Page 84 - 理化检验-物理分册2019年第六期

DOI : １０．１１９７３ / lh jy Ｇwl２０１９０６０１５

风力发电机组主轴连接螺栓断裂原因分析

陈 浩,谭小蒙,张 涛,乔 欣

( 内蒙古电力科学研究院,呼和浩特 ０１００２０ )
摘 要: 采用宏观检验、 化学成分分析、 金相检验、 力学性能试验、 断口分析、 有限元分析等方法
对某风力发电机组主轴连接螺栓断裂原因进行了分析.结果表明: 该主轴连接螺栓断裂模式为氢
致脆性断裂; 螺栓表面处理前的酸洗工艺控制不当造成大量氢渗入, 是导致其氢致脆性断裂的主要
原因.
关键词: 风力发电机;主轴连接螺栓;氢致脆性断裂;酸洗

中图分类号: TM６１４ 文献标志码: B 文章编号: １００１Ｇ４０１２ ( ２０１９ ) ０６Ｇ０４２７Ｇ０３
CauseAnal y sisonFractureofBoltConnectedwithS p indleofaWindTurbine

,
Q
CHENHao , TANXiaomen g ZHANGTao , IAOXin
( InnerMon g oliaElectricPowerResearchInstitute , Huhhot０１００２０ , China )
Abstract : Thefracturecausesoftheboltconnectedwiths p indleofawindturbinewereanal y zedb ymacrosco p ic
ins p ection , chemicalcom p ositionanal y sis , metallo g ra p hicexamination , mechanicalp ro p ert ytest , fractureanal y sisand
finiteelementanal y sis．Theresultsshowthatthefracturemodeofthes p indleconnectin gboltwash y dro g eninducedbrittle
fracture．Im p ro p ercontrolofthe p icklin gp rocessbeforethesurfacetreatmentoftheboltcausedalar g eamountofh y dro g en
top enetrate , whichwasthemaincausefortheh y dro g eninducedbrittlefractureofthebolt．
Ke y words : windturbine ; s p indleconnectin gbolt ; h y dro g eninducedbrittlefracture ; p icklin g

风力发电机主轴在传动系统中主要起到传递扭
矩及吸收振动的作用, 其受力情况极为复杂, 既承受
轴向力、 径向力和剪切力, 还承受弯矩和扭矩, 因此
主轴及其紧固件的可靠性对风力发电机组 至关重
要 [ １Ｇ２ ] .某 ８５０kW 风力发电机在投运 ６a ( 年) 后,
风机主轴连接螺栓发生断裂失效.该螺栓 规格为
M４２mm×１８０ mm , 材料为 ４２CrMo 钢, 强度等级
为 １０．９ 级.为查明该主轴连接螺栓断裂失效原因,
笔者对其进行了检验和分析.

１ 理化检验

１．１ 宏观检验
对断裂的主轴连接螺栓进行宏观观察, 结果如
图 １ 所示.根据放射状条纹走向可以判断, 主轴连
接螺栓断裂于螺栓自刚性杆处数第一道螺纹的牙底

图 １ 断裂主轴连接螺栓宏观形貌
收稿日期: ２０１９Ｇ０２Ｇ０９
Fi g 敭１ Macromor p holo gy ofthefractureds p indleconnectin gbolt
作者简介: 陈 浩( １９８４－ ), 男, 高级工程师, 博士, 主要从事电力
a entiret y b fracturesurface
设备失效分析及安全性评估工作, chenhao１９８４２２３＠１６３．com
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