大直徑高強度螺栓的開發與應用

　　2004年,作為中國建筑鋼結構工程配套產品定點企業,我們公司首次提供高強度螺栓成功運用于營口風力發電機場,并逐步實現了風電發電機組配套用高強度螺栓的批量生產。公司產品適用于0.75MW、1.5MW、2MW、2.5MW、3MW 等風力發電機,已經為華銳風電、上海電氣等公司提供了近6000 臺套風力發電機組用高強度緊固件。
　　為了保證螺栓安裝質量,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緊固件行業的優秀新產品-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,加上風力發電場的特殊環境如風大、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）提供優質合金鋼（42CrMoA）。雜質元素S、P 的存在會沿晶界產生偏析,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。
　　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質過程中可能出現淬火態硬度不足,淬火態硬度不均,淬火開裂變形等問題,要想生產出優質的高強度螺栓,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,溫控精度高曰經過定量配制的冷卻液和鹽浴爐回火保證調質后的組織,滿足高強度螺栓規定的抗拉強度和屈強比。
　　四、完善試驗數據
　　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,實現預期的緊固效果,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 型智能數字式轉矩轉速測量儀,有效地解決轉矩、轉速、功率、軸向力等各參數的測試,并邀請上海交通大學機械與動力工程學院教授設計數據采集和計算機操作系統控制,實現扭矩、軸力和轉角分別實時控制,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,為用戶使用大直徑螺栓提供可靠的技術參數,有效地保證大直徑螺栓的生產質量。公司先后為東海大橋海上風電場提供了34 臺套3MW 風力發電機組用塔筒螺栓和葉片螺栓。公司將始終秉承以質量求生存、以信譽求發展、生產優質產品、增強顧客滿意的經營理念,一如既往地為國家節能減排,發展風電能源盡綿薄之力。