GB/T 34524-2017 风力发电机组 主轴

　　ICS 27 . 180 F 1 1

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 34524—2017

　　风力发电机组 主轴

　　windturbines—Shaft

　　2017-10-14 发布 2018-05-01 实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　发

　　布

　　GB/T 34524—20 17

　　GB/T 34524—20 17

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

　　本标准由中国机械工业联合会提出。

　　本标准由全国风力机械标准化技术委员会(SAC/TC 50)归口 。

　　本标准起草单位：山东中车风电有限公司、山东莱芜金雷风电科技股份有限公司、通裕重工股份有限公司、山东大学。

　　本标准主要起草人：吴树梁、李泽民、于 良峰、李新生、倪洪运、李宝明、蔺立元、曹智勇、王菲、陈传忠、苏迪。

　　GB/T 34524—20 17

　　风力发电机组 主轴

　　1 范围

　　本标准规定了风力发电机组主轴的术语和定义、订单信息、技术要求、检验要求、试验方法、验收及合格证书、标志、包装和贮存。

　　本标准适用于水平轴风力发电机组锻造主轴。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注 日期的引用文件，仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注 日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 223(所有部分) 钢铁及合金化学分析方法

　　GB/T 228 . 1 金属材料 拉伸试验 第 1 部分：室温试验方法

　　GB/T 229 金属材料 夏比摆锤冲击试验方法

　　GB/T 231 . 1 金属材料 布氏硬度试验 第 1 部分：试验方法

　　GB/T 5210 色漆和清漆 拉开法附着力试验

　　GB/T 6394 金属平均晶粒度测定法

　　GB/T 6402 钢锻件超声检测方法

　　GB/T 8923 . 1 涂覆涂料前钢材表面处理 表面清洁度的 目视评定 第 1 部分：未涂覆过的钢材表面和全面清除原有涂层后的钢材表面的锈蚀等级和处理等级

　　GB/T 9286 色漆和清漆 漆膜的划格试验

　　GB/T 9793 热喷涂 金属和其他无机覆盖层 锌、铝及其合金

　　GB/T 10561 钢中非金属夹杂物含量的测定 标准评级图显微检验法

　　GB/T 11374 热喷涂涂层厚度的无损测量方法

　　GB/T 13288 . 2 涂覆涂料前钢材表面处理 喷射清理后的钢材表面粗糙度特性 第 2 部分：磨料喷射清理后钢材表面粗糙度等级的测定方法 比较样块法

　　GB/T 13452 . 2 色漆和清漆 漆膜厚度的测定

　　GB/T 17394(所有部分) 金属材料 里氏硬度试验

　　JB/T 5000 .13 重型机械通用技术条件 第 13 部分：包装

　　JB/T 5000 .15 重型机械通用技术条件 第 15 部分：钢锻件无损探伤

　　ISO 12944-4 色漆和清漆 防护漆体系对钢结构的腐蚀防护 第 4 部分：表面类型和表面处理

　　(Paints and varnishes—Corrosion protection of steel structures by protective paint systems—Part 4 : Types of surface and surface preparation)

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　锻造主轴 forgingshaft

　　风力发电机组中利用锻造成型方式，经机加工而成的将风轮扭矩和转速传递给发电系统的轴。

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　　3.2

　　法兰端 flangeside

　　位于风力发电机组主轴前端与轮毂连接的一端。

　　3.3

　　小头端 littleside

　　位于风力发电机组主轴后端与齿轮箱(如有)连接的一端。

　　3.4

　　实心主轴 solidshaft

　　任何径向截面其内孔直径与外径比值 ≤0.3 的主轴。

　　3.5

　　空心主轴 hollowshaft

　　任何径向截面其内孔直径与外径比值>0.3 的主轴。

　　3.6

　　常温型机组 windturbinegeneratorsystem fornormalenvironment

　　设计生存温度为-20 ℃ ~+50 ℃ ,运行温度为- 10 ℃ ~+40 ℃的风力发电机组。

　　3.7

　　低温型机组 windturbinegeneratorsystem forcoldenvironment

　　设计生存温度为-40 ℃ ~+50 ℃ ,运行温度为-30 ℃ ~+40 ℃的风力发电机组。

　　4 订单信息

　　下列信息由主轴需方提供：

　　a) 主轴材料、图纸、技术要求、交货状态、供货数量;

　　b) 高于“5 技术要求”及其他特别要求;

