隨著近幾年風(fēng)電行業(yè)迅猛發(fā)展,風(fēng)電機(jī)組的質(zhì)量安全也越來越受到重視。螺栓作為風(fēng)電機(jī)組的主要連接方式之一, 應(yīng)用在輪轂、齒輪箱、葉片連接、塔筒連接等諸多關(guān)鍵部位, 螺栓的安全關(guān)系到整個(gè)風(fēng)電機(jī)組的安全可靠運(yùn)行。螺栓質(zhì)量、裝配方法、擰緊工具、操作者都會影響到終螺紋的連接質(zhì)量,比瑟奴分析的螺栓潤滑問題也是影響風(fēng)電螺栓裝配的關(guān)鍵因素之一,希望借此使螺栓的研究得到更多的重視。Pseinu(比瑟奴) C.GREASE-225/FG 風(fēng)電螺栓長效防腐潤滑脂 良好的防腐防蝕性、抗水性、粘附性、化學(xué)安定性,是風(fēng)力發(fā)電螺栓長期防銹防腐脂。高強(qiáng)螺栓潤滑的必要性,潤滑脂是在螺栓裝配中應(yīng)用到螺紋或其他接觸面的化學(xué)品。潤滑脂不僅僅在螺栓安裝過程中起到潤滑作用,在螺栓的裝配、使用和拆卸過程中都起了很重要的作用。首先,在裝配過程中,潤滑劑使裝配更加順暢并且減小了扭矩系數(shù)的分散性,使螺栓應(yīng)力分布更加均勻。目前風(fēng)電螺栓的上緊大多使用扭矩法控制,使用高強(qiáng)度螺栓就是為了得到更高更穩(wěn)定的預(yù)緊力。預(yù)緊力是通過對螺栓端頭施加的扭矩轉(zhuǎn)化的。研究發(fā)現(xiàn),并不是 100% 的扭矩都能轉(zhuǎn)化成終螺栓的預(yù)緊力,其中 45%–50% 消耗在克服螺栓斷頭與支撐面之間的摩擦力,35%–40% 消耗在克服螺紋間的摩擦力,只有10%–20% 轉(zhuǎn)化為夾緊力,即我們需要的力。螺栓總預(yù)緊扭矩T 與預(yù)緊力 D 有如下的關(guān)系 :T=K·D·F其中 D 為螺栓公稱直徑,K 為扭矩系數(shù)。隨著螺紋表面摩擦條件的不同,轉(zhuǎn)化的預(yù)緊力也不相同。螺栓潤滑條件越好,同一預(yù)緊扭矩下轉(zhuǎn)化的預(yù)緊力就越大,即扭矩系數(shù) K 越小。我們在上緊過程中需要的是穩(wěn)定適中的夾緊力,即需要一個(gè)穩(wěn)定的扭矩系數(shù) K。在預(yù)緊扭矩 T 相同的條件下,K 值過大,則轉(zhuǎn)化的預(yù)緊力太小,達(dá)不到設(shè)計(jì)的預(yù)緊要求; K 值過小,加之扭矩扳手有一定的誤差,則容易導(dǎo)致預(yù)緊力過載,螺紋連接副失效 ;K 值不穩(wěn)定,則轉(zhuǎn)化的預(yù)緊力不一致,容易造成受力面如法蘭盤變形。使用螺栓潤滑劑能夠使螺栓扭矩系數(shù)的穩(wěn)定性和一致性大大提高,有效避免這些風(fēng)險(xiǎn)。
其次,在螺栓裝配和拆卸過程中,潤滑劑有效地防止了金屬間的咬合。合適的潤滑劑不僅能夠起到裝配順暢的作用,還能夠防止裝配或拆卸時(shí)螺栓發(fā)生咬死。由于加工精度的關(guān)系, 兩個(gè)金屬面之間,包括螺紋面之間,不可能 100% 接觸。即使加工再精密,光潔度和平面度很高,多有 25%–35% 的高點(diǎn)接觸。特別是螺紋表面,由于螺紋升角的存在,只有大約15%–20% 接觸。當(dāng)對螺栓施加一個(gè)高載荷扭矩時(shí),兩個(gè)螺紋面之間的高點(diǎn)接觸,發(fā)生彈性形變,直到可以承載扭矩所轉(zhuǎn)化的壓力。如果是沒有潤滑的表面,表面就容易發(fā)生擦傷。在特定的載荷或溫度下,金屬間就有可能咬合,致使在裝配或拆卸過程中發(fā)生卡咬。為了防止這種現(xiàn)象導(dǎo)致螺栓失效,需要將兩個(gè)接觸面隔開。好的潤滑劑會填充接觸點(diǎn)之間的空隙,減少金屬與金屬間的接觸,預(yù)防磨損或卡咬。
