《超大功率風力發(fā)電機組高強度空心主軸技術規(guī)范》

ICS?25.020CCSH11T/CCMIFORMTEXTXXXXX—FORMTEXTXXXX超大功率風力發(fā)電機組高強度空心主軸技術規(guī)范Technicalstandardoflargepowerwindturbinehighstrenthhollowspindle（征求意見稿）（在提交反饋意見時，請將您知道的相關專利連同支持性文件一并附上。）FORMTEXTXXXX-FORMTEXTXX-FORMTEXTXX發(fā)布FORMTEXTXXXX-FORMTEXTXX-FORMTEXTXX實施中國鍛壓協(xié)會發(fā)布團體標準T/CCMIXXXX-XXXX超大功率風力發(fā)電機組高強度空心主軸技術規(guī)范范圍本文件規(guī)定了風力發(fā)電機組用主軸的術語和定義、訂單信息、原材料要求、制造工藝及技術要求、試驗方法、無損檢測、精加工、表面防腐處理、表面防腐處理、檢驗規(guī)則、檢驗項目、標識、包裝和貯存。本文件適用于用合金鋼鍛件制造的空心風力發(fā)電機組用主軸（以下簡稱主軸）的制造、加工和驗收。規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過對文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T228.1金屬材料拉伸試驗第1部分：室溫試驗方法GB/T229金屬材料夏比擺錘沖擊試驗方法GB/T1184形狀和位置公差未注公差值GB/T1804一般公差未注公差的線性和角度尺寸的公差GB/T4336碳素鋼和中低合金鋼多元素含量的測定火花放電原子發(fā)射光譜法GB/T5210色漆和清漆拉開法附著力試驗GB/T6394金屬平均晶粒度測定方法GB/T6402鋼鍛件超聲檢測方法GB/T8923.1涂覆材料前鋼材表面處理表面清潔度的目視評定第1部分：未涂覆過的鋼材表面和全面清除原有涂層后的鋼材表面的銹蝕等級和處理等級GB/T9286色漆和清漆劃格試驗GB/T9793熱噴涂金屬和其他無機覆蓋層鋅、鋁及其合金GB/T10561鋼中非金屬夾雜物含量的測定-標準評級圖顯微檢驗法GB/T11261鋼鐵氧含量的測定脈沖加熱惰氣熔融-紅外線吸收法GB/T11374熱噴涂涂層厚度的無損測量方法GB/T13288.2涂覆材料前鋼材表面處理噴射清理后的鋼材表面粗糙度特性第2部分：磨料噴射清理后鋼材表面粗糙度等級的測定方法比較樣塊法GB/T13452.2色漆和清漆漆膜厚度的測定GB/T17394（所有部分）金屬材料里氏硬度試驗GB/T20123鋼鐵總碳硫含量的測定高頻感應爐燃燒后紅外吸收法（常規(guī)方法）GB/T20124鋼鐵氮含量的測定惰性氣體熔融熱導法（常規(guī)方法）JB/T5000.13重型機械通用技術條件第13部分：包裝JB/T5000.15重型機械通用技術條件第15部分：鍛鋼件無損探傷JB/T6052鋼質(zhì)自由鍛件加熱通用技術要求ISO12944-4色漆和清漆防護漆體系對鋼結(jié)構的防腐蝕保護第4部分：表面類型和表面處理（Paintsandvarnishes-Corrosionprotectionofsteelstructuresbyprotectivepaintsystems-Part4:Typesofsurfaceandsurfacepreparation）SAEAMS2750航空航天材料規(guī)范(R)高溫測定法（Aerospacematerialspecification(R)Pyrometry)術語和定義下列術語和定義適用于本文件?？