高温风机叶轮蠕变,停机后盘车会感到刮蹭
高温下叶轮金属在离心力作用下缓慢伸长,直径留下永久变形。停机冷却后机壳缩回去,叶轮却不恢复,盘车就会感到周圈刮蹭。

蠕变留下永久伸长
金属在高温和持续应力下会缓慢产生塑性伸长,即使应力低于短时拉伸才屈服的限度。叶轮旋转时,离心力在轮盘、轮盖和叶片根部形成持续拉应力,烟气温度又高,伸长随运行时间积累,这就是蠕变。伸长的结果是叶轮直径变大、轮盖翘曲或轮毂孔径变大,而且这种变形在温度降下后大部分不会缩回去。它不是一次超速造成的突然拉长。
机壳在热态也会膨胀,运行时间隙可能仍然够用,擦壳不一定发生在满负荷的当时。停机以后机壳随着温度下降回到较小的尺寸,叶轮却保持蠕变后的尺寸和形状。冷态盘车时,叶轮外缘或轮盖碰到进风口、蜗壳,手感是周向的刮蹭,而不是某一个点的硬卡。刮蹭出现在完全冷却之后,说明变形已经固定在叶轮上,不是机壳还没冷透的暂时现象。
蠕变沿温度最高、应力最大的区域发展更快。靠近高温烟气入口的一侧叶片伸长更多时,刮蹭会偏重那一扇,盘车到某个角度手感更重,同时该区域叶片相对于温度较低一侧的叶片明显外张。整圈均匀刮蹭则说明直径整体变大。两种形态都来自不可恢复的伸长,差别在温度和应力是否沿圆周均匀。均匀外张和单侧外张都要按永久变形处理。
蠕变是时间过程。新叶轮在同样温度下盘车是自由的,运行很长一段时间、经历足够的高温之后才逐渐出现冷态刮蹭。它不是某一次进异物造成的突然变形。振动可以在间隙尚存时并不大,直到永久伸长吃掉间隙,停机盘车才暴露。用运行中振动不大来否定蠕变,会漏掉已经变大的叶轮。盘车手感比运行振动更早暴露这种变形。
冷却后仍刮,才是永久变形
快速停机时,机壳冷却比叶轮快,短时间内也可能发生临时擦碰。这是两者收缩不同步,叶轮金属并没有塑性伸长。完全冷却并且温度均匀之后再盘车,临时擦碰会消失,间隙恢复。蠕变造成的刮蹭在完全冷却后仍然存在,再把叶轮转过一个角度仍然刮。等待冷透再盘,是把临时热擦和永久变形分开的条件。没冷透就判断,容易把正常的冷却差当成蠕变。
轴承磨损下沉时,叶轮中心降低,刮蹭只发生在底部,上部间隙反而变大。把轴盘过一圈,发紧的感觉始终在下方壳体,不随叶轮上的某个标记转动。蠕变或轮盖翘曲的刮蹭跟着叶轮上的位置走,标记转到哪里,紧点可以跟着转到哪里。下方始终紧,是轴心下移。紧点随叶轮转动,是叶轮自身形状变了。两种刮蹭的修理对象完全不同。
异物进入造成的刮伤是局部深槽,发生时刻振动和声音突然变化,槽边有挤出的金属。蠕变没有突然时刻,痕迹是磨亮的带而不是一道撞痕,过程与高温运行时间相对应。停机后若能指出某一次振动阶跃,应先找异物和掉落的零件。没有阶跃、只有长期高温之后的冷态刮蹭,才指向蠕变。阶跃加撞痕,不要按材料蠕变去更换整只叶轮。
轮毂孔径因蠕变变大时,叶轮在轴上松动,除了外缘刮蹭,还会出现轴孔处的磨痕和振动相位不稳。外缘直径变大而轴孔仍然紧,则松动不是主因,问题在过流尺寸。拆开后同时查看外缘和轴孔,才能知道永久变形发生在边缘还是轮毂。只修外缘刮到的机壳,轴孔松动仍会让叶轮偏心,下一次还会擦上。边缘和轮毂要分开记录。
出口软连接或进口管道的推力把机壳顶变形,也会在冷态盘车时发刮,但叶轮尺寸没有变大。把管道载荷卸掉、机壳回弹后,刮蹭减轻。蠕变的叶轮吊出以后,外缘仍然大于进风口能够顺利套入的尺寸,与机壳是否受管道力无关。区分时把叶轮吊出单独查看外缘,不要只在机壳里盘车下结论。叶轮本身超尺寸,才是蠕变。机壳被顶变形,叶轮尺寸仍正常。
已经发生蠕变的叶轮,不能靠冷态把进风口向外撑开来长期凑合,因为蠕变还会随后续高温运行继续发展,间隙会再次消失。处理是更换或修复已经伸长的叶轮,并核对运行温度是否超过了叶轮材料能够长期承受的范围。温度不降下来,新叶轮会重复同样的伸长。盘车刮蹭是变形已经发生的证据,不是把间隙调大就能消除的临时故障。