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,機(jī)械密封件常見的腐蝕有哪些呢?下面大家來認(rèn)識一下。
1、縫隙腐蝕
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機(jī)械密封常見腐蝕分析

機(jī)械密封常見腐蝕分析
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,機(jī)械密封件常見的腐蝕有哪些呢?下面大家來認(rèn)識一下。
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)械密封的正常運行造成嚴(yán)重障礙,甚至發(fā)生破壞事故。
2、均勻腐蝕
均勻腐蝕是指在與環(huán)境接觸的整個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,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。而與均勻腐蝕相關(guān)的有機(jī)械密封件之外,其他密封件如POLYPAC密封件、液壓密封件、橡膠密封件等在一定的環(huán)境下也會發(fā)生均勻腐蝕。
3、點蝕
點蝕又稱坑蝕和小孔腐蝕。點蝕有大有小,一般情況下,點蝕的深度要比其直徑大的多。點蝕經(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)計中,點蝕約占20%~25%。流動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)生點蝕。
點蝕雖然失重不大,但由于陽極面積很小,所以腐蝕速率很快,嚴(yán)重時可造成機(jī)械密封損壞,點蝕會使晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕和腐蝕疲勞等加劇,在很多情況下點蝕是這些類型腐蝕的起源。
4、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)長的裂縫,且裂縫擴(kuò)展很快,能在短時間內(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最高,可達(dá)50%。
防止應(yīng)力腐蝕應(yīng)從減少腐蝕和消除拉應(yīng)力兩方面來采取措施。主要是:一要盡量避免使用對應(yīng)力腐蝕敏感的材料;二在設(shè)計設(shè)備結(jié)構(gòu)時要力求合理,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,要注意消除殘余應(yīng)力。
5、磨損腐蝕(沖蝕)
由磨損和腐蝕聯(lián)合作用而產(chǎn)生的材料破壞過程叫磨損腐蝕。磨損腐蝕可發(fā)生在高速流動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)的相對流動速度很高,使鈍化型耐蝕金屬材料表面的鈍化膜,因受到過分的機(jī)械沖刷作用而不易恢復(fù),腐蝕率會明顯加劇,如果腐蝕介質(zhì)中存在著固相顆粒,會大大加劇磨損腐蝕。
6、腐蝕疲勞
腐蝕疲勞是在腐蝕介質(zhì)與循環(huán)應(yīng)力的聯(lián)合作用下產(chǎn)生的。這種由于腐蝕介質(zhì)而引起的抗腐蝕疲勞性能的降低,稱為腐蝕疲勞。疲勞破壞的應(yīng)力值低于屈服點,在一定的臨界循環(huán)應(yīng)力值(疲勞極限或稱疲勞壽命)以上時,才會發(fā)生疲勞破壞。而腐蝕疲勞卻可能在很低的應(yīng)力條件下就發(fā)生破斷,因而它是很危險的。
影響材料腐蝕疲勞的因素主要有應(yīng)力交變速度、介質(zhì)溫度、介質(zhì)成分、材料尺寸、加工和熱處理等。增加載荷循環(huán)速度、降低介質(zhì)的PH值或升高介質(zhì)的溫度,都會使腐蝕疲勞強度下降。材料表面的損傷或較低的粗糙度所產(chǎn)生的應(yīng)力集中,會使疲勞極限下降,從而也會降低疲勞強度。
7、晶間腐蝕
晶間腐蝕是金屬材料在特定的腐蝕介質(zhì)中,沿著材料的晶粒間界受到腐蝕,使晶粒之間喪失結(jié)合力的一種局部腐蝕破壞現(xiàn)象。受這種腐蝕的設(shè)備或零件,有時從外表看仍是完好光亮,但由于晶粒之間的結(jié)合力被破壞,材料幾乎喪失了強度,嚴(yán)重者會失去金屬聲音,輕輕敲擊便成為粉末。
據(jù)統(tǒng)計,在石油、化工設(shè)備腐蝕失效事故中,晶間腐蝕約占4%~9%,一般認(rèn)為,晶界合金元素的貧化是產(chǎn)生晶間腐蝕的主要原因。通過提高材料的純度,去除碳、氮、磷和硅等有害微量元素或加入少量穩(wěn)定化元素(鈦、鈮),以控制晶界上析出的碳化物及采用適當(dāng)?shù)臒崽幚碇贫群瓦m當(dāng)?shù)募庸すに?,可防止晶間腐蝕的產(chǎn)生。

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