大直徑高強度螺栓的開發(fā)與應用

　　2004年,作為中國建筑鋼結(jié)構(gòu)工程配套產(chǎn)品定點企業(yè),我們公司首次提供高強度螺栓成功運用于營口風力發(fā)電機場,并逐步實現(xiàn)了風電發(fā)電機組配套用高強度螺栓的批量生產(chǎn)。公司產(chǎn)品適用于0.75MW、1.5MW、2MW、2.5MW、3MW 等風力發(fā)電機,已經(jīng)為華銳風電、上海電氣等公司提供了近6000 臺套風力發(fā)電機組用高強度緊固件。
　　為了保證螺栓安裝質(zhì)量,為客戶提供準確的螺栓施工扭矩,2006年,我們公司自主研制了10000N·m電動扭矩軸力試驗機,螺栓緊固軸力實現(xiàn)計算機實時控制,該試驗機獲得2007 年中國機械通用零部件工業(yè)緊固件行業(yè)的優(yōu)秀新產(chǎn)品-特等獎。2008年底,公司投入上海東海大橋風電項目用高強度螺栓的研制,該項目3MW風機塔筒高度達到90米,葉片長度超過40 米,加上風力發(fā)電場的特殊環(huán)境如風大、濕度高和溫差大等特點,使風機用螺栓須具有比以往緊固件更耐腐蝕、抗疲勞、抗沖擊和防松動等特點,從而在螺栓直徑、材料和精度上有了更高的要求。為了開發(fā)3MW風機用大直徑高強
度螺栓(如院M64、M56),公司加大資金和技術投入,在以下幾個方面反復試驗,精益求精。
　　一、材料選擇
　　在材料選擇上,我們公司指定由大型鋼廠（寶鋼）提供優(yōu)質(zhì)合金鋼（42CrMoA）。雜質(zhì)元素S、P 的存在會沿晶界產(chǎn)生偏析,導致晶界脆化,損害螺栓的機械性能,因此,S、P 單個元素含量限定的最大值是0.02%,總含量我們嚴格控制在0.03%以內(nèi)。
　　二、加工工藝
　　鐓頭成型過程中公司采用先進的溫擠壓工藝和400噸壓力機、用中頻感應加熱控制加熱溫度和加熱長度,避免產(chǎn)生鐓頭開裂和過多氧化皮,使用一體模,一次成型曰然后,使用數(shù)控機床精車控制螺紋中徑,從而保證螺紋精度和光潔度。
　　三、熱處理
　　大直徑高強度螺栓在調(diào)質(zhì)過程中可能出現(xiàn)淬火態(tài)硬度不足,淬火態(tài)硬度不均,淬火開裂變形等問題,要想生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的高強度螺栓,必須要有先進的熱處理技術裝備。公司使用中頻爐淬火,加熱均勻,芯表溫差極小,氧化脫炭少,溫控精度高曰經(jīng)過定量配制的冷卻液和鹽浴爐回火保證調(diào)質(zhì)后的組織,滿足高強度螺栓規(guī)定的抗拉強度和屈強比。
　　四、完善試驗數(shù)據(jù)
　　3MW風機用大直徑高強度螺栓使用時,預緊力超過了1000KN,安裝扭矩也超過了10000N·m,準
確測定大直徑高強度螺栓扭矩系數(shù),實現(xiàn)預期的緊固效果,常常是一個難題。2009年初,我們公司研制出高精度的30000N·m 扭矩軸力試驗機,采用JN388 型智能數(shù)字式轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量儀,有效地解決轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、功率、軸向力等各參數(shù)的測試,并邀請上海交通大學機械與動力工程學院教授設計數(shù)據(jù)采集和計算機操作系統(tǒng)控制,實現(xiàn)扭矩、軸力和轉(zhuǎn)角分別實時控制,可直接打印扭矩與軸力關系曲線,成功用于M64、M56 等大直徑高強度螺栓的緊固軸力扭矩系數(shù)試驗。
　　30000N·m 扭矩軸力試驗機成功研制,直接準確地檢測較大直徑螺栓的扭矩系數(shù),為用戶使用大直徑螺栓提供可靠的技術參數(shù),有效地保證大直徑螺栓的生產(chǎn)質(zhì)量。公司先后為東海大橋海上風電場提供了34 臺套3MW 風力發(fā)電機組用塔筒螺栓和葉片螺栓。公司將始終秉承以質(zhì)量求生存、以信譽求發(fā)展、生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品、增強顧客滿意的經(jīng)營理念,一如既往地為國家節(jié)能減排,發(fā)展風電能源盡綿薄之力。