风电螺栓热处理工艺优化与质量控制

风电螺栓一般规格大于M30,要求螺栓热处理后抗拉强度≥1040MPa,-40℃冲击吸收能量≥27J。由于材料存在韧脆转变温度,塔筒、叶片异形螺栓在此温度以下使用时存在断裂风险,因此提高螺栓用钢的低温冲击性能显得十分重要。对风电螺栓热处理工艺持续改进与发展,从原材料缺陷、钢中带状组织、回火温度对螺栓钢力学性能等的影响进行探讨,最后提出了螺栓用钢成分新设计及风电螺栓质量控制的措施。

高强度风电螺栓用42CrMoA钢阶梯轴裂纹缺陷分析

42CrMoA钢阶梯轴调质开裂。对带有裂纹的阶梯轴试样进行分析。结果表明裂纹附近无夹杂物,组织无氧化脱碳。分析认为试样裂纹在调质处理过程产生。通过对化学成分优化,降低Si、Mo合金质量分数,添加更多的Mn、Cr合金,同时将w(C)从0.406%提高到0.425%,保证42CrMoA钢淬透性,化学成分优化后,在相同加工工艺情况下,阶梯轴没有再出现调质开裂。

风电螺栓紧固力超声波测量的现状与展望

超声波声时测量法作为一种高精度无损检测技术,被广泛应用于风电螺栓紧固力检测领域。为进一步推动超声波声时测量法的完善发展和工业应用,文中系统性归纳了国内外超声波声时测量法在螺栓紧固力测量方面的研究方法、研究成果及存在问题。针对目前风电螺栓紧固力超声波声时测量法的应用价值和研究现状进行综述,阐述了风电机组螺栓紧固力测量的必要性,论证了超声波声时测量法测量紧固力的可行性;对超声波声时测量法的分类、原理以及实验路线进行了系统性归纳,并梳理了常用的公式原理以及各种实验方法,对通用公式进行了分析总结;结合实际测量案例,从理论和实际两方面论述了超声波声时测量法在风电螺栓紧固力检测领域的问题、挑战与前景。

M36风电螺栓中频感应与网带炉调质对比研究

利用中频感应炉与网带炉分别对42CrMoA制M36风电螺栓进行调质处理,研究了调质工艺对42CrMoA制M36风电螺栓的组织、性能及经济效益的影响。结果表明,42CrMoA制M36风电螺栓经中频感应与网带炉调质后,强度和硬度基本相当,各项指标均能达到其10.9级技术要求;中频感应与网带炉调质处理后的风电螺栓相比,其组织更均匀、细小,塑韧性更好,其中断面收缩率、断后延伸率和低温(-40℃)冲击功分别提高24.39%、8.82%及81.22%;中频感应与网带炉工艺的耗电量和产能基本相当,但中频炉所需的辅料消耗及人力资源明显降低(每吨生产成本减少75.4元)。由此可知中频感应更适合M36风电螺栓的批量处理。

风电螺栓棒材超声检测系统设计与实现

在“双碳”战略目标下,国内新能源消费占比与日俱增,随着风电装机容量快速增长,风电机组的运行安全成为研究热点。针对风电连接双头螺栓棒材,设计了一套自动化超声检测系统。该系统依据工件特征,经过理论计算,确立探头参数及超声检测工艺;在此基础上,设计了机械工装结构,并结合基于PLC的控制系统,实现对工件的超声检测。现场运行情况表明,该检测系统完全满足在线检测需求,弥补了“超声-磁粉”一体化检测的空缺,具有一定的社会和经济效益。

