问题;泄漏量较大时,则表明动、静环摩擦副间存在问题。在初步观察泄漏量、判断泄漏部位的基础上,再手动盘车观察,若泄漏量无明显变化则静、动环密封圈有问题;如盘车时泄漏量有明显变化则可断定是动、静环摩擦副存在问题;如泄漏介质沿轴向喷射,则动环密封圈存在问题居多,泄漏介质向四周喷射或从水冷却孔中漏出,则多为静环密封圈失效。此外,泄漏通道也可同时存在,但一般有主次区别,只要观察细致,熟悉结构,一定能正确判断。