风电用与钢结构用高强度紧固件的差异分解
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风电机组用高强度紧固件扭矩系数的实测分析赵少伟;王洪波;袁坚;卢晟;杨少华【期刊名称】《风能》【年(卷),期】2017(000)006【总页数】4页(P68-71)【作者】赵少伟;王洪波;袁坚;卢晟;杨少华【作者单位】中车株洲电力机车研究所有限公司;中车株洲电力机车研究所有限公司;中车株洲电力机车研究所有限公司;中车株洲电力机车研究所有限公司;中车株洲电力机车研究所有限公司【正文语种】中文高强度紧固件作为风电机组结构连接的关键部件,其连接的可靠性直接关系到风电机组的运行安全。
扭矩法作为高强度紧固件装配的关键工艺方法,其利用扭矩值与预紧力的线性关系,通过直接控制扭矩值来实现螺栓预紧,操作方法简单、应用广泛。
但是,由于紧固扭矩的90%左右被螺纹和支撑面的摩擦扭矩所消耗,因此,离散度大,拧紧系数一般在1.4-3之间。
其中,扭矩系数K是直接反映螺栓拧紧过程中的扭矩与轴力之间的系数,其离散度直接影响拧紧效果。
风电机组用高强度紧固件的扭矩系数评价标准是根据GB/T1231-2006《钢结构用高强度大六角螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》的要求,按批抽取8套,8套的平均扭矩系数及标准偏差符合规定范围。
按照国内使用MoS2情况,如果螺栓表面及垫圈的作用面上都均匀地涂上MoS2,扭矩系数的实测值范围一般在0.080-0.13,标准偏差≤0.010。
一般地,各主机厂的标准偏差值≤0.010,平均扭矩系数是根据不同的紧固工艺设定的。
但在施工过程中,扭矩系数K受到诸如紧固件表面涂层、润滑剂型号、涂抹方式、连接结构、紧固次数等不同施工工艺的影响,因此,为了精确控制扭矩系数及评价各影响因素,本文采用试验设计以模拟并试验测量不同施工工艺对扭矩系数的影响,为风电紧固件扭矩系数设定提供参考。
本文所述试验是采用CSZ-1500AS高强螺栓扭矩系数试验机,该机采取伺服电机驱动,精密行星传动,PC闭环控制,通过高精度力值、扭矩传感器和旋转编码器等测得螺栓轴力、扭矩以及转角,可自动采集、记录、处理试验数据,实时显示试验曲线。
预拉力设计值对抗滑移系数试验的影响吴澎;凌晨;花虎跃【摘要】After the sliding load has been tested by using different pretension value on anti-sliding coefficient test, the anti-sliding coefficient can be calculated. By tensile test of high strength bolt, the actual tensile strength will be tested. Then the pretension value will be calculated. It can be solved about the problems of using different standard values. To a certain extent, the best bolt material performance could be excavated and the anti sliding coefficient test pass rate would be improved.%采用不同的预拉力值进行抗滑移系数试验,在测得滑移载荷值后,进行了抗滑移系数的计算.通过数据比较可以得出:采用高强度螺栓材料本身的实际抗拉强度计算得出预拉力值,可以避免采用不同标准规定值导致预拉力各异的问题,并在一定程度上充分发掘了螺栓材料的最佳性能,从而提高了抗滑移系数试验的合格率.【期刊名称】《理化检验-物理分册》【年(卷),期】2013(049)003【总页数】4页(P171-173,176)【关键词】高强度螺栓;预拉力;抗滑移系数【作者】吴澎;凌晨;花虎跃【作者单位】南通市产品质量监督检验所,南通226011【正文语种】中文【中图分类】TH131大六角头高强度螺栓是钢结构中最常用的零件之一,已普遍应用于建筑钢结构工程中。
风电机组塔架高强紧固件技术质量标准1 目的为规范中国国电集团公司风力发电项目工程建设管理,统一风力发电机组塔架用高强度紧固件的通用技术要求、试验方法、检验规则及包装运输,结合风电场工程建设特点制定本标准。
