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,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,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,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,舟山水封,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。
平面度平面度(也称平直度)是密封环很重要的一个质量指标,要求在0.0009mm以内,这样的数量级用普通的量具是无法测量的。既准确又迅速的方法是用光干涉法。它需要一个光学平晶和单色光源,一般用钠光灯。检测时,将平晶放到被检的密封端面上,斜上方用钠光灯照射(图15)检查干涉条纹的数量。 钠光的波长为0.6μm,每个干涉条纹为半个波长,KQW300-450水封,即一条干涉条纹为0.3μm,由干涉条纹的数量即可确定密封端面的平面度。
确定干涉条纹的数量:密封端面的平面度不同,条纹的种类也不同。几种平面度合格的图像,至于不合格的图像各式各样未予绘出。平直的条纹,表明密封端面的平面度接近光学平晶的平面度,这种平面度;弯曲的条纹,干涉条纹数在一条以内,KQW300-550水封,即小于0.3μm;弯曲的条纹,干涉条纹数二条,平面度在0.6μm以内;是同心圆状的干涉条纹,如果是从平板研磨后取下来检验平面度,这说明端面的内缘高,外缘低,KQW200-345水封,同心圆数量越多,其内外缘高低差别越大。出面同心圆的条纹不要超过2个。
引进的机械密封图纸上常注有:所有密封不允许 但实际操作中还会出现干摩擦运转.所以资料提出:密封面以固体接触来考虑,还要考虑到可能发生短期干摩擦.对机械密封摩擦副材料的要求:1.耐磨性好;2.良好的导热性能;3.高的热稳定性和抗热冲击性;4北学稳定性好;5.机械强度高、刚性大、变形小;6.加工、成形方便,材料来源广.
选哪种材料作动环或作静环没有差别,但实际上动环和静环的材料选择直接影响密封效果,这是由动环形状复杂,在受压或压力波动情况下容易产生角变形,而使密封无法保证.所以动环一般选用弹性模量大的硬材料,静环使用相对较软的材料匹配.