《超大功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)組高強(qiáng)度空心主軸技術(shù)規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)編制說(shuō)明

本項(xiàng)目名稱為《超大功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)組高強(qiáng)度空心主軸技術(shù)規(guī)范》，標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃號(hào)為：TBJH/CCMI001-2023。該規(guī)范由振宏重工（江蘇）股份有限公司牽頭起草。參編單位：江陰南工鍛造有限公司、明陽(yáng)智慧能源集團(tuán)股份公司、常州三鑫重工機(jī)械有限公司、山西眾立法蘭有限公司。本標(biāo)準(zhǔn)由振宏重工（江蘇）股份有限公司負(fù)責(zé)編寫，振宏重工（江蘇）股份有限公司是國(guó)內(nèi)主要進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主軸的研究和生產(chǎn)單位，在本標(biāo)準(zhǔn)的編制過(guò)程中，邀請(qǐng)了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)單位1家，2家風(fēng)機(jī)主軸、法蘭生產(chǎn)制造企業(yè)，以及1家原材料研究與制造廠家共同參與。2023年4月成立《超大功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)組高強(qiáng)度空心主軸技術(shù)規(guī)范》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)編寫小組。具體工作節(jié)點(diǎn)及工作內(nèi)容如下：一、立項(xiàng)階段2023年5月提出立項(xiàng)申請(qǐng)，并提交《超大功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)組高強(qiáng)度空心主軸技術(shù)規(guī)范》項(xiàng)目建議書，交中國(guó)鍛壓協(xié)會(huì)組織專家立項(xiàng)函審后正式立項(xiàng)。二、起草階段2023年6月-2024年2月編寫小組根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)制定計(jì)劃并結(jié)合本標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)涵蓋的主要內(nèi)容，編制標(biāo)準(zhǔn)初稿，及標(biāo)準(zhǔn)編制說(shuō)明，并反復(fù)討論、修改標(biāo)準(zhǔn)初稿，形成征求意見初稿后并報(bào)中鍛協(xié)進(jìn)行初審，根據(jù)中鍛協(xié)初審意見修改完善形成征求意見稿。三、征求意見階段2024年3月振宏重工（江蘇）股份有限公司向中國(guó)鍛壓協(xié)會(huì)提交《超大功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)組高強(qiáng)度空心主軸技術(shù)規(guī)范》（征求意見稿）及標(biāo)準(zhǔn)編制說(shuō)明征求意見稿。標(biāo)準(zhǔn)將向社會(huì)廣泛征求意見。系經(jīng)查新，目前僅有一條行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：GB/T34524-2017風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主軸，此標(biāo)準(zhǔn)2017年10月14日發(fā)布，2018年5月1日實(shí)施。此標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施日距今已有5年，在這期間主軸的規(guī)格飛速發(fā)展，冶煉技術(shù)、鍛造技術(shù)、機(jī)械加工能力已經(jīng)取得了較大的進(jìn)步。超大兆瓦級(jí)主軸設(shè)計(jì)方向，逐漸向類鑄件型的大直徑空心主軸發(fā)展，主軸力學(xué)性能及材料綜合要求及使用要求等各方面也進(jìn)一步有了更高的要求，GB/T34524已不能滿足現(xiàn)有風(fēng)機(jī)主軸產(chǎn)品最新的取樣位置要求，性能指標(biāo)要求、材料技術(shù)指標(biāo)、檢驗(yàn)規(guī)程等指標(biāo)，因此必須制定新的標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)悉，目前遠(yuǎn)景能源、明陽(yáng)智慧、中船海裝、三一重能等用戶單位對(duì)于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主軸的使用以執(zhí)行本單位的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為主，標(biāo)準(zhǔn)所涵蓋的內(nèi)容各不相同，《超大功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)組高強(qiáng)度空心主軸技術(shù)規(guī)范》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的制定可以為各使用單位起到全面、統(tǒng)一的指導(dǎo)作用。