2 范围本标准适用于中国国电集团公司全资和控股建设的新、扩建的风力发电项目。
参股项目可参照执行。
3 引用标准和文件3.1技术标准规范下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单或修订版均不适用于本标准。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
引用标准的原则:高强度紧固件材料牌号原设计为国外材料时,参照相应的原国外设计标准执行。
高强度紧固件牌号原设计为国内材料时,参照相应的原国内设计标准执行。
高强度紧固件材料牌号原设计为国外材料变更为国内材料时,参照相应的国内标准执行,但重要材料性能指标参照相应的原国外设计标准执行。
本标准中没有特别引用的标准可按下列标准执行:《紧固件机械性能螺栓螺钉和螺柱》GB/T 3098.1-2000《紧固件机械性能螺母粗牙螺纹》GB/T 3098.2-2000《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》GB/T 229-2007《钢结构用高强度大六角头螺栓》GB/T 1228-2006《钢结构用高强度大六角螺母》GB/T 1229-2006《钢结构用高强度垫圈》GB/T 1230-2006《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》GB/T 1231-2006《合金钢结构》GB/T 3077-1999《紧固件公差平垫圈》GB/T 3103.3-2000《承压设备无损检测》JB/T 4730-20053.2标准澄清本标准与相应的主机供应商提供的螺栓技术规范同时使用,且必须优先使用主机供应商的螺栓技术规范。
若主机供应商的螺栓技术规范无有关条款或规定不明确时,则使用本标准。
当本标准与其它相关规范不一致,或对本标准有疑问、冲突或者要求不能满足时,必须立即以书面文件通知项目公司,有关问题必须在生产开始之前向项目公司澄清。
106 风能 Wind Energy0 引言随着风力发电产业在国内的迅猛发展,风电用高强度螺栓逐渐显现出它的重要性。
近几年各地风电场出现不同程度的风电机组坠头甚至倒塌事故,造成了重大的财产损失,不仅对风电设备生产商、风电场业主造成影响,也更加影响到整个国产风电机组行业的质量信誉。
其中,由于螺栓预紧力不足,造成螺栓松动,机组运行振动过大,螺栓在长期高频振动下,剪切断裂,最终造成重大事故的比例较大。
究其原因,一是螺栓本身质量不过关,设计制造过程中出现问题;另外一个就是机组在安装及维护过程中螺栓预紧力不足,运行过程中螺栓松动造成的。
本文主要针对机械性能满足GB/T 3098.1的高强度螺栓的预紧力矩风电高强度螺栓扭矩系数选用的探讨张凌宝,赵鹏(锋电能源技术有限公司,北京 100080)摘 要:本文主要针对风电高强度螺栓扭矩系数的选用进行探讨,引用相关标准中的计算公式,比较各方法之间的不同之处,并根据图表解析扭矩系数与摩擦系数之间的关联,通过分析比较,针对现有经验提出缩小风电高强度螺栓扭矩系数范围,建议规范、完善相关标准。
关键词:高强度螺栓; 扭矩系数; 影响因素; 选用范围中图分类号:TK83 文献标识码:A 文章编号:1674-9219(2013)03-0106-06Discussion on Selection of the Torque Coeff i cient of High-strength Boltsin Wind PowerZhang Lingbao, Zhao Peng(Sharpower Technology Co., Ltd., Beijing 100080,China)Abstract: Th is paper mainly discussed on selection of the torque coeffi cient of high strength bolts in wind power , relevant formulas werereferenced and the diff erences in various methods were also compared. According to the analysis for the chart between torque coeffi cient and friction value ,this paper put forward that reducing the range of the torque coeffi cient of high strength bolts in wind power and proposed to improve relevant standards based on existing experience .Keywords : high-strength bolts; torque coeffi cient; infl uencing factor; selection range进行详细分析,对螺栓扭矩系数的选用进行探讨。
风电行业用高强紧固件的润滑与紧固李建军;陈艳【期刊名称】《机械工程师》【年(卷),期】2011(000)003【摘要】风力发电设备近几年发展迅速,风电设备具有高空应用、重量大、风载荷复杂、温差大等恶劣使用条件.要求设备采用的高强紧固件必须保证在各种复杂的环境、受力状态下各部件的可靠连接.文中探讨了风电行业高强螺栓的润滑与紧固技术,阐述了风电行业高强紧固件应用特点、润滑剂的选择、润滑剂的使用位置、轴向预紧力的获得、预紧力矩的计算等,提出了风电行业用高强螺栓的润滑与紧固的重要性及注意事项,为风电行业正确应用高强紧固件提供了参考价值.【总页数】2页(P128-129)【作者】李建军;陈艳【作者单位】广东明阳风电产业集团有限公司,广东,中山,528437;广东明阳风电产业集团有限公司,广东,中山,528437【正文语种】中文【中图分类】TH131.3;TH117.2【相关文献】1.金马腾飞为钢结构紧固添精品--访上海金马高强紧固件有限公司总经理王章友[J], 陈绍华;钱飞德2.高强度螺纹紧固件紧固扭矩的设计计算 [J], 张晶3.沈阳标准件研究所机械工业紧固件产品质量监督检测中心《紧固件技术》编辑部全体员工向全国紧固件行业的同仁们祝贺新年 [J],4.天高云淡山海间坚守高速公路紧固件三十年——访河北天云山高强度紧固件公司董事长李竹云 [J], 王宇(本刊记者)[1];刘飞(本刊记者)[1]5.超高强度与普通高强度紧固件钢的组织和性能比较 [J], Carin Emmy Ingrid Christersdotter OHLUND;Mladena LUKOVIC;Jonathan WEIDOW;Mattias THUVANDER;Sven Erik OFFERMAN;高长益;刘立德;张东升;叶雅妮因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
风能发电机组结构件的失效分析与预防(待续)第1讲螺栓的失效分析与预防WANG Rong【摘要】对风能发电机组的结构进行了简单介绍,对其上经常失效的结构件以及其材料、热处理工艺和失效形式进行了归纳.选取了机组上应用数量较多、作用比较重要的高强度螺栓作为该讲的主要内容,对螺栓在机组上的应用特点、失效特点、结构特点、受力特点及其失效原因进行了较为详细的论述.结合多年的失效分析经验,采用实际案例的方式,重点介绍了机组上螺栓最常出现的两种失效形式——疲劳断裂和氢脆型断裂,并对这两种失效产生的根本原因进行了剖析,最后提出了避免机组上螺栓失效的预防措施.【期刊名称】《理化检验-物理分册》【年(卷),期】2019(055)006【总页数】10页(P371-380)【关键词】风能发电机组;结构件;高强度螺栓;失效分析;疲劳断裂;氢脆断裂【作者】WANG Rong【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】TM614;TG115风能发电机组(以下简称为风电机组或机组,WTGS)的结构如图1所示,经常失效的结构件主要分布于“轮毂”总成、“齿轮箱”总成和“偏航系统”总成3个区域,另塔筒内法兰上的连接螺栓也有较多的失效事故发生。
笔者主要对风能发电机组上失效概率最高的3种构件,即螺栓(第1讲)、齿轮(第2讲)和轴承(第3讲)的失效模式、失效原因以及相应的预防措施进行了概述。
1 风能发电机组概述1.1 机组上经常失效的结构件图1 风能发电机组结构示意图Fig.1 Schematic diagram of structure of the WTGS风能发电机组上常见的失效件有:齿圈、齿轴、齿轮、销轴、轴承、高强度螺栓等。
1.2 失效件受力特点(1) 无风时,机组的叶片停止不动,相当于一个悬臂梁结构。
