機封失效的表現形式之腐蝕損壞

機械密封因腐蝕引起的失效為數不少，而構成腐蝕的原因錯綜復雜。機械密封常遇到的腐蝕形態及需考慮的影響因素有以下幾種。
①表面腐蝕
腐蝕為發生在零件接觸介質表面的均勻腐蝕。表現為零件的重量減輕，失去強度，降低硬度，甚至會全部被腐蝕掉。彈簧、傳動銷等構件常會因全面腐蝕而減少直徑，然后因強度不足而斷裂，從而導致密封失效。可采用耐蝕材料(如不銹鋼)，可在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
在金屬表面各處產生的劇烈腐蝕點，是腐蝕行為發生在構件的局部區域，它具有多種表現型式，如選擇性腐蝕、應力腐蝕、磨損腐蝕、縫隙腐蝕等，其危害比表面腐蝕更為嚴重。例如，鈷基硬質合金應用于高溫強堿中時，粘接相金屬鉆就易被有選擇地腐蝕掉，硬質相碳化鎢骨架失去強度，在機械力的作用下產生了晶粒剝落，結果導致密封端面的嚴重受損而失效。又如，反應燒結碳化硅在強堿中因游離硅被腐蝕而表面呈現麻點。采用不銹鋼時，鈍化后的氧化鉻保護膜局部破壞而產生的腐蝕，其破壞作用比均勻腐蝕更危險。措施：在金屬成分中限制鉻的含量而增加鎳和銅。
③晶間腐蝕
 一般發生在銅焊碳化鎢環的支撐材料，僅發生在金屬的晶界面上其重量腐蝕率很小，但能深深地腐蝕到金屬的內部，且易因缺口效應而引起切斷損壞。對奧氏體不銹鋼，在450~850℃之間發生，在晶界處有碳化鉻析出，使其喪失惰性。措施：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
應力腐蝕是金屬材料在腐蝕介質和應力的共同作用下，產生裂紋或發生斷裂的觀象。金屬焊接波紋管、彈簧、傳動套的傳動耳環等機械密封構件最易因產生應力腐蝕而失效。縱向縫焊軋制的金屬波紋管產生的應力腐蝕，是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。易產生應力腐蝕的材料有鋁合金、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
機械密封動環密封面內孔處由于窄縫處沉積而產生的縫隙腐蝕情況，是一種濃差電池腐蝕。一般產生在兩個零件靠近的狹窄縫隙部位(如動環與軸套縫隙內)。在機械密封O形環附近經常可發現此腐蝕現象。機械密封彈簧座與軸之間，補償環輔助密
封圈與軸之間(當然此處還存在微動腐蝕)出現的溝槽或點蝕即是典型的例子。補償環輔助密封圈與軸之向出現的腐蝕溝槽，將可能導致補償環不能做軸向移動而使其喪失追隨性，使端面分離而泄漏。原因：介質流動時受到窄縫的阻礙，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
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，是由于兩種金屬在電介質中有電位差而產生電池作用。措施：應盡量避免使用有電位差的兩種金屬組合使用的結構。
另外，還有一種復合形式的磨損腐蝕損壞，是磨損與腐蝕交替作用而造成的材料破壞。磨損的產生可源于密封件與流體間的高速運動，沖洗液對密封件的沖刷，介質中的懸浮固體顆粒對密封件的磨粒磨損。腐蝕的產生源于介質對材料的化學及電化學的破壞作用。磨損促進腐蝕，腐蝕又加速磨損，彼此交替作用，使得材料的破壞比單純的磨損或單純腐蝕更為迅速。磨損腐蝕對密封摩擦副的損害最為巨大，是造成密封過早失效的主要原因。用于化工過程裝備中的機械密封就經常會遇到這種工況。