风电用高强度螺栓紧固件防腐建议技术标准

机械与动力工程河南科技Henan Science and Technology总第803期第9期2023年5月收稿日期：2022-11-11基金项目：甘肃省市场监督管理局科技计划（SSCJG-TS-202108）。

作者简介：马晓飞（1991—），女，硕士，中级工程师，研究方向：金属材料失效分析、风电机组检测。

风电机组用高强度螺栓连接质量管理马晓飞（甘肃省特种设备检验检测研究院，甘肃兰州730050）摘要：【目的】提高高强度螺栓连接风电机组的安全性、可靠性。

【方法】从高强度螺栓连接副出发，对高强度螺栓生产制造、进场验收、运输与储存、安装施工及施工质量验收等方面加强管理，提出螺栓从生产制造到施工验收过程的质量管理要求。

【结果】出厂时对螺栓表面缺陷进行检验，达不到标准的要拒收；进场时对螺栓扭矩系数、机械性能、螺母保证载荷等参数进行抽样复检，确保螺栓符合要求；施工完毕后，对每一个螺栓连接副是否进行初紧与终紧进行检查，确保连接质量达标。

【结论】对螺栓连接副制造、运输储存、进场验收、安装施工及施工质量验收等方面加强管理，提高螺栓质量，降低风机事故率。

关键词：高强度螺栓；风电机组；质量管理中图分类号：TH131.3文献标志码：A文章编号：1003-5168（2023）09-0044-05DOI ：10.19968/ki.hnkj.1003-5168.2023.09.010Quality Management of High-Strength Bolt Connectionfor Wind TurbineMA Xiaofei(Gansu Province Special Equipment Inspection and Testing Institute,Lanzhou 730050,China)Abstract:[Purposes ]To improve the safety and reliability of high-strength bolt connection for wind tur⁃bine generators.[Methods ]Starting with high-strength bolt connection pairs,the quality management re⁃quirements for the bolt rectification process are introduced from the aspects of high-strength bolt produc⁃tion and manufacturing,mobilization acceptance,transportation and storage,installation construction,and construction quality acceptance.[Findings ]Quality acceptance should be strengthened,and bolt surface defects should be inspected before leaving the factory.If they fail to meet the standards,they should be rejected;When accepting conducts,sampling and re-inspection on parameters such as bolt torque coefficient,mechanical performance,and guaranteed load of nuts are necessary to ensure that the bolts meet the requirements;After the completion of bolt construction,check whether each bolt connec⁃tion pair has undergone initial and final tightening to ensure that the connection quality meets the stan⁃dard.[Conclusions ]It is recommended to strengthen management from the aspects of bolt connection pair manufacturing,transportation and storage,site acceptance,installation and construction quality ac⁃ceptance,comprehensively improve bolt quality in various aspects,and reduce the accident rate of windturbines.Keywords:high strength bolt;wind turbine unit;quality assurance0引言高强度螺栓是一种用于连接风力发电机结构部件的重要零件，具有施工简便、可拆卸更换、连接刚度高、受力性能好、抗疲劳、耐震的优点。

防腐高强度六角全螺纹螺栓1范围本文件规定了防腐高强度六角全螺纹螺栓的型式尺寸、技术条件、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存。

本文件适用于防腐高强度六角全螺纹螺栓（以下简称螺栓）。

2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。

其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T2紧固件外螺纹零件末端GB/T90.2紧固件标志与包装GB/T3098.1紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱(GB/T3098.1—2010,ISO898-1:2009,MOD) GB/T3098.23M42～M72螺栓、螺钉和螺柱GB/T3103.1紧固件公差螺栓、螺钉和螺母(GB/T3103.1—2002,idt ISO4759-1:2000)GB/T5267.1紧固件电镀层(GB/T5267.1—2002,ISO4042:1999,IDT)GB/T5276紧固件螺栓、螺钉、螺柱及螺母尺寸代号和标注(GB/T5276—2015,ISO225:2010, MOD)GB/T5780六角头螺栓C级(GB/T5780—2016,ISO4016:2011,MOD)GB/T9145普通螺纹中等精度、优选系列的极限尺寸(GB/T9145—2003,ISO965-2:1998,MOD) GB/T10125人造气氛腐蚀试验盐雾试验3术语和定义本文件没有需要界定的术语和定义。