　　c) 需方若有见证点要求需在合同中注明。

　　5 技术要求

　　5 . 1 制造工艺

　　5 . 1 . 1 冶炼和浇注

　　锻件用钢锭宜采用电炉冶炼、钢包精炼。 如经需方同意也可采用保证质量的其他方法冶炼。

　　钢锭应在金属铸型中铸成，应采用尽可能大的横截面积和有效的冒口 。

　　在铸锭前或铸锭时，钢水应经过真空处理，真空系统的极限压强应低于 133 Pa。

　　5 . 1 . 2 锻造

　　锻件应采用钢锭直接锻造成型，锻件需进行连续纤维锻。

　　锻件应缓慢而均匀地加热。 锻件应在有足够吨位的锻压设备上锻造成型，确保锻透和组织均匀，锻件的轴线应与钢锭的中心大致重合。

　　钢锭两端应有足够的切除量，确保锻件无缩孔和严重的偏析。

　　除非订货合同中另有规定，钢锭质量较好端(水口端)应为法兰端。

　　锻造比应 ≥4。

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　　5 . 1 . 3 热处理

　　5 . 1 . 3 . 1 热处理应在适当结构的炉内进行，该炉应状态良好，并设有能控制和记录温度的有效装置。 炉子的大小应使整个锻件能均匀地加热至所需的温度。

　　5 . 1 . 3 . 2 锻件在锻后需进行正火加回火或退火工艺处理，以改善组织和机械加工性能。

　　5. 1 .3.3 粗加工后锻件需进行调质热处理以满足保证力学性能要求，调质回火温度不宜低于 580 ℃。

　　5 . 1 . 4 机械加工

　　机加工后，交货的主轴应符合需方订货图样和技术要求规定的尺寸、公差和表面粗糙度要求。

　　5 . 1 . 5 补焊

　　制造过程不允许采用任何形式的焊接或刷镀等添加材料的方式保证尺寸。

　　5 . 2 化学成分

　　5 . 2 . 1 钢的化学成分(熔炼分析)的质量分数应符合表 1 的规定。

　　表 1 化学成分的质量分数 %

　　5.2.2 成品锻件气体含量[H] ≤1.2 × 10- 6 ,[O] ≤30 × 10- 6 ,[N] ≤70 × 10- 6 。

　　5.2.3 As、Sn、Sb、Pb 及 Bi 含量 ≤0.01% , Cu 含量 ≤0.25%。

　　5 . 3 力学性能

　　主轴的力学性能应符合表 2 的规定。

　　表 2 主轴锻件的力学性能

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　　表 2(续)

　　5 . 4 防腐

　　5 . 4 . 1 清洗

　　根据 ISO 12944-4 推荐清洗方式对表面进行清洗，彻底清除油、脂、脏物及 NDT残留物。

　　5 . 4 . 2 表面处理

　　5.4.2. 1 喷漆表面经喷砂处理后清洁度应达到 GB/T 8923. 1 中 Sa 2Y2等级，喷砂后粗糙度应达到GB/T 13288 . 2 中等(G)级别 。

　　5.4.2.2 热喷金属表面经喷砂处理后清洁度应达到 GB/T 8923. 1 中 Sa3 等级，喷砂后粗糙度应达到GB/T 13288 . 2 粗糙(G)级别 。

　　5 . 4 . 3 涂装

　　5 . 4 . 3 . 1 根据需方或供需双方确定的涂装要求执行。

　　5 . 4 . 3 . 2 当需要进行热喷涂时，应按 GB/T 9793 执行。

　　6 检验要求和试验方法

　　6 . 1 化学成分分析

　　6 . 1 . 1 熔炼分析

　　每炉钢水可于浇注时取样测定钢水的化学成分，分析结果符合表 1 的要求。

　　6 . 1 . 2 成品分析

　　必要时进行成品分析，其分析结果应符合表 1 及表 3 规定的要求。 成品分析试样取自主轴本体或延长部位，也可取自力学性能分析试样。

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　　表 3 成品化学成分允许偏差

　　6 . 1 . 3 化学成分的检验

　　化学成分的检验按 GB/T 223 或能保证分析质量的其他方法的规定。

　　6 . 2 力学性能

　　6 . 2 . 1 取样位置、方向与数量

　　6 . 2 . 1 . 1 主轴的拉伸、冲击试样应采取自锻件的延长部位。

　　6 . 2 . 1 . 2 每根主轴在调质后进行取样，实心主轴取样部位应在距表面三分之一半径处(见图 1) 。 空心主轴取样应在二分之一壁厚处(见图 2) 。

　　6.2. 1 .3 主轴拉伸、冲击试样方向应取纵向(轴向)，冲击试样位置离端头不小于 30 mm。

　　6 . 2 . 1 . 4 每组试样的数量为一个拉伸、三个冲击。

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　　图 1 实心主轴取样图

　　图 2 空心主轴取样图

　　6 . 2 . 1 . 5 测试结果应满足表 2 及表 4 中偏差要求。

　　表 4 抗拉强度的最大允许偏差

　　6 . 2 . 2 试验方法

　　6 . 2 . 2 . 1 拉伸试验

　　拉伸试验应按 GB/T 228 . 1 的规定。

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　　6.2.2.2 缺口冲击试验

　　冲击试验按 GB/T 229 的规定。

　　6 . 3 硬度检验

　　6 . 3 . 1 硬度检验用便携式布氏或便携式里氏硬度计在工件表面上进行，布氏硬度检测按 GB/T 231 . 1 、里氏硬度检测按 GB/T 17394 的规定。