招闹鬏Shollowshaft主軸通孔直徑最小處Φ400mm直徑以上的細長軸型或法蘭盤型風力發(fā)電機主軸。該類主軸在進行最終性能熱處理時，內(nèi)孔是經(jīng)過機械加工并留有精加工余量的空心狀態(tài)（鍛造毛坯可以是實心狀態(tài)或空心狀態(tài)）?？招腻懺熘鬏Shollowforgingshaft風力發(fā)電機組中，利用模鑄鋼錠或連鑄坯作為原材料，采用空心鍛造的成型方式,經(jīng)過空心狀態(tài)下性能熱處理后,機械加工而成的將風輪扭矩和轉(zhuǎn)速傳遞給發(fā)電系統(tǒng)的主軸，是鍛造毛坯為空心狀態(tài)的空心主軸。法蘭端flangeside位于風力發(fā)電機組空心主軸大截面端，與機組輪轂連接的一端。小軸端endshaft位于風力發(fā)電機組空心主軸軸身末端，與機組齒輪箱（如有）連接的一端。常溫型風力發(fā)電機組windturbinegeneratorsystemfornormalenvironment設計生存溫度為-20℃～＋50℃，運行溫度為-10℃～＋40℃的風機發(fā)電機組。低溫型風力發(fā)電機組windturbinegeneratorsystemforcoldenvironment設計生存溫度為-40℃～＋50℃，運行溫度為-30℃～＋40℃的風機發(fā)電機組。訂單信息下列信息由需方提供：材料、圖紙、技術要求、交貨狀態(tài)、供貨數(shù)量；不同于本文件的其他技術要求條款；需方若有見證點要求需在合同中注明。原材料要求鋼錠或連鑄坯供應方應通過生產(chǎn)商的考核評定認可方可供料，且供應方提供有效的材料質(zhì)量證明書。鍛件用鋼錠或連鑄坯均應應采用堿性電爐冶煉（EAF）或轉(zhuǎn)爐（電爐）、鋼包精煉（LF）和真空除氣處理（VD）,或經(jīng)需求方同意的可保證產(chǎn)品質(zhì)量的其它冶煉方法。鋼錠或連鑄坯可采用熱送或退火狀態(tài)交貨。鋼錠材料牌號為42CrMo4（+Ni）或34CrNiMo6，原材料到廠后應進行原材料化學成分分析。鋼的化學成分檢測按GB/T4336、GB/T20123、GB/T20124、GB/T11261的規(guī)定執(zhí)行，鋼的化學成分應符合表1的規(guī)定，其偏差應符合表4的規(guī)定。熱送狀態(tài)交貨時，試樣來自于材料的同爐冶煉的小試樣，退火狀態(tài)交貨時，試樣取自于原材料本體?；瘜W成分質(zhì)量分數(shù)%材料牌號CSi≤MnP≤S≤CrMoNi42CrMo4(+Ni)0.38～0.450.400.60～0.800.0250.0250.9～1.200.15～0.30（0.30～0.70）34CrNiMo60.30～0.380.400.50～0.800.0250.0251.30～1.700.15～0.301.30～1.70As、Sn、Sb、Pb及Bi含量≤0.01%，Cu含量≤0.25%。(+Ni)表示當材料有Ni元素含量需求時。成品鍛件氣體含量[H]≤1.2×10-6，[O]≤30×10-6，[N]≤70×10-6。制造工藝及技術要求加熱與鍛造鍛件加熱應按照JB/T6052技術要求進行。鍛造應采用局部鐓粗全纖維鍛造法，總鍛造比應≥4。模鑄鋼錠水口和冒口端應有足夠的切除量，確保鍛件無縮孔及嚴重的偏析。