离心泵是化工生产过程中的核心设备之一，其密封性决定着化工生产是否顺利进行，与化工企业整体效益有紧密联系。化工企业日常管理中，需对离心泵机械密封进行全生命周期的维护管理，确保其密封性符合生产要求。本文对化工离心泵机械密封失效的具体原因进行分析，汇总如下。

　　一、腐蚀原因

　　根据腐蚀类型，机械密封腐蚀可分为金属环腐蚀、非金属环腐蚀、辅助密封圈及其接触部位的腐蚀三类。

　　1、金属环腐蚀

　　金属环是化工离心泵的核心密封件，该构件经腐蚀后会对离心泵密封效果产生巨大影响。所以，探究金属环腐蚀具有显著的现实意义。

　　首先，金属环表面均匀腐蚀，如果腐蚀性物质沾染密封件附近将导致密封件受损。由于金属环本身抗腐蚀性较差，沾染腐蚀性物质后将加速表面腐蚀。常规条件下，金属环腐蚀具有如下几种严重后果：其一是离心泵内介质发生渗漏;其二是金属环受到磨损，影响密封效果;其三是金属环遭到破坏，离心泵密封功能基本丧失;其四是金属环将发生异样声响。在化工生产中，金属环表面被腐蚀后，腐蚀状态分为成膜腐蚀与无膜腐蚀。成膜腐蚀代表金属环被腐蚀后会在表面形成天然钝化膜，会对金属构件起到一定保护作用。但是，金属环材料在成膜后，会加剧其端面摩擦，从而缩短使用寿命，导致钝化膜失去保护功能。金属环在缺氧状态下，新的钝化膜无法生成。在此情况下，腐蚀进一步加剧。无膜腐蚀产生原因是选材错误，此种腐蚀推进速度较快，对金属环十分不利。

　　其次，应力腐蚀破坏。如果拉应力与腐蚀同时作用在金属环上，其薄弱区域将发生开裂。随后，破裂位置持续加大，沟壑越来越深。破裂由应力和腐蚀同步引发。据初步统计，碳化钛、碳化钨、铸铁、硬质合金材质的金属环破裂几率远高于其他材料。常规条件下，金属环破裂显示的裂纹呈现发散性，裂纹数量不一，开裂位置可导致端面磨损程度持续加大，从而加大泄漏量，影响离心泵作业及化工生产。

　　2、非金属环的腐蚀

　　化工离心泵中机械密封非金属环是十分关键的零件之一。和金属环类似，非金属遭受腐蚀后同样影响离心泵机械密封功能。石墨环是非金属环的重要组成部分。常规条件下，石墨环并不具备通透性。同时，石墨环需用树脂浸渍后才可使用，这是由于树脂浸渍可提升石墨环耐磨性。

　　化工生产中，石墨环腐蚀原因可汇总为如下几点：

　　其一，如果非金属环端面自身温度骤升且超过180℃时，石墨环会析出浸渍树脂，其耐磨性迅速下降。

　　其二，树脂材料种类众多，如果安装人员择取的树脂材料无法适应生产条件，浸渍的树脂便会在生产过程中与其他材料发生化学反应，导致石墨环耐磨性下降。

　　其三，浸渍深度未达标，当表层树脂被磨光后，石墨环耐磨性顺应下降。

　　石墨环易发生氧化腐蚀现象，如果介质本身具有较强的氧化性，一旦密封端面冷却程度较低或端面遭遇干摩擦，表面温度将迅速骤升到350℃。在此种温度环境下，介质氧化会与石墨环发生化学反应，产生二氧化碳气体。气体会导致密封端面逐渐粗糙，导致端面破裂。此外，应力和化学介质同步作用将导致石墨环发生破裂。

　　3、辅助密封圈及接触部位的腐蚀化工离心泵密封件中，辅助密封圈同属重要的密封元件。如果密封圈遭受腐蚀，将影响化工离心泵机械密封功能。密封圈主要由橡胶构成，其材质决定了密封圈的耐腐蚀性。化工生产中，橡胶材料形式多样，任何一种材料具备的耐腐蚀性能存在显著差异。橡胶材料的性能会随着时间的推移而老化，失去抗腐蚀能力。当橡胶耐腐蚀功能失效时，密封圈表面将变得粗糙，逐渐失去弹性，直到橡胶完全断裂。耐油性强的橡胶对密封效果的维持较好，反之耐油性较差的橡胶会随时间增长而胀大，其遭受的摩擦力顺应提升，橡胶浮动性减弱，密封效果随之降低。

　　针对辅助密封圈接触部位的腐蚀。接触部位指代密封圈和特定部位(静环座、静环、轴套、动环)的接触。特定部位和密封圈接触过程中并未发生明显的运动，因此特定部位处于相对静止状态，通俗地讲就是死角，此种情况的腐蚀可称为特种腐蚀。

　　特种腐蚀分为三种类型：

　　其一是缝隙腐蚀;

　　其二是摩振腐蚀;其三是接触腐蚀。常规条件下，特种腐蚀并不会单一存在，常常并存在特定部位，促使腐蚀面积持续增大，腐蚀深度持续加深。如果腐蚀深度超过0.01mm，代表化工离心泵密封泄露达到极为严重的状态。对于辅助密封圈与接触部位的腐蚀，应考虑聚四氟乙烯密封环(F4环)。化工生产中，安装人员为提高F4环耐高温能力，同时增强其耐磨性能，通常会在环内加入填充物。常见的填充物分为金属粉、石墨粉与玻璃纤维。塞入填充物的F4环后以易发生变质破坏、溶出腐蚀及选择性腐蚀。

　　二、机械摩擦

　　化工离心泵运作过程中不可避免的会产生摩擦，会对离心泵密封性能造成一定影响，导致机械密封失效。如果长期处在机械摩擦环境中，将导致密封件结构老化甚至变形，这是导致化工离心泵机械密封失效的主要原因之一。所以，化工生产过程中的例行设备维护应关注机械摩擦问题。常规条件下，机械摩擦导致的机械密封失效分为如下几点：离心泵存在抽空、气蚀和憋压情况，导致内部轴向力加大，静环接触面呈现分离状态;安装过程中本身具有较大压缩量，导致摩擦副端面磨损与擦伤。

　　三、对中不良

　　化工离心泵安装施工过程如果出现对中不良的问题，将导致轴承产生严重磨损，甚至出现轴承跑套问题，以此导致离心泵结构变形或出现偏口问题。化工离心泵实际应用中存在振动力，一旦对中不良，将导致机械结构出现部件分离，促使机械密封性能受到影响。介此，化工离心泵机械密封结构设计中，避免产生对中不良的问题。同时，应结合化工生产实际情况，对不良问题进行控制，减轻端面摩擦。

　　四、人为因素

　　人为因素是导致化工离心泵机械密封失效的主观原因之一。首先，设备运行操作过程中，人为失误或违规操作将导致设备处于非正常运行状态，促使离心泵出现故障，甚至造成核心构件出现裂缝。其次，操作人员责任意识淡薄，例如：冷却水供应中，没有依照规定定期检查，易出现冷却水不足的问题，从而影响设备运行问题，促使机械构件高温形变。

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