但由于叶片的质量较大(一般MW级别的机组叶片长度达50多米,重量在20 t以上。
目前世界上风电机组上最长的叶片是丹麦Vestas的V164-7MW风机,叶轮直径长164 m,单个叶片长80 m),轮毂及其连接部分的螺栓、相互配合的齿轮及轴承等都将承受较大的静载荷。
风力设备用高强度紧固件技术要求一、适用范围和特点:1、风能发电机是无能耗的绿色工业,今几年国内、国际上都在开发、发展很快。
由于风能工作环境和工作特点的特殊要求,对钢结构螺栓有一定的要求。
2、钢结构螺栓受动载风荷力的影响,紧固件同时受拉、弯、压的复合应力。
3、高强度紧固件的工作原理是紧固螺栓产生轴力,压紧连接件法兰面,使其产生摩擦力来紧固法兰连接件,所以要求装配的一组紧固件的轴力平均,这样受力才均匀。
4、为确保紧固件的安全性、可靠性,要求紧固轴力在一定的允许范之内(控制最大值)。
同时由于风能是露天使用,对螺栓表面要进行防腐处理,所以不允许有氢脆。
尤其是高强度螺栓是中碳合金钢、热处理硬度高,更要防止氢脆的风险。
5、本文规定了风能紧固件的技术要求、检验规则、标志、包装、运输上的要求。
二、标准和引用德国DIN、欧共体EN、中国国家标准GB。
DIN 6914DIN 6915DIN 6916ISO 898.1ISO 898.2ISO 8992GB 1228GB 1229GB 1231EN 14399.1~.6ISO 6157.2~.3ISO 10684三、技术要求1材料螺栓10.9S 、德制的10.9HV螺母10H级、材料42GrMoA符合GB3077-1999、GB1231的符录A的要求。
垫片45钢符合GB699-19992、尺寸2.1、重型六角螺栓GB1228 、DIN6914、EN14399/3~42.2、重型六角螺母GB1229 、DIN6915、EN14399/3~42.3、垫片国家标准GB1230、DIN6916、EN14399/5~6四、机械性能要求适用于-50℃~+300℃条件下规定的螺栓、螺母、垫片的机械性能。
要符合GB3098.1~.2、ISO898.1、EN 14399.的要求.1、螺栓机械性能螺钉、螺柱机械性能2、螺母机械性能自锁螺母垫片3、出中产品执行DIN6916和EN14399.5~.6标准。
风电用高强度螺栓常见断裂原因分析吉昌兵【摘要】为减少风场常用高强度螺栓产生断裂失效,通过金相检验、拉伸性能检测、硬度测定、扫描电镜断口检测等手段,对几种常见的失效原因进行分析,总结出风电用高强度螺栓断裂的常见原因有:螺栓机械性能不合格、螺栓机械加工质量不符合要求、热处理制度不合理、加工工序不合理、原材料存在碳偏析、装配扭矩过大、表面脱碳等.【期刊名称】《东方汽轮机》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】6页(P60-64,74)【关键词】螺栓;机械性能;机械加工;扭矩;脱碳【作者】吉昌兵【作者单位】东方汽轮机有限公司,四川德阳,618000【正文语种】中文【中图分类】TG1560 引言高强度螺栓在风力发电机上的应用十分广泛。
叶片、塔筒、齿轮箱、控制系统等关键部件的联接和锁紧均采用高强度螺栓,因此,保证这些联接紧固件的正常运行,是风力发电机系统正常运行的重要条件。
本文利用现代检测手段对上述部位断裂的高强度螺栓进行了综合检测,通过对断裂原因的分析讨论,总结出风电用高强度螺栓断裂的常见原因有:螺栓机械性能不合格、螺栓机械加工质量不符合要求、热处理制度不合理、加工工序不合理、原材料存在碳偏析、装配扭矩过大、表面脱碳等,为关键部位联接螺栓的设计、加工和安装提供了合理的依据。
1 机械加工质量引起螺栓断裂(风电叶片联接螺栓)1.1 样品性能测试及断口分析所选螺栓样品材质为42CrMoA,强度等级为10.9级的风电叶片联接螺栓。
从图1所示的宏观图片及图2的断口分析图片看,断口为典型的疲劳断口,断口无缩颈。
通过对断裂螺栓进行失效分析,认为螺栓表面加工质量差,刀痕明显,螺纹根部留下的刀痕是螺栓断裂的主要原因。
图1 断口宏观照片表1 主要化学成分分析wt%从表1可以看出,除C含量较标准值稍微偏低外,其他化学成分含量均在标准范围内,不影响螺栓性能。
表2 力学性能测试从表2可以看出,样品各项力学性能均优于标准值。
风力发电机组高强度螺栓紧固力矩分析摘要:通过分析风力发电机组装配工艺中高强螺栓预紧力和扭矩的关系,从而反算出高强螺栓在实际施工中所需的拧紧力矩以及拧紧力矩的控制方法。
