风电用高强度螺栓常见断裂原因分析.docx

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风电用高强度螺栓常见断裂原因分析 风电用高强度螺栓常见断裂原因分析 风电用高强度螺栓常见断裂原因分析 吉昌兵 (东方汽轮机有限公司, 四川 德阳, 618000) 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。 关键词: 螺栓, 机械性能, 机械加工, 扭矩, 脱碳 中图分类号: TG156 文献标识码: B 文章编号: 1674-9987 (2014) 01-0060-05 DOI:10.13808/j.cnki.issn1674-9987.2014.01.011 Common Fracture Reasons Analysis of High Strength Bolts Used for Wind Power Ji Changbing (Dongfang Turbine Co., Ltd., Deyang Sichuan, 618000) Abstract: In order to reduce the fracture failure of high strength bolts commonly used in wind field, we analyzed the reason of sev- eral common fracture failure by fracture detection means: metallographic examination, tensile properties testing, hardness testing, and scanning electron microscopy (SEM). This paper summarized that main fracture reasons of high strength bolts used for wind power: unqualified bolt mechanical properties, unstandardized bolts mechanical processing quality, unreasonable heat treatment sys- tem, unreasonable processing procedure, carbon segregation in raw material, too high assembly torque, surface decarburization etc. Key words: bolts, mechanical properties, mechanical processing, torque, decarburization 0 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 作者简介: 吉昌兵 (1981-), 男, 工程师, 2003 年毕业于东北大学材料物理系, 现就职于东方汽轮机有限公司材料研究中心 长寿命高 温材料四川省重点实验室, 主要从事汽轮机材料理化检测工作。 工工序不合理、 原材料存在碳偏析、 装配扭矩过 表 1 主要化学成分分析 wt% 机械加工质量引起螺栓断裂 联接螺栓)(风电叶片1大、 表 面 脱 碳 等 , 机械加工质量引起螺栓断裂 联接螺栓) (风电叶片 1 成分 C 1# 0.37 实测 2# 0.36 标准 0.38 ~ 要求 0.45 Si 0.26 0.26 0.17 ~ 0.37 Mn 0.80 0.81 0.50 ~ 0.80 Cr 0.96 0.96 0.90 ~ 1.20 Mo 0.17 0.17 0.15 ~ 0.25 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

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