葉輪是耐腐蝕泵傳送液體的關(guān)鍵零部件,,葉輪損傷會很大的影響到耐腐蝕泵的流量,,揚程等主要參數(shù),對耐腐蝕泵性能要求就不能滿足,,如耐腐蝕泵葉輪出現(xiàn)裂痕是怎么回事的,,要怎樣改善呢,?
一、葉輪機械結(jié)構(gòu)解析
給耐腐蝕泵葉輪由前蓋板,、后蓋板,、葉片、輪轂等零部件構(gòu)成,。葉片與前蓋板接口的尖角設(shè)計方案狹窄,,易于造成應力集中。在各種載荷的相互作用下,,葉片拉伸,,其與前蓋板的連接處形成一個超負荷的應力,造成連接處反向收縮形成裂痕,。
1,、斷口形貌解析
從葉輪上切下一個葉片樣品,觀察裂紋從葉片頂端擴展到后蓋板和葉片與輪轂的接頭。實際上,,裂紋的總長度是70~80mm,。從葉片斷面觀察到與裂紋擴展方向垂直的疲勞步驟,這是金屬疲勞斷裂的基本宏觀特征,。用掃描電鏡觀察了斷裂表面,,清晰地觀察了疲勞階段形成的海灘圖。低滑系數(shù)鋼材的疲勞條紋越來越短,、越來越小,,葉輪的轉(zhuǎn)速越來越高,,因此很難觀察典型的疲勞條紋。但是,,刀片的斷裂面是直的,,斷裂面上有一個由疲勞弧形成的海灘圖案。
2,、依據(jù)本文的解析,,葉片形成裂痕因素匯總?cè)缦?
刀尖角的設(shè)計方案太窄,刀尖角的剛度由于制造偏差而低于設(shè)計值,。在各種載荷的綜合作用下,,葉片局部應力集中。通過對斷裂形態(tài)的分析,,證實了二次葉輪葉片裂紋是由脆性疲勞引起的,。
二、葉輪結(jié)構(gòu)改善
1,、葉片,、后蓋板厚度
老葉輪葉片設(shè)計厚度為5mm,新葉輪葉片設(shè)計厚度為7mm,,老葉輪背蓋板設(shè)計厚度為5mm,,新葉輪背蓋板設(shè)計厚度為8.6mm。由于葉片剛度和強度變大,,實測值高于設(shè)計值,,因此在理論上葉輪強度應高于設(shè)計值。
2,、葉片前緣總長度
為解決所述的問題,,新型二級葉輪將葉片前緣縮短到葉輪內(nèi)徑處,生根位置增加至前,、后蓋板兩處,,加工難度小,厚度尺寸控制精度高,??s短了葉片前緣的總長度,消除了尖角,,大大減輕了應力集中問題,。
3、葉片受力有限元分析
由于設(shè)計方案較短,,在正常運行,、小流量運行和超速運行下,老葉輪葉片進口角處的峰值應力超過了葉片材料的拉伸強度,。而設(shè)計方案優(yōu)化后的新型葉輪葉片局部峰值應力大大降低,,大為254MPa,,遠低于屈服強度設(shè)計方案值,解決了葉片尖角處抗拉強度不足的問題,,滿足設(shè)計方案要求,。
所以了解了以上耐腐蝕泵葉輪出現(xiàn)裂紋的原因之后,您是否茅塞頓開了呢,?關(guān)注本網(wǎng)站,,定期給您推送有關(guān)于耐腐蝕泵一類的相關(guān)知識。