关键词:高强度螺栓摩擦预紧力紧固力矩引言在风力发电机组的装配过程中,构件之间用高强度螺栓连接是使用得最多的连接方式,因其具有结构简单、装拆方便以及在动力荷载作用下不致松动等特点,因此在装配工艺上应用非常广泛。
但是,如果装配不当、紧固力矩控制不好,就容易造成螺栓连接松动、滑丝、断裂失效等情况,影响机组的正常运行,有时甚至造成严重后果。
当螺纹连接副尚未具备保证连接可靠的摩擦力矩时,其自锁能力较差,在机组运行过程中受到振动、冲击等变载荷作用下,螺栓就会松动。
因此,如何保证螺栓连接时的可靠性,一直是风电机组装配工作所关注的问题。
我们知道,螺纹连接副的摩擦力矩是在对螺栓施加拧紧力矩,使螺纹副产生预紧力而获得的。
因此要确保连接可靠,则必须保证对螺栓施加合适的拧紧力矩,进而在螺纹副中产生合适的预紧力,使自锁能力达到最佳状态。
在风力发电机组的装配工艺上,关键部位和承载部位均使用的是高强度螺栓,因此控制高强度螺栓的拧紧力矩是防止螺栓松动的关键之一。
1、高强度螺栓的选用由于风力发电机组在运行过程中,构件之间受到很大的振动、冲击等变载荷作用,构件间的夹紧力是依靠对螺栓施加预紧力来实现的,所以螺栓必须采用高强度钢制造,这也是风电机组选用高强度螺栓连接的原因。
而高强螺栓除了其材料强度很高之外,在施加拧紧力矩后,螺栓产生巨大而又受控制的预拉力,而这个预拉力通过螺帽和垫片,对被连接件也产生了同样大小的预压力。
在预压力作用下,沿被连接件表面就会产生较大的摩擦力,只要轴力小于此摩擦力,构件就不会滑移,连接就不会受到破坏。
一般情况下,风力发电机组上使用的高强螺栓为10.9级居多。
2、高强度螺栓连接的工作性能根据螺栓受力特点,高强度螺栓连接分为摩擦型连接和承压型连接两种,两者的本质区别是极限状态不同。
钢结构用超国标范围高强度螺栓技术要求分析[摘要]针对目前建筑钢结构用超出国家标准要求的高强度螺栓连接副在检测及施工安装过程中缺少技术要求参数的情况,本文结合国家现行相关标准以及工程个案的设计要求,对超标准螺栓的检测和施工安装各技术要求进行理论推算及分析,以满足超标螺栓使用及验收过程中各方面的需要。
[关键词]超标准,建筑钢结构,高强度螺栓连接副,技术要求Analysis of Super-GB High-strength bolt’s Technical Requirements in Steel Structure FieldShuangLing Yang1 Jun Li2(1.Zhejiang Jinggong Preiss-Daimler Steel Building Co.,Ltd. Zhejiang:3120302.Shandong Yijie Hongfeng Steel Structure Co.,Ltd. Shandong:262737)[Abstract] In view of lacking of super-GB high-strength bolt’s technical parameters during testing and installation in steel structure field, this paper, on the basis of current national standard and design requirements of several engineering cases, theoretically calculates and analyzes the super-standardbolt’s technical requirements during testing, construction and installation, in order to satisfy the needs in the process of super-standard bolt’s application and acceptance.[KeyWords] super-standard, construction steel structure, high strength bolt, technical requirements.前言随着建筑钢结构的迅猛发展,高强度螺栓连接副在建筑钢结构中的应用越来越广泛,对高强度螺栓连接副的技术要求也越来越高,涉及到的超国家标准规范要求的高强度螺栓也越来越多。
