风电用高强度螺栓常见断裂原因分析.docx

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