離心泵是化工生產過程中的核心設備之一，其密封性決定著化工生產是否順利進行，與化工企業整體效益有緊密聯系。化工企業日常管理中，需對離心泵機械密封進行全生命周期的維護管理，確保其密封性符合生產要求。本文對化工離心泵機械密封失效的具體原因進行分析，匯總如下。

　　一、腐蝕原因

　　根據腐蝕類型，機械密封腐蝕可分為金屬環腐蝕、非金屬環腐蝕、輔助密封圈及其接觸部位的腐蝕三類。

　　1、金屬環腐蝕

　　金屬環是化工離心泵的核心密封件，該構件經腐蝕后會對離心泵密封效果產生巨大影響。所以，探究金屬環腐蝕具有顯著的現實意義。

　　首先，金屬環表面均勻腐蝕，如果腐蝕性物質沾染密封件附近將導致密封件受損。由于金屬環本身抗腐蝕性較差，沾染腐蝕性物質后將加速表面腐蝕。常規條件下，金屬環腐蝕具有如下幾種嚴重后果：其一是離心泵內介質發生滲漏;其二是金屬環受到磨損，影響密封效果;其三是金屬環遭到破壞，離心泵密封功能基本喪失;其四是金屬環將發生異樣聲響。在化工生產中，金屬環表面被腐蝕后，腐蝕狀態分為成膜腐蝕與無膜腐蝕。成膜腐蝕代表金屬環被腐蝕后會在表面形成天然鈍化膜，會對金屬構件起到一定保護作用。但是，金屬環材料在成膜后，會加劇其端面摩擦，從而縮短使用壽命，導致鈍化膜失去保護功能。金屬環在缺氧狀態下，新的鈍化膜無法生成。在此情況下，腐蝕進一步加劇。無膜腐蝕產生原因是選材錯誤，此種腐蝕推進速度較快，對金屬環十分不利。

　　其次，應力腐蝕破壞。如果拉應力與腐蝕同時作用在金屬環上，其薄弱區域將發生開裂。隨后，破裂位置持續加大，溝壑越來越深。破裂由應力和腐蝕同步引發。據初步統計，碳化鈦、碳化鎢、鑄鐵、硬質合金材質的金屬環破裂幾率遠高于其他材料。常規條件下，金屬環破裂顯示的裂紋呈現發散性，裂紋數量不一，開裂位置可導致端面磨損程度持續加大，從而加大泄漏量，影響離心泵作業及化工生產。

　　2、非金屬環的腐蝕

　　化工離心泵中機械密封非金屬環是十分關鍵的零件之一。和金屬環類似，非金屬遭受腐蝕后同樣影響離心泵機械密封功能。石墨環是非金屬環的重要組成部分。常規條件下，石墨環并不具備通透性。同時，石墨環需用樹脂浸漬后才可使用，這是由于樹脂浸漬可提升石墨環耐磨性。

　　化工生產中，石墨環腐蝕原因可匯總為如下幾點：

　　其一，如果非金屬環端面自身溫度驟升且超過180℃時，石墨環會析出浸漬樹脂，其耐磨性迅速下降。

　　其二，樹脂材料種類眾多，如果安裝人員擇取的樹脂材料無法適應生產條件，浸漬的樹脂便會在生產過程中與其他材料發生化學反應，導致石墨環耐磨性下降。

　　其三，浸漬深度未達標，當表層樹脂被磨光后，石墨環耐磨性順應下降。

　　石墨環易發生氧化腐蝕現象，如果介質本身具有較強的氧化性，一旦密封端面冷卻程度較低或端面遭遇干摩擦，表面溫度將迅速驟升到350℃。在此種溫度環境下，介質氧化會與石墨環發生化學反應，產生二氧化碳氣體。氣體會導致密封端面逐漸粗糙，導致端面破裂。此外，應力和化學介質同步作用將導致石墨環發生破裂。

　　3、輔助密封圈及接觸部位的腐蝕化工離心泵密封件中，輔助密封圈同屬重要的密封元件。如果密封圈遭受腐蝕，將影響化工離心泵機械密封功能。密封圈主要由橡膠構成，其材質決定了密封圈的耐腐蝕性。化工生產中，橡膠材料形式多樣，任何一種材料具備的耐腐蝕性能存在顯著差異。橡膠材料的性能會隨著時間的推移而老化，失去抗腐蝕能力。當橡膠耐腐蝕功能失效時，密封圈表面將變得粗糙，逐漸失去彈性，直到橡膠完全斷裂。耐油性強的橡膠對密封效果的維持較好，反之耐油性較差的橡膠會隨時間增長而脹大，其遭受的摩擦力順應提升，橡膠浮動性減弱，密封效果隨之降低。

　　針對輔助密封圈接觸部位的腐蝕。接觸部位指代密封圈和特定部位(靜環座、靜環、軸套、動環)的接觸。特定部位和密封圈接觸過程中并未發生明顯的運動，因此特定部位處于相對靜止狀態，通俗地講就是死角，此種情況的腐蝕可稱為特種腐蝕。

　　特種腐蝕分為三種類型：

　　其一是縫隙腐蝕;

　　其二是摩振腐蝕;其三是接觸腐蝕。常規條件下，特種腐蝕并不會單一存在，常常并存在特定部位，促使腐蝕面積持續增大，腐蝕深度持續加深。如果腐蝕深度超過0.01mm，代表化工離心泵密封泄露達到極為嚴重的狀態。對于輔助密封圈與接觸部位的腐蝕，應考慮聚四氟乙烯密封環(F4環)。化工生產中，安裝人員為提高F4環耐高溫能力，同時增強其耐磨性能，通常會在環內加入填充物。常見的填充物分為金屬粉、石墨粉與玻璃纖維。塞入填充物的F4環后以易發生變質破壞、溶出腐蝕及選擇性腐蝕。

　　二、機械摩擦

　　化工離心泵運作過程中不可避免的會產生摩擦，會對離心泵密封性能造成一定影響，導致機械密封失效。如果長期處在機械摩擦環境中，將導致密封件結構老化甚至變形，這是導致化工離心泵機械密封失效的主要原因之一。所以，化工生產過程中的例行設備維護應關注機械摩擦問題。常規條件下，機械摩擦導致的機械密封失效分為如下幾點：離心泵存在抽空、氣蝕和憋壓情況，導致內部軸向力加大，靜環接觸面呈現分離狀態;安裝過程中本身具有較大壓縮量，導致摩擦副端面磨損與擦傷。

　　三、對中不良

　　化工離心泵安裝施工過程如果出現對中不良的問題，將導致軸承產生嚴重磨損，甚至出現軸承跑套問題，以此導致離心泵結構變形或出現偏口問題。化工離心泵實際應用中存在振動力，一旦對中不良，將導致機械結構出現部件分離，促使機械密封性能受到影響。介此，化工離心泵機械密封結構設計中，避免產生對中不良的問題。同時，應結合化工生產實際情況，對不良問題進行控制，減輕端面摩擦。

　　四、人為因素

　　人為因素是導致化工離心泵機械密封失效的主觀原因之一。首先，設備運行操作過程中，人為失誤或違規操作將導致設備處于非正常運行狀態，促使離心泵出現故障，甚至造成核心構件出現裂縫。其次，操作人員責任意識淡薄，例如：冷卻水供應中，沒有依照規定定期檢查，易出現冷卻水不足的問題，從而影響設備運行問題，促使機械構件高溫形變。

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