4尺寸螺栓的型式尺寸见图1和GB/T5780。

尺寸代号和标注符合GB/T5276。

aβ=15°～30°。

b无特殊要求的末端。

c不完整螺纹的长度u≤2P。

d允许的垫圈面型式。

e的仲裁基准。

f≈螺纹中径。

g允许的形状。

图15技术要求5.1材料采用碳钢或合金钢材制。

铅含量添加量不超过0.0025%。

5.2几何特征5.2.1螺纹应符合GB/T9145的要求。

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。

高强螺栓防腐要求标准
高强螺栓防腐要求标准主要包括以下几个方面：
1.材料要求：高强螺栓防腐材料应该具有耐腐蚀、耐高温、抗拉强度高等特点，能够满足使用要求。

2.表面处理要求：高强螺栓表面应该进行除锈、清洗等表面处理，确保表面干净、光滑，以便防腐材料能够充分附着在表面上。

3.防腐工艺要求：高强螺栓防腐工艺应该符合相关标准和规范，确保防腐材料能够充分覆盖高强螺栓表面，形成均匀、致密的保护层。

4.检测要求：高强螺栓防腐后应该进行检测，确保防腐层的质量符合标准要求，能够有效地保护高强螺栓。

5.维护要求：高强螺栓防腐后需要进行定期维护，确保防腐层的完好无损，延长高强螺栓的使用寿命。

总之，高强螺栓防腐要求标准主要是针对防腐材料、表面处理、防腐工艺、检测和维护等方面进行规范和要求，以确保高强螺栓能够在恶劣环境下长期稳定使用。

在实际应用中，应该根据实际情况进行选择，并严格按照相关标准进行防腐处理。

932024年1月上 第01期 总第421期工艺设计改造及检测检修China Science & Technology Overview0引言风力发电机组是由相关部件通过一定的连接方式组成一台整机，其中螺纹连接副是连接这些主要零部件的重要方式之一，如桨叶与轮毂、机舱与塔架、塔架与基础等。

因此，螺纹连接副是否可靠直接关系到风力发电机组的安全性能。

本文以螺纹连接副安装、维护以及验收检查要求为依据，对风电机组中螺纹连接副的工艺技术进行分析。

1螺纹连接副安装技术要求（1）常见的螺纹连接副形式分为A 型-螺栓连接副、B 型-螺柱连接副、C 型-螺栓（钉）连接副，具体如图1所示。

（2）对于扭矩法紧固的螺栓，在紧固后螺栓螺纹需外露2～3螺距，其中允许最多有10%的螺栓螺纹外露1螺距或4螺距。

沉头螺钉紧固后，沉头不得高出沉孔端面。

对于拉伸法紧固的螺栓，在紧固后伸出螺母长度最低为螺栓公称直径的1倍。

（3）螺纹连接副安装使用原则。

同一部件螺纹连接采用同一厂家的紧固件，并按照先到先用、逐批次使用原则。

在批次过渡阶段，同一零部件安装面最多允许安装两个批次紧固件。

（4）螺纹连接副必须在安装完成后24小时内按照工艺文件中的预紧力矩或超拉预紧力完成紧固。

对于涂抹螺纹锁固胶的连接副，应在螺纹锁固胶固化前完成紧固。

螺母垫圈螺栓AB螺柱螺母垫圈螺栓垫圈C图1 螺纹连接副形式收稿日期：2023-06-13作者简介：李红峰（1988—），男，湖北武穴人，硕士研究生，工程师，研究方向：风力发电机组工艺设计。

风力发电机组螺纹连接副安装与维护工艺技术李红峰 沈青青 沈力兴 庄剑余 王益庆（浙江运达风电股份有限公司，浙江省风力发电技术重点实验室，浙江杭州 310000）摘 要：螺纹连接副在风力发电机组上应用广泛，不同规格的螺纹连接副安装要求各异，如螺纹规格M30以上的高强螺栓，安装前需要涂抹抗咬合润滑剂，防止螺栓拆装时咬合；螺纹规格M12以下的普通螺栓，安装前需要涂抹螺纹锁固胶，防止螺栓松动。