連鑄坯鍛件制坯沖孔直徑需≥Φ450mm。主軸應用原材料直接鍛造成型，鍛造時應保證充分的變形量，確保鍛透和組織均勻。連鑄坯鐓粗時，應保持原材料的初始軸心線彎曲度不大于50mm。鍛造工藝應明確材料牌號，工件編號，坯料質(zhì)量與尺寸，主要變形過程的圖文展示，鍛造設備，主要工裝輔具等。鍛造過程中的關鍵過程參數(shù)（始鍛溫度、終鍛溫度、加熱保溫時間、變形記錄）進行控制和記錄。鋼錠水口端作為主軸鍛件的法蘭端成型（連鑄坯無需區(qū)分兩端），或與客戶協(xié)商一致。熱處理主軸鍛后應進行正火+回火處理。最終熱處理需在結(jié)構均勻的加熱爐內(nèi)進行，且按照SAEAMS2750最新版規(guī)范或其他等同標準的規(guī)定對熱處理爐的進行爐溫均勻性測試。淬火加熱爐及回火熱處理爐的精度應達到±10℃以內(nèi)。鍛件在鍛后需進行調(diào)質(zhì)熱處理，調(diào)質(zhì)處理回火溫度應≥580℃，其力學性能應滿足表2的要求。如合同或技術協(xié)議有額外要求，可作相關材料機械性能試驗。試驗方法取樣位置、方向、數(shù)量空心主軸的拉伸、沖擊試樣應采取自鍛件的延長部位?？招闹鬏S在主軸小端取縱向試樣和切向試樣，其中縱向沖擊試樣和切向試樣的取樣部位，應在距離小軸端平面面二分之一處，最大不超過80mm處。主軸小端切向試樣，金相試樣根據(jù)需要可僅首件檢測或按比例檢測。取樣位置見圖1。每組試樣的數(shù)量為一個拉伸、三個沖擊，取樣數(shù)量按與客戶協(xié)商一致執(zhí)行?？招闹鬏S取樣圖拉伸試驗拉伸實驗按GB/T228.1的規(guī)定執(zhí)行。缺口沖擊試驗沖擊試驗按GB/T229的規(guī)定執(zhí)行。硬度檢驗硬度檢驗用便攜式里氏硬度計在工件表面上進行，里氏硬度檢測按GB/T17394進行。在120°三條母線上，檢測鍛件法蘭端、小軸端和中間段外圓表面的三處硬度。同一鍛件表面硬度差不應超過30HBW,同一批鍛件的硬度相對差不應超過50HBW。金相檢測晶粒度調(diào)質(zhì)后晶粒度按照GB/T6394進行材料平均晶粒度檢驗，檢驗結(jié)果應≥6級。外觀按照GB/T25136的規(guī)定執(zhí)行。夾雜物夾雜物應按GB/T10561中A法檢查評定，夾雜物等級不應超過表2的要求。夾雜物類型及允許級別A:硫化物B：氧化鋁類C：硅酸鹽類D：環(huán)狀氧化物類Ds類細系粗系細系粗系細系粗系細系粗系1.511.511111≤1.5檢驗結(jié)果A、B、C、D、Ds五項之和≤4級。鍛件力學性能鍛件力學性能見表3。力學性能材料牌號熱處理狀態(tài)取樣方向力學性能（縱向）抗拉強度Rm/MPa屈服強度Rp0.2/MPa伸長率A/%斷面收縮率Z/%沖擊功Akv/J硬度HBW42CrMo4（+Ni）調(diào)質(zhì)縱向710～900≥550≥15≥45（無Ni）時：縱向及切向平均≥27（-20℃），單個值≥19（含Ni）時：縱向及切向平均≥35（-30℃），單個值≥25230～290切向710～900≥550≥12≥3234CrNiMo6調(diào)質(zhì)縱向≥820≥640≥14≥52平均≥42（-40℃），單個值≥29260～300切向≥820≥640≥13≥43非客戶明確要求時，以性能指標為驗收依據(jù)，硬度僅作為參考，不作為驗收依據(jù)。