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風電行業高強螺栓的潤滑問題分析

2012-08-20 來源:《風能》 瀏覽數:1118

  由于形成的是10 μm–30 μm 的薄層,而且應用的領域不同,傳統的干膜潤滑劑注重的是潤滑效果,耐腐蝕性能不佳。目前已經有研究人員開發出新型的干膜潤滑劑,在保證潤滑效果的同時,添加顆粒極細的高效防腐防銹劑,使其防腐防銹性能也有很大的提高,以應對風電場惡劣的自然環境,對螺栓達克羅等涂層起到了有益的補充。此外,干膜潤滑劑是固化涂層,有優異的耐低溫性能,我國北方風電場冬季氣候異常寒冷,有些潤滑膏類粘度變化較大,但干膜型潤滑劑不存在此類問題。
  對于高強螺栓等長效、重載、極壓表面,以及潮濕等惡劣環境下的潤滑和防卡咬,建議采用固體潤滑的形式或者固體與流體潤滑相結合的形式,即使用干膜潤滑劑或者抗咬合油膏類潤滑劑。
  4 高強螺栓潤滑劑的性能指標
  對于風電高強螺栓使用的潤滑劑,除了一些傳統的潤滑性能指標外,還要綜合考慮風電行業的特殊技術要求,對一些重點的指標進行控制,主要包括扭矩系數K 與摩擦系數μ、防腐蝕性能、耐高低溫能力等。對于刷涂型產品,還要考慮到其具有適宜的刷涂粘度。
  4.1 扭矩系數K與摩擦系數μ
  如前文所述,高強螺栓使用潤滑劑的主要目的就是保證相同預緊扭矩下,得到均勻適中的預緊力,即保證扭矩系數K 的適中穩定性。因此扭矩系數K 是最應該關注的技術指標。目前,國家標準GB/T 1231—2006“鋼結構用高強度大六角頭螺栓、大六角螺母、墊圈技術條件”中規定螺栓扭矩系數K=0.11–0.15,標準偏差≤ 0.01。但是對每一批螺栓連接副,由于生產控制工藝的不同,并且現場施擰和涂抹潤滑劑的種類、方式不同,都會導致螺栓的扭矩系數不一致。因此對于不同廠家生產的螺栓,刷涂不同種類的潤滑劑,或者由于刷涂部位和材質的不同,都應該檢測扭矩系數K,對于要求嚴格的關鍵部位,甚至需要每一批次都進行復檢。
  扭矩系數的測試,國內外都有嚴格的標準,需要提醒的一點是,不僅要關注螺栓使用潤滑劑后,首次施擰時的扭矩系數,也要關注上緊拆卸幾次后的扭矩系數變化請況,以保證重復上緊或檢修加固時的穩定性。
  扭矩系數K 在換算扭矩與預緊力方面比較容易操作,但對整個螺栓上緊過程而言,則略顯簡單。為了更深入的了解螺栓預緊扭矩的分布情況,更系統的研究涂層和潤滑劑對螺栓預緊力的影響,國外在高強螺栓檢測和上緊中,引進了摩擦系數μ的控制。

式中:
T—預緊扭矩
F—預緊力
P—螺距
D0—支承面外徑
d2—螺紋中徑
dh—螺栓通過的墊圈或支承零件的孔徑
μb—螺母或螺栓頭部底下的支承面摩擦系數
μth—螺紋摩擦系數
其中總摩擦系數μtot = μb + μth
  4.2 耐腐蝕耐高低溫及其他性能
由于我國風電場多在戈壁或近海地區,氣候環境惡劣,四季溫差大。對風電設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。為了保障風電機組螺栓在惡劣的環境中不發生腐蝕和銹蝕現象,易于維修,需要潤滑劑在這方面提供有力的保護。同時潤滑劑還要具有適合的粘度,適應四季溫度變化,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,還要考慮成膜時間、對基材的附著力等因素。
  5 高強螺栓潤滑劑的主要應用部位

【延伸閱讀】

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閱讀上文 >> 風能系統集總控制的仿真研究
閱讀下文 >> 基于模型的實時仿真方法論——風電領域研發和測試新思路

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