大直径高强度螺栓的开发与应用

　　2004年,作为中国建筑钢结构工程配套产品定点企业,我们公司首次提供高强度螺栓成功运用于营口风力发电机场,并逐步实现了风电发电机组配套用高强度螺栓的批量生产。公司产品适用于0.75MW、1.5MW、2MW、2.5MW、3MW 等风力发电机,已经为华锐风电、上海电气等公司提供了近6000 台套风力发电机组用高强度紧固件。
　　为了保证螺栓安装质量,为客户提供准确的螺栓施工扭矩,2006年,我们公司自主研制了10000N·m电动扭矩轴力试验机,螺栓紧固轴力实现计算机实时控制,该试验机获得2007 年中国机械通用零部件工业紧固件行业的优秀新产品-特等奖。2008年底,公司投入上海东海大桥风电项目用高强度螺栓的研制,该项目3MW风机塔筒高度达到90米,叶片长度超过40 米,加上风力发电场的特殊环境如风大、湿度高和温差大等特点,使风机用螺栓须具有比以往紧固件更耐腐蚀、抗疲劳、抗冲击和防松动等特点,从而在螺栓直径、材料和精度上有了更高的要求。为了开发3MW风机用大直径高强
度螺栓(如院M64、M56),公司加大资金和技术投入,在以下几个方面反复试验,精益求精。
　　一、材料选择
　　在材料选择上,我们公司指定由大型钢厂（宝钢）提供优质合金钢（42CrMoA）。杂质元素S、P 的存在会沿晶界产生偏析,导致晶界脆化,损害螺栓的机械性能,因此,S、P 单个元素含量限定的最大值是0.02%,总含量我们严格控制在0.03%以内。
　　二、加工工艺
　　镦头成型过程中公司采用先进的温挤压工艺和400吨压力机、用中频感应加热控制加热温度和加热长度,避免产生镦头开裂和过多氧化皮,使用一体模,一次成型曰然后,使用数控机床精车控制螺纹中径,从而保证螺纹精度和光洁度。
　　三、热处理
　　大直径高强度螺栓在调质过程中可能出现淬火态硬度不足,淬火态硬度不均,淬火开裂变形等问题,要想生产出优质的高强度螺栓,必须要有先进的热处理技术装备。公司使用中频炉淬火,加热均匀,芯表温差极小,氧化脱炭少,温控精度高曰经过定量配制的冷却液和盐浴炉回火保证调质后的组织,满足高强度螺栓规定的抗拉强度和屈强比。
　　四、完善试验数据
　　3MW风机用大直径高强度螺栓使用时,预紧力超过了1000KN,安装扭矩也超过了10000N·m,准
确测定大直径高强度螺栓扭矩系数,实现预期的紧固效果,常常是一个难题。2009年初,我们公司研制出高精度的30000N·m 扭矩轴力试验机,采用JN388 型智能数字式转矩转速测量仪,有效地解决转矩、转速、功率、轴向力等各参数的测试,并邀请上海交通大学机械与动力工程学院教授设计数据采集和计算机操作系统控制,实现扭矩、轴力和转角分别实时控制,可直接打印扭矩与轴力关系曲线,成功用于M64、M56 等大直径高强度螺栓的紧固轴力扭矩系数试验。
　　30000N·m 扭矩轴力试验机成功研制,直接准确地检测较大直径螺栓的扭矩系数,为用户使用大直径螺栓提供可靠的技术参数,有效地保证大直径螺栓的生产质量。公司先后为东海大桥海上风电场提供了34 台套3MW 风力发电机组用塔筒螺栓和叶片螺栓。公司将始终秉承以质量求生存、以信誉求发展、生产优质产品、增强顾客满意的经营理念,一如既往地为国家节能减排,发展风电能源尽绵薄之力。