每支主軸需要按照GB/T4336的規(guī)定進行化學成分的取樣測定，分析結(jié)果應符合表1要求，取樣位置在小軸端本體的延長試樣部分，取樣位置詳見取樣圖1，化學成分偏差需符合表4的要求。鍛件成品化學成分允許偏差質(zhì)量分數(shù)%元素允許偏差%元素允許偏差%C±0.02P+0.003Si+0.03Mo±0.03Mn±0.04Cr±0.05S+0.003Ni+0.05±表示在同一事件中，偏差值的發(fā)生可能超過表1規(guī)定的范圍的上限數(shù)值或下限數(shù)值，僅有一種狀態(tài)存在。無損檢測超聲波檢測鍛件調(diào)質(zhì)熱處理并半精加工后，應對鍛件進行超聲波探傷。主軸超聲波檢測應按照GB/T6402中的4級要求執(zhí)行,且檢測前主軸表面粗糙度需達到Ra6.3或更優(yōu)。超聲波儀器的綜合性能指標應滿足頻率2MHz～6MHz，直徑10mm～30mm，并應使用雙晶探頭進行空心主軸的檢測。超聲波檢測時確定掃查靈敏度的方法應按GB/T6402-2008中的11要求執(zhí)行；不連續(xù)的分類按照GB/T6402-2008中的13.2要求執(zhí)行。磁粉探傷空心主軸精加工完畢后，應對整體外圓表面進行磁粉探傷,應達到JB/T5000.15質(zhì)量等級1級。精加工機加工后交貨的主軸應符合需方訂貨圖樣和技術要求規(guī)定的尺寸、公差和表面粗糙度要求。主軸的精加工應按照有效圖紙和和技術要求進行制造加工?？招闹鬏S未注尺寸公差按GB/T1804中M級的規(guī)定，未注形位公差按GB/T1184中H級的規(guī)定。所有銳角、銳邊應倒圓。制造過程不準許采用任何形式的焊接、熔覆或鍍層等添加材料的方式保證尺寸。表面防腐處理清洗鍛件表面應按照ISO12944-4推薦的方式進行清洗，徹底清除油、脂、臟物及NDT殘留物。表面處理噴漆表面經(jīng)噴砂處理后清潔度應達到GB/T8923.1中Sa2?等級，噴砂后粗糙度應達到GB/T13288.2中等(G)級別。熱噴金屬表面經(jīng)噴砂處理后清潔度應達到GB/T8923.1中Sa3等級，噴砂后粗糙度應達到GB/T13288.2粗糙(G)級別。表面鋅層的熱噴涂處理按GB/T9793的規(guī)定執(zhí)行。防腐層油漆干膜厚度按照GB/T13452.2執(zhí)行,熱噴金屬干膜厚度按照GB/T11374執(zhí)行。附著力按照GB/T9286進行劃格試驗，應滿足GB/T9286中2級要求。按照GB/T5210進行拉開法附著力檢驗，要求≥5MPa。檢驗規(guī)則檢驗項目及批次鍛件檢驗項目及批次見表5。檢驗項目及批次序號檢驗項目檢驗頻次1化學成分每爐取一試樣2外觀逐件3無損檢測逐件4力學性能逐件5晶粒度逐件6夾雜物逐件7精加工逐件驗收主軸應經(jīng)生產(chǎn)廠商質(zhì)檢部門按本文件檢驗合格，并附產(chǎn)品合格證后方可出廠。需方有權選擇鍛件的某些試驗項目進行驗收，在驗收過程中或以后的加工中發(fā)現(xiàn)鍛件不符合本文件或訂貨合同中規(guī)定的補充技術要求時，需方應及時通知供方，雙方協(xié)商解決。供方應向需方提供以下文件資料，應至少包括以下內(nèi)容：合格證書；材質(zhì)證書；機械性能報告單；超聲波探傷報告；第一熱處理熱處理工藝曲線；調(diào)質(zhì)熱處理工藝曲線；成品尺寸檢測報告；其他檢驗和需方需要補充檢驗的結(jié)果。判定與復驗當拉伸試驗中某一試驗結(jié)果不合格時，可在主軸上與原試樣相鄰部位取兩個試樣進行復試，兩個試樣的復試結(jié)果應全部