*,在螺栓服役過程中,需要潤滑劑對螺栓提供防腐防銹蝕保護(hù)。風(fēng)電機(jī)組服役環(huán)境惡劣,特別是近海及海上風(fēng)電場對腐蝕保護(hù)的要求比較高。雖然達(dá)克羅涂覆的高強(qiáng)度螺栓本身防腐防銹性能非常,但達(dá)克羅涂層比較脆弱,在運(yùn)輸和施工過程中無法避免磕碰現(xiàn)象,使用潤滑劑能夠起到*的輔助防腐效果。此外,高強(qiáng)度螺栓預(yù)緊扭矩比較大,螺紋面間的摩擦力大,達(dá)克羅涂層無法抵抗較大的摩擦力,在上緊過程中涂層多被破壞,潤滑劑能夠起到減少涂層間摩擦,保護(hù)涂層的作用。對于風(fēng)電高強(qiáng)螺栓使用的潤滑劑,除了一些傳統(tǒng)的潤滑性能指標(biāo)外,還要綜合考慮風(fēng)電行業(yè)的特殊技術(shù)要求,對一些重點(diǎn)的指標(biāo)進(jìn)行控制,主要包括扭矩系數(shù) K 與摩擦系數(shù) μ、防腐蝕性能、耐高低溫能力等。對于刷涂型產(chǎn)品,還要考慮到其具有適宜的刷涂粘度。
4.1扭矩系數(shù)K與摩擦系數(shù)μ
如前文所述,高強(qiáng)螺栓使用潤滑劑的主要目的就是保證相同預(yù)緊扭矩下,得到均勻適中的預(yù)緊力,即保證扭矩系數(shù) K 的適中穩(wěn)定性。因此扭矩系數(shù)K 是應(yīng)該關(guān)注的技術(shù)指標(biāo)。目前, 國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 1231—2006“鋼結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度大六角頭螺栓、大六角螺母、墊圈技術(shù)條件”中規(guī)定螺栓扭矩系數(shù) K=0.11– 0.15,標(biāo)準(zhǔn)偏差≤ 0.01。但是對每一批螺栓連接副,由于生產(chǎn)控制工藝的不同,并且現(xiàn)場施擰和涂抹潤滑劑的種類、方式不同, 都會導(dǎo)致螺栓的扭矩系數(shù)不一致。因此對于不同廠家生產(chǎn)的螺栓,刷涂不同種類的潤滑劑,或者由于刷涂部位和材質(zhì)的不同, 都應(yīng)該檢測扭矩系數(shù) K,對于要求嚴(yán)格的關(guān)鍵部位,甚至需要每一批次都進(jìn)行復(fù)檢。扭矩系數(shù)的測試,國內(nèi)外都有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn),需要提醒的一點(diǎn)是,不僅要關(guān)注螺栓使用潤滑劑后,*施擰時(shí)的扭矩系數(shù), 也要關(guān)注上緊拆卸幾次后的扭矩系數(shù)變化請況,以保證重復(fù)上緊或檢修加固時(shí)的穩(wěn)定性。扭矩系數(shù) K 在換算扭矩與預(yù)緊力方面比較容易操作,但對整個(gè)螺栓上緊過程而言,則略顯簡單。為了更深入的了解螺栓預(yù)緊扭矩的分布情況,更系統(tǒng)的研究涂層和潤滑劑對螺栓預(yù)緊力的影響,國外在高強(qiáng)螺栓檢測和上緊中,引進(jìn)了摩擦系數(shù) μ 的控制。由于我國風(fēng)電場多在戈壁或近海地區(qū),氣候環(huán)境惡劣,四季溫差大。對風(fēng)電設(shè)備的耐腐蝕耐鹽霧以及耐高低溫性能要求比較高,螺栓用潤滑劑也不例外。為了保障風(fēng)電機(jī)組螺栓在惡劣的環(huán)境中不發(fā)生腐蝕和銹蝕現(xiàn)象,易于維修,需要潤滑劑在這方面提供有力的保護(hù)。同時(shí)潤滑劑還要具有適合的粘度,適應(yīng)四季溫度變化,在 -30℃及以上溫度可以正常施工。
以上是針對潤滑劑總體而言的性能要求,對于干膜型的潤滑劑,還要考慮成膜時(shí)間、對基材的附著力等因素。