轴流风机应力影响5大主要表现现象


 

轴流风机应力影响5大主要表现现象

(1)焊接残余应力

对于采用焊接结构的闭式叶轮, 在焊接接头处产生的残余应力是相当大的(有时接近材料的屈服强度),虽然经过热消应力处理,按照理论上消除85%残余应力计算,最终残留在接头处的应力通常也在40MPa以上,屋顶风机接头处主要表现为拉应力。

(2)结构刚性的热处理残余应力

由于结构及工艺过程的需要,叶片与轮盘、盖盘的厚度差很大。 这种因为结构尺寸的差异必然造成热处理冷却过程各部分的差异而引起构件的热处理残余应力。在叶片与轮盘、盖盘的焊接接头处表现为拉应力。这部分应力与焊接残余应力在热处理过程中达到了一个新的平衡。这就可能引起变形或裂纹的产生。

(3)主轴与叶轮安装的热胀引起的残余应力

主轴与叶轮安装过程的加热和冷却使叶轮的内孔处发生形变而产生新的应力,特别是在叶片进风口处产生的拉应力较为明显。

(4)叶轮的正常工作应力

叶轮在正常运转时的离心力、叶片与介质相互作用时的叶轮主要外力,通过计算可以知道,在靠近轮盖侧叶片进风口处所承受的应力最大,在局部很小的范围内,其应力值可能超过材料的屈服极限,如果恰好在这个地方存在缺陷的话,那么对于叶轮的安全运行将是致命的。

(5)振动引起的扰动应力

作为一套大型复杂装置,振动很难消除,因而由于振动引起的扰动应力也就是一个值得关注的问题。振动产生的扰动应力往往增加应力集中的幅度,并会加速裂纹的扩展。

缺陷对应力腐蚀裂纹的影响

在应力腐蚀开裂中,腐蚀常常是局部的和有选择性的,开裂源多半是所谓的点蚀。在点蚀处材料的组织缺陷和施工工艺缺陷必然是腐蚀产生之处。

从图5焊接接头处组织照片可以看出,左上半部为晶粒细小的母材组织,右下半部为焊缝区粗大的晶粒组织,在熔合线区明显有晶界夹杂物的聚集和组织的不均匀性。 另外,在焊接接头处,由于焊接过程局部的高能量输入和冷却过程中温差的极不均匀性,必然会造成性能分布的不均匀性,而且在熔合线附近约10mm范围内性能下降最大可达1/4,严重地影响了其使用性能。

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