1、機密封典型的故障種類及性質在煉油廠和化工廠的機泵故障中，軸封的故障較多，據國內某煉油廠用離心泵兩年多的不完全統計（表2-10），軸封故障較多，軸承故障次之。在軸封中使用機械密封日益廣泛，而對機械密封的故障、原因及分析方面的綜合性資料較少。因此，本文系統地總結這方面的資料供參考使用。機械密封損壞類型的故障有：化學損壞、熱損壞和機械損壞。（1）化學損壞1）表面腐蝕 圖2-17 所示為一機械密封動環表面腐蝕情況。如果金屬表面接觸腐蝕介質，而金屬本身不腐蝕，就會產生表面腐蝕。為了防止表面腐蝕，可采用耐蝕材料。不銹鋼的耐蝕性較好，因為此時表面形成氧化物或氫氧化物的保護膜，使金屬鈍化而不受腐蝕。2）點蝕

2、圖2-18所示為機械密封組裝套外表面形成點蝕的情況。金屬材料表面各處產生的劇烈腐蝕點叫做點蝕。通常有整個面出現點蝕和局部出現深坑點蝕兩種。采用不銹鋼時，鈍化了的氧化鉻保護膜局部破壞時就會產生點蝕。防止的辦法是金屬成份中限制鉻的含量而增添鎳和銅。點蝕的作用要比均勻腐蝕更危險。3）晶間腐蝕 圖2-19所示為銅焊碳化鎢環的支持材料的晶間腐蝕。晶間腐蝕是僅在金屬的晶界面上產生的劇烈腐蝕觀象。盡管其重量腐蝕率很小，但卻能深深地腐蝕到金屬的內部，而且還會由于缺口效應而引起切斷損壞。對于奧氏體不銹鋼，晶間腐蝕在450850之間發生，在晶界處有碳化鉻析出，使材料喪失其惰性而產生晶間腐蝕。為了防止這種腐蝕，材料

3、要在1050下進行熱處理，使鉻固熔化而均勻地分布在奧氏體基體中。4）應力腐蝕 圖2-20所示為縱向縫焊軋制的金屬波紋管產生應力腐蝕的情況。金屬材料在承受應力狀態下處于腐蝕環境中產生的腐蝕現象。容易產生應力腐蝕的材料是鋁合金、銅合金、鋼及奧氏體不銹鋼。一般應力腐蝕都是在高拉應力下產生，先表現為溝痕、裂紋，最后完全斷裂。5）縫隙腐蝕 圖2-21 所示為機械密封動環密封面內孔處由于窄縫中沉結而產生的縫隙腐蝕情況。縫隙腐蝕是一種濃差電池腐蝕，它產生在兩個零件靠近的狹窄縫隙部位。機械密封O 形圈附近經常能觀察到這種腐蝕現象。這是由于介質流動受到窄縫的阻礙，生成惰性氧化物層，窄縫內溶液因供氧不足，與間隙外

4、的溶液之間形成濃差電池而在縫隙部分產生腐蝕。6）電池腐蝕 圖2-22所示為機械密封的密封環銀焊料與鉻鋼之間電位差產生的電池腐蝕情況。這是由于兩種金屬在電介質溶液中有電位差而產生電池作用，發生電池腐蝕。為了防止電池腐蝕，應盡量避免使用有電位差的兩種金屬組合的結構。部分金屬的電池電壓順序如下表所示：電解液：天然海水3%NaCI溶液，溫度為25。7）汽蝕與沖蝕 與上述化學腐蝕和電化學腐蝕比較，汽蝕與沖蝕多半是機械因素。在高速運動的金屬材料往往會由于汽蝕而伴隨著腐蝕。（2）熱損壞主要是過熱。要計算出機械密封的熱影響是較困難的，只能從考慮熱影響因素角度來正確設計，但必須知道摩擦系數pV值和導熱率、干運轉

5、性能和實際經驗。熱損壞有下列幾種：1）熱裂 圖2-24、圖2-25( 分別表示熱流體動力機械密封的碳化鎢密封面上產生熱裂和銅粘結的情況。通常，在過大的熱應力作用下密封環表面出現徑向裂紋，簡稱熱裂。在短時間的機械負荷或熱負荷作用下會出現熱裂，例如由于干摩擦、冷卻系統中斷、密封面間隙、壓力和速度波動很大等。熱裂時密封環磨損劇增，泄漏量迅速地增大。對于平衡型密封，甚至于出現密封圈分開。為了避免熱裂，必須對材料的機械一物理性能足夠清楚，并在設計時考慮到可能熱裂的運轉條件。2）皰疤 圖2-26所示為機械密封碳石墨環表面出現皰疤的情況。皰疤也是一種過熱的現象。它主要是由于碳石墨、陶瓷等材料過熱造成。因為非

6、均質材料本身各組分的膨脹系數不同，粘結劑被擠出是這種損壞的原因。因此必須采用不同材料或利用外部結構措施來改善其散熱條件。在密封面間溫度可能升得很高，甚至使浸漬劑熔化并對摩擦起不良作用。下面介紹幾種浸漬劑的熔點：（3）機械損壞主要是磨損。機械損壞還包括其它由于機械強度不夠的各種形式損壞。1）磨損 通常是由于固體顆粒侵入密封面間，首先使軟密封面磨損，但有時固體顆粒嵌入軟密封面中使硬密封面受到固體顆粒磨損（圖2-27）。除了上述固體顆粒的磨削性磨損外，還有由于多次開、停車而造成傳遞轉矩的傳動銷（螺釘）將組裝盒磨出凹坑（2-28）和0形圈與軸套的相對移動而造成軸套的磨損（圖2-29）。2）沖蝕 密封流體對密封元件會造成沖蝕磨損。密封面上的沖蝕磨損只有在高壓差（約30大氣壓以上）的重負荷密封中出現。因為高壓差會使密封面翹曲造成流體對密封面的沖蝕。同樣在特別高的流速下出現泄漏也會將密封面的結合材料（軟組分）沖刷掉。圖2-29為熱流體動力機械密封的密封面沖蝕磨損的情況。密封中注入循環液（沖洗液等）時，由于靜環處的液體流速過大造成嚴重的密封環沖蝕磨損。圖 2-31及圖2-32分別表示循環液使碳石墨環受沖蝕磨損和彈簧受高速紊流的沖蝕磨損。為了防止這類磨損，應使循環液量合適和引入處合理