风机锚栓防腐安全规范
风机锚栓防腐安全规范是一套针对风机安装设计和操作的专用
安全规范，旨在确保风机的安全运行和识别可能的安全隐患，
从而有效防止意外发生。

首先，在风机安装时，风机应当严格按照认可的锚栓安装规范
来安装，在安装时应严格落实所有的安装工作要求，特别是对
于紧固件的安装重点要加强。

另外，应当严格按照安装说明书
步骤来安装，确保所有紧固件安装认可，从而确保安装安全。

其次，在风机使用过程中，应当以安全为前提，严格执行相关
安全规范，不得违反规定，保持风机及其附件清洁整齐。

此外，要经常检查风机的紧固件是否松动，一旦发现不当安装或紧固
件松动，则应立即停止使用，防止发生意外。

同时，应当加强对锚栓防腐安全规范学习和掌握，以确保在工
程施工中始终保持安全规范，做到安全第一。

在风机运行过程中，应当定期检查和维护各部件，确保风机正常运行，并严格
安装任何附加装置，从而确保使用安全可靠。

总之，风机安装和使用过程中，必须严格按照锚栓防腐安全规
范的要求来操作，确保风机正常运行，有效防止意外发生，保
障使用者的安全。

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。

风电螺栓检测标准
1. 目的
本标准规定了风电螺栓的检测方法、检测工具和检测频率，以确保风电设备的安全可靠。

2. 适用范围
本标准适用于所有类型的风电螺栓，包括预装螺栓、高强度螺栓、特殊材料螺栓等。

3. 检测项目
3.1 外观检测
风电螺栓的外观应无裂纹、变形、锈蚀和其他损伤。

螺栓的螺纹部分应完好无损，无磨损、划痕和毛刺。

3.2 尺寸检测
风电螺栓的尺寸应符合设计要求，包括长度、直径和螺纹规格。

使用卡尺、塞尺等测量工具进行测量。

3.3 力学性能检测
通过拉伸试验、硬度试验等方法，检测风电螺栓的力学性能是否符合设计要求。

3.4 防腐性能检测
对风电螺栓进行防腐处理，包括镀锌、涂层等。

检测防腐性能是否符合要求，以保证螺栓的使用寿命。

3.5 安装扭矩检测
在安装过程中，使用扭矩扳手等工具，按照规定的扭矩值安装风电螺栓。

检测安装扭矩是否符合要求，以保证螺栓的紧固程度。

4. 检测频率
4.1 外观检测：每批次抽样检测2%。

4.2 尺寸检测：每批次抽样检测2%。

4.3 力学性能检测：每批次抽样检测1%。

4.4 防腐性能检测：每批次抽样检测1%。

4.5 安装扭矩检测：每个螺栓检测一次。

高强螺栓检验方法一、高强螺栓的安装要求：1、高强度螺栓连接副组装时，螺母带圆台面的一侧应朝向垫圈有倒角的一侧。

对于大六角头高强度螺栓连接副组装时，螺栓头下垫圈有倒角的一侧应朝向螺栓头。

2、安装高强度螺栓时，严禁强行穿入螺栓（如用锤敲打）。

如不能自由传入时，该孔应用丝锥修整，修整后孔的最大直径应小于1.2倍的螺栓直径。

修孔时，为了防止铁屑落入其中，铰孔前应将四周螺栓全部拧紧，是去密贴后再进行。

严禁气割扩孔。

3、安装高强度螺栓时，构件的摩擦面应保持干燥，不得在雨中作业。

4、高强度螺栓拧紧时，只准在螺母上施加扭矩。

只有在空间有限制时允许拧螺栓。

5、高强度螺栓的拧紧分为初拧、复拧、终拧。

初拧扭矩为施工扭矩的50%，用快速扳手对称地进行第一次螺栓紧固。

复拧扭矩等于初拧扭矩，用液压扳手按照对称星状的顺序紧固塔筒连接螺栓。

为防止遗漏，对初拧、复拧、终拧后的高强螺栓，应使用颜色在螺帽上涂上标记。

对检查后，高强度螺栓再用另一种颜色在螺帽上涂上标记。

6、高强度螺栓在初拧、复拧、终拧时，连接处的螺栓应按一定顺序施拧，一般应由螺栓群中央顺序向外拧紧。

7、高强度螺栓的初拧、复拧、终拧应在同一天完成。

不可在第二天以后才完成终拧。

下图为螺栓拧紧示意图：二、高强度螺栓检验:1.运到工地的大六角头高强度螺栓连接副，应及时检验其螺栓楔负载、螺母保证载荷、螺母及垫圈硬度连接副的扭矩系数、平均值和标准偏差，检验结果应符合钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母垫圈技术条件规定，合格后方准使用。

2.大六角头高强度螺栓施工前，应按出厂批复验高强度螺栓连接副的扭矩系数，每批复验5套，5套扭矩系数的平均值应在0.110-0.150范围之内，其标准偏差应小于或等于0.010。

3.大六角头高强度螺栓的拧紧对于大型节点应分为初拧、复拧、终拧，初拧扭矩为施工扭矩的50%左右，初拧或复后的高强度螺栓，应用颜色在螺母上涂上标记，标记方法在螺杆上划一道竖线；然后按规定的施工扭矩值进行终拧，终拧后的高强度螺栓用同颜色子螺帽至基础法兰面划一道平直线。

风电螺栓检测标准
风电螺栓的检测标准通常遵循以下几个方面：
1. 螺栓材料的检测标准：螺栓材料需要符合相关的国际和国家标准，比如ASTM标准、GB标准等。

这些标准包括了螺栓材
料的化学成分、力学性能、金相组织等方面的要求。

2. 螺栓尺寸的检测标准：螺栓的尺寸参数需要符合相关的标准要求，包括直径、螺纹规格、长度等方面。

这些标准可以是国际标准或者国家标准，如ISO标准、GB标准等。

3. 螺栓组装的检测标准：螺栓组装时需要符合相关的标准要求，包括螺纹连接的螺栓紧固扭矩、螺栓预紧力等方面的要求。

这些标准可以是风电行业的行业标准或者其他相关标准。

4. 螺栓连接的检测标准：螺栓连接的可靠性需要进行检测，通常采用非破坏性检测方法，比如超声波检测、磁粉检测、涡流检测等，来检测螺栓连接的质量。

5. 螺栓环境适应性的检测标准：由于风电场常常处于恶劣的环境条件下，螺栓需要具备一定的环境适应性，例如耐腐蚀、耐温度变化等能力。

这些性能需要进行相应的测试，如盐雾试验、温度循环试验等。

以上是风电螺栓常见的检测标准，根据具体情况和需求，可能还有其他针对性的检测标准。

在风电项目中，通常会有相应的设计规范或者标准文件对螺栓的检测要求进行详细说明。