风力发电机组中的高强螺栓计算及注意事项宁文钢;朱少辉【摘要】风力发电机组中,重要的连接处均用高强螺栓连接,对高强螺栓的受力分析及使用性能应做充分的了解.根据螺栓受力变形图,推导出一套计算及校核风力发电机组连接螺栓强度的实用方法,并对高强螺栓在工程应用中的注意事项作了简要陈述.【期刊名称】《机械管理开发》【年(卷),期】2012(000)002【总页数】2页(P93-94)【关键词】风力发电机组;高强螺栓;计算方法;注意事项【作者】宁文钢;朱少辉【作者单位】太原重工股份有限公司技术中心,山西太原030024;太原重工股份有限公司技术中心,山西太原030024【正文语种】中文【中图分类】TH131.30 引言风力发电机组竖立在数十米至上百米高,工作环境恶劣、受力复杂,其中叶片与轮毂的连接、主传动链的连接、整机与塔筒的连接、塔筒每节之间的连接都是采用高强螺栓连接,并用液压力矩扳手施加一定的预紧力,以增强连接的紧密性和可靠性。
通常情况下,螺栓受到的预紧力是螺栓受到实际外力的几倍至十几倍,过紧或过松,都起不到预紧效果,因此,对预紧力的选择要做详细的计算。
预紧力是通过拧紧力矩产生的,有些资料显示,预紧力作用下产生的预紧应力不得超过其材料屈服极限(σs)的80%[1]。
实际计算中预紧力 F0=(0.5-0.7)σsAs.式中:σs为螺栓材料的屈服极限;As为螺栓危险截面的面积;系数0.5~0.7,虽然只差0.2,但是对算出的预紧力影响很大。
本文将对风电机组高强螺栓的预紧力进行探讨研究,希在现实使用中起到相应指导作用。
1 对螺栓连接受力的理论分析图1 螺栓受力变形图见图1,当螺栓受到预紧力F0时,伸长量为λb,连接件的压缩量为λm;当螺栓和连接件再受到交变风载作用时,螺栓受的拉力由F0增至为F2,增加力为ΔF,增加伸长Δλ,被压缩的连接件,因螺栓的伸长而被放松,其压缩量随着减小,减小量应等于Δλ。
连接件的压缩力由F0减至F1;螺栓的总拉力F2等于残余预紧力F1与工作拉力F之和,即:已知:Cb/(Cb+Cm)=0.2,Cm/(Cb+Cm)=1-Cb/(Cb+Cm)=0.8,另有F1=μF,μ的取值根据螺栓的联接要求定,工作载荷不稳定时,μ=(0.6-1),风电用高强螺栓属于工作载荷不稳定状态,即F1=0.8F,得到:2 螺栓校核计算校核所选螺栓的最小直径是否满足要求,可按下式:风电塔筒连接的高强螺栓,大都为10.9级,σs=900,[σ]=σsS,其中,S为安全系数,通常在变载荷控制预紧力的情况下,取S=1.2.[σ]=σsS=900 1.2=750 MPa.又因F2=F0+ΔF=1.8F,所以:设计人员在知道外力载荷的情况下,按式(7)初步选取螺栓直径,但实际上螺栓截面受到最大的拉应力却为拧预紧力,实际校核中F0应由公式F0=(0.5-0.7)σsAs取值。
风电高强度紧固件质量监督管理分析摘要:现代工业的快速发展得益于生产技术的提升,对风电高强度紧固件质量的保证,有利于稳固工业生产的基础。
相关技术人员通过对风力发电机组的叶片、风机与塔筒高强度螺栓断裂的原因进行调查分析,可以准确地查找出该机组中螺栓在早期失效的焦点问题,并从紧固件质量监督管理的角度出发,制定相应的方法来控制机组各零件的质量。
本文从高强度螺栓失效的原因进行分析,对风电机组的紧固件质量监督管理做出深入探究。
关键词:风电机组;高强度;紧固件;质量监督;管理实践风电场一般建设在风力资源比较丰富的地区,所以相关机组的运行环境是比较恶劣的,会在一定程度上影响风电设备的运行状态。
尤其是海上区域的风电机组运行环境,要比陆地上更加恶劣,通常会经受着外在条件的腐蚀,而高强度螺栓作为各部件连接使用的紧固件,影响着风电机组的安全运行状况,尤其是塔筒、主轴与轮毂之间的连接,这些部分的螺栓质量最为关键,其受力因素也是最佳复杂的,会直接影响着风电机组运行的安全与寿命。
可见,做好紧固件安全设计与质量监督是非常重要的。
一、风电高强度紧固件失效的原因(一)塔筒高强度螺栓断裂的原因以头杆结合部位的断裂为例,螺栓本身未出现明显的缩颈现象的,周围断口处的边缘深入锌液,这属于脆性断裂的情况,中间部分则属于韧性断裂。
从这类情况的断裂状态来看,应从失效螺栓的机械性能与PT头部探伤等角度分析其原因。
在PT头部探伤中发现并无明显的裂缝,是符合技术要求的;化学成分的分析中,技术人员从断裂螺栓中进行取样,符合相关规定中的42CrMoA的标准;力学性能实验中,实测发现符合国家关于风电高强度固件的性能要求;金相检测与维氏硬度分析中,在光学显微镜下发现螺栓的组织为正常的调质状态,硬度值比较均匀,回火索氏体的占比要远远高于90%的标准,说明该构件的热处理工艺是比较稳定的。