风电螺栓R角微裂纹成因的仿真分析

为探究42CrMoA螺栓热模锻成型过程中R角微裂纹的形成原因,对微裂纹进行分析。用酸蚀观察锻造流线分布,用金相显微镜和扫描电镜对裂纹形貌、显微组织及裂纹处成分进行研究。用有限元分析软件DEFORM对模锻过程仿真模拟,分析成型过程R角处应力及金属流动情况。结果表明:螺栓模锻前的加热过程表面氧化,靠近基体部位产生了尖锐的氧化产物,破坏了基体表面连续性,造成尖锐处应力集中。裂纹处于模锻过程分流面上,垂直裂纹扩展方向的分力使R角处产生微裂纹。

风电螺栓菊花阵列探头相控阵超声检测技术

在全球风力发展及中国“双碳”政策背景下,可再生清洁能源发电作为中国未来发展的重点工程,风力发电产业得到迅猛发展。螺栓作为风电机组的重要连接部件,其质量关系到整个风电机组的可靠运行。然而,受外力的拉扯以及天气环境等因素影响,长期疲劳运转下极易出现裂纹甚至断裂的情况。因此,需要定期对螺栓进行检测,有效预防和避免因螺栓断裂造成的严重事故。本文结合相控阵超声检测技术的特性,对三种风电螺栓的相控阵超声检测方法进行介绍及优劣势对比,得出菊花阵列探头纵波线扫检测可以更为简便地对螺栓进行检测。

基于超声波法的风电机组螺栓预紧力测量与控制研究

针对风电机组高强螺栓拆卸后,二次使用时螺栓预紧力是否满足设计要求的问题,基于超声波法测量螺栓预紧力技术,采用了一款高精度的小型便携式超声波螺栓预紧力测试仪,对基于扭矩法安装的轮毂与变桨轴承连接位置高强螺栓初次使用和二次使用时的预紧力分布进行了实验测试与分析。比较了实际现场装配中螺栓获取的预紧力与理论计算预紧力的偏差,以及二次使用对螺栓预紧力的影响,提出了用超声波法测量和控制风电机组高强螺栓预紧力的新工艺。研究结果表明:高强螺栓初次使用时,预紧力与理论计算值吻合较好;高强螺栓二次使用时,预紧力平均下降13%左右,分散度变化不大,预紧力分布范围仍符合设计要求;在保持施拧扭矩不变或适当提高施拧扭矩的情况下,高强螺栓可二次使用。

提高风电叶片联接螺栓疲劳强度的措施

随着风机大型化的发展,风电叶片联接螺栓承受的静、动载荷也越来越大,特别是螺栓的疲劳寿命往往不易满足20年寿命的要求。文章以3MW风机为例,在与整机配套的变桨轴承螺栓数目和尺寸无法改变情况下,针对螺栓的结构和预紧方法,提出采用颈缩螺栓和改变螺栓安装预紧方式等有效措施来确保联接螺栓强度安全。

一种风电叶片预埋螺栓热挤压成型装置及方法的设计

为了解决目前风电叶片预埋螺栓加工中存在的步骤多、效率低、材料浪费大的缺点,设计了一种风电叶片预埋螺套热挤压成型装置及方法。采用上、下料、热挤压一体式结构,设计结构简单,使用灵活方便,可以减少材料的用量,可以实现连续生产和生产自动化。也可适合在其他热锻产品上。

一种风电叶片预埋螺栓全自动检测机的设计

针对预埋螺栓检测需求,研究了标准全自动检测机,介绍了检测机装置结构、检测原理。应用实践表明,该检测机能够满足预埋螺栓检测使用与精度要求。

风电双头螺柱失效分析

通过近几年的失效分析总结,风机叶片上的连接螺栓失效事件时有发生,其中常见的一种情况就是螺栓螺纹根部被腐蚀出腐蚀坑,加剧了螺纹根部的应力集中,导致螺栓萌生疲劳源。本文通过宏、微观分析,腐蚀产物分析、化学分析、力学性能分析、显微组织分析等试验手段进行分析验证,结果表明虽然该失效螺柱化学成分不合格,冲击吸收功低于标准要求,但萌生疲劳源的主要因素是螺纹根部产生了腐蚀坑。