離心泵多用于油田、冶金、化工等行業(yè)，葉輪是其主要*件，葉輪的安*可*性是需要非常高的要求。因此，對離心泵葉輪的疲勞壽命、尺寸穩(wěn)定性、腐蝕開裂等方面的研究成為了*點。

殘余應力是葉輪使用壽命的主要影響因素之一，本文通過對新、舊葉輪殘余應力的大小、分布情況和變化，從而對新葉輪加工過程控制、可*性的提高能夠起到指導作用。

葉輪殘余應力在一定范圍內呈離散分布，其穩(wěn)定性不好，故殘余應力的研究和測量具有難度。本次試驗采用盲孔法測試殘余應力，這是目前國際上應用*廣泛的方法。參照標準ASME E837-99、CB 3395-92殘余應力測試方法鉆孔應變釋放法。

盲孔法測試殘余應力原理

盲孔法的測試原理：假定各向同性的材料本身具有殘余應力，且在某一區(qū)域存在的殘余應力是均勻分布的，然后在此區(qū)域鉆一個孔，材料的連續(xù)性被破壞，孔周圍的徑向應力變?yōu)?/span>0，從而引起孔附近區(qū)域應力場的重新分布。具體過程如下：在具有二維應力狀態(tài)的無限平板上粘貼電阻應變片，分別在0°、45°、90°三個方向的釋放應變ε1、ε2、ε3，計算出工件的殘余應力。

試驗檢測設備及測試點分布

JH-30殘余應力測試儀，JH應變片，靈敏度系數為2.08±0.5%，阻值為120±0.5Ω。

根據葉輪損壞的位置和盲孔法測量的局限性，*終確定在葉輪的前后蓋板同一半徑（距離口環(huán)15~20mm圓周上）處進行檢測。

結果分析

葉輪殘余應力的分布如表所示，鑄鋼材料葉輪的殘余應力主要集中在200MPa以下，所占比例約為65%。所測新葉輪檢測點的結果大多小于100MPa，而舊葉輪檢測點主要分布在100~200MPa范圍內。

葉輪殘余應力算術平均值μ的分布如表2所示，結果表明：4號葉輪的殘余應力平均值*高。

結合以上兩個表分析發(fā)現：不是所有新葉輪的殘余應力均高于或低于舊葉輪，但是舊葉輪中殘余應力值集中分布的數值（100~200MPa）高于新葉輪（<100MPa）。此外，以300MPa<μ<400MPa為例，其中舊葉輪有1個，新葉輪為0個，此范圍內舊葉輪數量比新葉輪多。這與葉輪殘余應力產生機理相關，舊葉輪比新葉輪多了拆裝和平衡試驗時對葉輪蓋板表面的打磨過程，以及泵運行時設備振動、工作介質沖刷葉輪表面時產生的殘余應力或是殘余應力的松弛。

總結

新舊葉輪的殘余應力均有高有低，沒有明顯的規(guī)律可循，但是統(tǒng)計后發(fā)現舊葉輪中殘余應力值（算術平均值）較高的葉輪數量比新葉輪多，新葉輪殘余應力值集中分布在<100MPa范圍內，舊葉輪集中分布在100~200MPa范圍內。

葉輪殘余應力測試與分析對新葉輪加工過程控制、可*性的提高能夠起到指導作用，為舊葉輪的再制造提供支持。