高壓旋轉接頭的摩擦副除了由于粘附磨損、磨粒磨損和磨削磨損以及氧化磨損等原因引起端面或球面磨損外,由于介質很高的流速也可以出現沖刷磨損(侵蝕磨損)。在磨粒磨損范圍中固體物質對磨損有很大的影響,可是隨著泄漏量的逐漸增大,在較軟的碳材料上會顯現侵蝕的作用。
此外,當流體的速度很高并且直接沖向旋轉接頭摩擦副時,則在密封零件上可能造成強烈的沖刷作用。沖刷磨損的大小決定材料的抗磨強度,流體的流動速度u、沖擊角度和介質中固體物的含量在垂直方向的沖刷下,一般u=5~10m/s為安全數值。
摩擦熱會在密封縫隙中造成高溫,這種高溫對機械密封結構的性能有很大的影響。其后果可能使磨損加劇和增大熱變形。當密封縫隙中的溫度超過其允許最高值時,潤滑膜汽化,這樣就加劇了摩擦和磨損。此外,密封縫隙中的溫度還可能大大地超過材料的使用溫度,因而密封會產生斷裂,熔融或者熱應力裂紋等故障。
首先,密封縫隙中產生的摩擦熱通過導熱傳到環中去,這樣,在密封環內熱量逐漸向外移動(有時向內移動),然后通過對流放出來,通過溫度較低的流體所吸收,并且作為熱源隨著物質質點繼續運動。熱量也可能通過輻射向四周圍散出,這時熱量變成輻射能。
在常用的高壓旋轉接頭上,泄漏量非常小,所以,由它形成的冷卻作用小得可以忽略不計。
在摩擦副上,軸向方向和徑向方向的溫度分布可能由很大的類別,主要是結構、材料的選擇,溫度低處的位置,散出的熱量、傳熱系數和冷卻介質等因素對溫度分布的影響最大。精確的數值只能在工作狀態下進行測量來取得。
但是肯定地說:導熱系數大,則相應的溫度梯度就低,所以,如果密封環的溫度高,那么它相應地應該具有較好的散熱性能,反過來也是對的。
如果旋轉環與不旋轉環都和流體介質相接觸,當液體介質溫度低于密封環接觸面上的溫度,而且它們的導熱系數相等,那么旋轉環的溫度梯度要比不旋轉環中來得高。此外,溫度梯度愈高,則從環到介質得傳熱系數就愈大。
不可能把摩擦熱直接從密封環傳給液體,必須先將密封環的溫度升高。根據這種原因,由于散熱,所有計算出來的縫隙溫度往往比實際要低。對大多數旋轉接頭摩擦副來講,密封環中的摩擦熱是呈徑向方向傳遞的,這是因為低溫區通常位于d或D處。由于高壓旋轉接頭密封環的結構形狀和布置的不同,散熱情況是十分復雜的。