由于裂纹在热镀锌之前就已经存在,所以技术人员可以排除“氢脆”的可能性,其断裂的原因主要是螺栓在红打调试模具阶段就已经产生缺陷,而热处理淬火时才产生微裂纹,那么在安装以后就会随着运行时间的延长而发生断裂的情况。
关键词:风电;钢结构;紧固件;标准;差别近年来,我国风电行业尤其是大容量的兆瓦级别大型风力发电机组得到快速发展,风电设备用的高强度紧固件由于长期野外服役,环境恶劣,维修条件差,所以要求风机稳定性强。
正常连续工作情况下,风电设备紧固件要求必须保证10a以上的使用寿命。
风电用高强度紧固件的制造工艺,从技术的角度涉及多学科,从生产的角度涉及各道工序,从管理的角度涉及多部门、多环节,从措施的角度涉及生产成本。
笔者在研发“风电用高强度紧固件”时,比较了其与“钢结构高强度紧固件”之间存在的差异,以促进风电用高强度紧固件的发展。
1采用标准的差异9个[10-18]22.1引用,抗拉强度≥A K通过测量之一。
2.22.2.1栓、JB/T4730.4—20052.2.2钢结构用高强度螺栓、螺母、垫圈的其他尺寸及形位公差应符合GB/T3103.1—2002[24]和GB/T3103.3—2000[25]的C级规定;而风电用紧固件引用上述2个标准的B级规定。
由于风电用高强度紧固件通常采用达克罗表面处理,故还需满足GB/T5267.2—2002[26]的相关要求。
3材料选用的差异3.1材料选用的区别目前,一般情况下钢结构螺栓材料的选用为:小于等于M24的产品,材料选用20MnTiB钢;M27、M30的螺栓选用35VB钢。
而风电用高强度螺栓的材料一般都选用42CrMo、B7、40CrNiMo钢,少量产品也允许使用20MnTiB、30CrMnSi、35VB钢。
一般情况下钢结构螺母选用45、35钢;而风电用螺母除使用上述材料外,有些产品指定用35CrMo 钢。
一般情况下钢结构和风电用垫圈材料均为45钢。
3.2钢材牌号的差异20MnTiB、35VB、45、35钢是文献[1]、[2]推荐的钢材牌号;而35CrMo、42CrMo、40CrNiMo、30CrMnSi是GB/T3077—1999《合金结构钢》中的牌号,B7钢则是美国《ASTM技术规范高低温、高压用栓接材料紧固件》标准中的牌号,值得注意的是我国多年来自主开发且使用较成熟的35VB钢却一直没有列入国家材料标准。
______________________________________________________________________________________1主题内容与适用范围本标准规定了钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈及连接副的技术要求、试验方法、检验规则、标记及包装。
本标准适用于铁路和公路桥梁、锅炉钢结构、工业厂房、高层民用建筑、塔桅结构、起重机械及其他钢结构摩擦型高强度螺栓连接。
2 引用标准GB 3077 合金结构钢技术条件GB 699 优质碳素结构钢钢号和一般技术条件GB 3098.1 紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱GB 3098.2 紧固件机械性能螺母GB 196 普通螺纹基本尺寸(直径l~600 ram)GB 197 普通螺纹公差与配合(直径1~355 mm)GB 2 紧固件外螺纹零件的末端GB 3103.1 紧固件公差螺栓、螺钉和螺母GB 3103.3 紧固件公差平垫圈GB 5779.1 紧固件表面缺陷螺栓、螺钉和螺柱一般要求GB 5779.2 紧固件表面缺陷螺母一般要求GB 228 金属拉伸试验法GB 229 金属夏比(u型缺E1)冲击试验方法GB 230 金属洛氏硬度试验方法GB 4340 金属维氏硬度试验方法GB 1237 紧固件的标记方法GB 90 紧固件验收检查、标志与包装GB/T 1228 钢结构用高强度大六角头螺栓GB/T 1229 钢结构用高强度大六角螺母GB/T 1230 钢结构用高强度垫圈3 技术要求3.1 性能等级、材料及使用配合__________________________________________________________________________________________ 国家技术监督局]991-04-22批准 1992-01-01实施13.1.1 螺栓、螺母、垫圈的性能等级和推荐材料按表1的规定。