目前，本標(biāo)準(zhǔn)的編制，采用了24個(gè)國(guó)內(nèi)方面現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，采用1個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，具體采用的標(biāo)準(zhǔn)如下所示：GB/T228.1金屬材料拉伸試驗(yàn)第1部分：室溫試驗(yàn)方法GB/T229金屬材料夏比擺錘沖擊試驗(yàn)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(cè)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(yàn)GB/T6394金屬平均晶粒度測(cè)定方法GB/T6402鋼鍛件超聲檢測(cè)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(píng)定第1部分：未涂覆過(guò)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(jí)和處理等級(jí)GB/T9286色漆和清漆劃格試驗(yàn)GB/T9793熱噴涂金屬和其他無(wú)機(jī)覆蓋層鋅、鋁及其合金GB/T10561鋼中非金屬夾雜物含量的測(cè)定-標(biāo)準(zhǔn)評(píng)級(jí)圖顯微檢驗(yàn)法GB/T11261鋼鐵氧含量的測(cè)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(wú)損測(cè)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(jí)的測(cè)定方法比較樣塊法GB/T13452.2色漆和清漆漆膜厚度的測(cè)定GB/T17394（所有部分）金屬材料里氏硬度試驗(yàn)GB/T20066鋼和鐵化學(xué)成分測(cè)定用試樣的取樣和制樣方法GB/T20123鋼鐵總碳硫含量的測(cè)定高頻感應(yīng)爐燃燒后紅外吸收法（常規(guī)方法）GB/T20124鋼鐵氮含量的測(cè)定惰性氣體熔融熱導(dǎo)法（常規(guī)方法）JB/T5000.13重型機(jī)械通用技術(shù)條件第13部分：包裝JB/T5000.15重型機(jī)械通用技術(shù)條件第15部分：鍛鋼件無(wú)損探傷JB/T6052鋼質(zhì)自由鍛件加熱通用技術(shù)要求ISO12944-4色漆和清漆防護(hù)漆體系對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕保護(hù)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(cè)定法（Aerospacematerialspecification(R)Pyrometry)本標(biāo)準(zhǔn)的編寫是基于牽頭起草單位風(fēng)力發(fā)電機(jī)組空心主軸的研發(fā)和生產(chǎn)所總結(jié)的技術(shù)數(shù)據(jù)。同時(shí)，對(duì)于相關(guān)性能的各項(xiàng)檢測(cè)方法和要求，也參考了國(guó)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并依照標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的內(nèi)容執(zhí)行。下面對(duì)每一項(xiàng)技術(shù)參數(shù)的編寫依據(jù)及技術(shù)先進(jìn)性做出說(shuō)明。1、風(fēng)機(jī)主軸原材料的分類團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)將原材料的產(chǎn)品分類，分為了兩種：鋼錠或者連鑄坯。GB/T34524-2017規(guī)定的原材料僅設(shè)計(jì)鋼錠，不夠全面。2、風(fēng)機(jī)主軸原材料化學(xué)成分的比例要求取消了材料牌號(hào)42CrMo4+Ni的標(biāo)注，針對(duì)目前主要的使用材質(zhì)42CrMo4，進(jìn)行Mn含量和Ni含量（僅必要時(shí)）的微調(diào)。另外注明了，(+Ni)表示當(dāng)材料有Ni元素含量需求時(shí)，主要針對(duì)原材料采用鋼錠時(shí)。當(dāng)原材料采用連鑄坯時(shí)，建議不需要添加Ni元素，以便于使用更低成本的材料控制達(dá)到更高的機(jī)械性能要求，具體如下表。GB/T34524-201742CrMo4+Ni無(wú)~~3、鍛造工藝過(guò)程要求與GB/T34524-2017相比，增加了對(duì)連鑄坯鍛造生產(chǎn)時(shí)的技術(shù)要求，具體如下表。