　　6 .3 .2 至少在 180°两条母线上，检测锻件的两端(法兰端、小头端)和中间三处硬度。

　　6 . 3 . 3 同一锻件表面硬度差不应超过 30 HBW,同一批锻件的硬度相对差不应超过 50 HBW。

　　6 . 4 金相检验

　　6.4. 1 调质后晶粒度按照 GB/T 6394 进行材料平均晶粒度检验，检验结果应 ≥5 级。

　　6.4.2 非金属夹杂物按照 GB/T 10561 , A 法评定，检验结果 A、B、C、D、Ds 均 ≤ 1. 5 级。五项之和≤4 级。

　　6 . 4 . 3 金相试样取样位置在小头端纵向 R/3 处 。

　　6 . 5 无损检测

　　6 . 5 . 1 一般要求

　　锻件应无白点、裂纹、折叠、缩孔、严重的偏析和严重的非金属夹杂物聚集等影响使用性能和表面质量的缺陷。

　　6 . 5 . 2 超声波探伤

　　经锻造、热处理后，按照 GB/T 6402 进行超声波探伤筛查。 经粗加工、调质后，按照 GB/T 6402 进

　　行 100%超声探伤检查，距表面 ≤50 mm 范围内按质量等级 4 级验收，距表面>50 mm 范围内按质量

　　等级 3 级验收。 为保证所有位置被检测到，必要时应使用斜探头进行检测。

　　6 . 5 . 3 磁粉探伤

　　精加工完毕后根据 JB/T 5000.15 对主轴进行 100%磁粉探伤检查，按 JB/T 5000.15 质量等级 1 级

　　验收。

　　6 . 6 复试和重新热处理

　　6 . 6 . 1 当拉伸试验中某一试验结果不合格时，可在主轴上与原试样相邻部位取两个试样进行复试，两个试样的复试结果应全部满足规定要求。

　　6.6.2 当主轴做三个冲击时，允许其中一个试样单值低于规定值，但不得低于规定值的 70% ,三个试样单值的算术平均值不得低于规定值。 当达不到上述要求时，在同一产品相邻部位再取三个冲击试样进行复试，但复试试样单值应全部符合规定值。

　　6 . 6 . 3 力学性能检测中如发现因白点和裂纹导致不合格，产品不得复试，予以报废。

　　6 . 6 . 4 当主轴力学性能不合格时，可进行重新热处理。 重新淬火次数不超过两次，正、回火次数不限。

　　6 . 7 防腐涂层检验

　　6 . 7 . 1 干膜厚度

　　6 . 7 . 1 . 1 油漆干膜厚度按照 GB/T 13452 . 2 执行。

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　　6 . 7 . 1 . 2 热喷金属干膜厚度按照 GB/T 11374 执行。

　　6 . 7 . 2 附着力

　　6 . 7 . 2 . 1 按照 GB/T 9286 进行划格试验，至少应满足 GB/T 9286 中 2 级要求。

　　6.7.2.2 按照 GB/T 5210 进行拉开法附着力检验，要求 ≥5 MPa。

　　7 验收及合格证书

　　7 . 1 当主轴的化学成分、力学性能、无损检测、防腐、外观、尺寸与公差等符合订货合同要求时应予验收。

　　7 . 2 需方有权选择锻件的某些试验项目进行验收，在验收或以后的加工中，发现锻件不符合本标准和订货合同中规定的补充技术要求时，需方应及时通知供方，双方协商解决。

　　7 . 3 供方应向需方提供合格证书，合格证书应包括以下内容：

　　a ) 合同号;

　　b ) 锻件图号;

　　c ) 标准号和材料牌号;

　　d ) 冶炼方法、熔炼炉号、锻件标识号;

　　e ) 熔炼分析结果;

　　f) 力学性能检测报告;

　　g) 无损探伤检测报告;

　　h ) 交货锻件的实际尺寸和重量;

　　i) 防腐检验报告;

　　j) 金相检验报告;

　　k) 热处理工艺报告与曲线;

　　l) 其他检验和需方需要补充检验的结果。

　　8 标志、包装和贮存

　　8 . 1 供方应在每个主轴醒目位置打印合同号、型号、熔炼炉号、序列号和供方标识等标记。

　　8.2 供方应对每根主轴的外表面进行适当防护，具体包装应符合 JB/T 5000.13 的规定，如需方另有要求，需按订货协议或合同规定的要求执行。

　　8 . 3 成品应贮存在通风、干燥的厂房内。