GB/T34524-2017無(wú)連鑄坯鍛件制坯沖孔直徑需≥Φ450mm。無(wú)要保持原材料的軸心線和鍛件的主軸線重合。無(wú)連鑄坯無(wú)需區(qū)分兩端進(jìn)行主軸的法蘭和主軸小端的對(duì)應(yīng)4、熱處理工藝過(guò)程的控制要求與GB/T34524-2017相比，增加了對(duì)最終熱處理設(shè)備的檢測(cè)要求，指明加熱爐需要按照SAEAMS2750最新版規(guī)范或其他等同標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定對(duì)熱處理爐的進(jìn)行爐溫均勻性測(cè)試。淬火加熱爐及回火熱處理爐的精度應(yīng)達(dá)到±10℃以內(nèi)。5、取樣位置差異與GB/T34524-2017相比，新規(guī)范增加了徑向方向表面皮下30mm的檢測(cè)制樣需求，以及增加了切向式樣的檢測(cè)要求。縱向沖擊試樣距離小端面的取樣深度取樣更深，最深達(dá)到端面以下80mm。即使在同等性能要求下，新規(guī)范取樣位置的要求無(wú)疑對(duì)產(chǎn)品的整體性能指標(biāo)提出了更高要求。GB/T34524-2017空心主軸取樣應(yīng)在二分之一壁厚處。主軸拉伸、沖擊試樣方向應(yīng)取縱向（軸向沖擊試樣位置離端頭不小于30mm。取樣圖如下。空心主軸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(yīng)在距離小軸端平面面二分之一處，最大不超過(guò)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(cè)或按比例檢測(cè)。取樣位置見下圖。6、金相檢驗(yàn)要求的差異GB/T34524-2017晶粒度要求≥5級(jí)晶粒度要求≥6級(jí)，級(jí)別要求更高夾雜物各個(gè)級(jí)別要求需要達(dá)到1級(jí)，要求有所提高，具體見下圖7、力學(xué)性能要求GB/T34524-2017對(duì)于性能要求的數(shù)據(jù)分類是基于主軸直徑尺寸而制定，對(duì)于空心主軸的截面厚度T，并沒有明確。42CrMo4及42CrMo4+Ni低溫沖擊要求為-20℃要求。新標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步細(xì)化了試樣不同方向時(shí)的驗(yàn)收指標(biāo)，同時(shí)將連鑄坯（無(wú)Ni）和鋼錠（含Ni）為原材料時(shí)的低溫沖擊要求由-20℃要求提升為-30℃的更高要求，而驗(yàn)收值達(dá)35J。要求如下表：3.力學(xué)性能8、超聲波探傷的變化與GB/T34524-2017相比，GB/T34524以距離主軸外圓表面深度50mm以下的本體，僅要求按GB/T6402標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的3級(jí)要求執(zhí)行，新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了主軸的所有本體超聲波檢測(cè)按照GB/T6402標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的4級(jí)要求執(zhí)行。1.化學(xué)成分C2.夾雜物1111110000001注：檢驗(yàn)結(jié)果A、B、C、D、Ds五項(xiàng)之和≤4級(jí)。111111100000101注：檢驗(yàn)結(jié)果A、B、C、D、Ds五項(xiàng)之和≤4級(jí)。材料牌號(hào)熱處理狀態(tài)取樣方向平均≥27~89576220.56670；53；54252~9167556280；86；104295注：非客戶明確要求時(shí)，以性能指標(biāo)為驗(yàn)收依據(jù)，硬度僅作為參考，不作為驗(yàn)收依據(jù)。4.晶粒度調(diào)質(zhì)后晶粒度按照GB/T6394進(jìn)行材料平均晶粒度檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果應(yīng)≥6級(jí)。外觀按照GB/T25136的規(guī)定執(zhí)行。42CrMo4材質(zhì)：晶粒度7級(jí)34CrNiMo6材質(zhì)：晶粒度7級(jí)5.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(jìn)行劃格試驗(yàn)，應(yīng)滿足GB/T9286中2級(jí)要求。按照GB/T5210進(jìn)行拉開法附著力檢驗(yàn)，要求≥5MPa。42CrMo4材質(zhì)：2級(jí)34CrNiMo6材質(zhì)：2級(jí)《超大功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)組高強(qiáng)度空心主軸技術(shù)規(guī)范》適用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組空心主軸的研制、生產(chǎn)和使用單位。