金属技术监督实施细则精编版.docx
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金属技术监督实施细则精编版
公司标准化编码[QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
金属技术监督实施细则
前言
本规范是依据龙源电力集团股份有限公司风电技术监督管理办法的安排编制的，龙源（北京）风电工程技术公司组织有关部门组成标准编制组，经过调查研究，编制了本规范，本规范的编写格式符合GB/T《标准化工作导则第1部分：
标准的结构和编写》的规定。
本规范贯彻了金属力学及工艺性能试验方法标准汇编、焊接相关国内外标准汇编和零部件及相关标准汇编紧固件等相关国家标准，参考了DL/T715-2000火力发电厂金属材料选用导则、DL/T819-2002火力发电厂焊接热处理技术规程等电力行业金属监督工作的行业标准，以及龙源电力集团有限公司的内部技术质量规范，包括风电机组塔架和基础环法兰技术质量规范、风电机组塔架高强紧固件技术质量规范等，本规范的检验方法参考了无损检测标准汇编中相应国家标准的规定。
本规范由龙源电力集团股份有限公司提出。
本规范起草单位:
龙源（北京）风电工程技术公司。
本规范主要起草人：
任淮辉、段二顺、曹建忠、陶钢正、肖剑、岳文彦
本规范于××××年×月×日由××××负责人×××批准。
本规范于××××年×月×日首次发布。
风力发电场金属技术监督细则
1 概述
本标准规定了风力发电场输变电系统和风电机组的金属技术监督实施细则，包括相关金属结构件、零部件以及焊接件的监造、安装、运维和失效分析等。
2 适用范围
本规范适用于公司全资控股或控股风电企业，其他企业可参照执行。
本规范使用范围包括在役的输变电系统和风电机组中金属部件的采购、维修与更换以及相关部件金属材料的选用和替代或技术改造。
与金属材料连接的非金属材料，如复合材料叶片、整流罩等不适用本细则监督的范畴。
3 定义与术语
3.1 金属部件分类classificationofmetalcomponent
按照风电场输变电系统和风电机组各种金属部件的加工和使用，将金属部件分为杆塔架构、压力容器、套管、塔筒、法兰、基础环、主轴、轮毂、偏航机构、变桨机构等机械加工结构件；机组叶片、轮毂、主轴、塔筒等之间起连接作用的紧固件、焊缝焊接件以及各种轴承等标准件。
3.2 金属力学mechanicsofmetals
系研究金属在力的作用下所表现行为和发生现象的学科，由于作用特点的不同，如力的种类（静态力、动态力、磨蚀力等）、施力方式（速度、方向及大小的变化，局部或全面施力等）、应力状态（简单应力——拉、压、弯、剪、扭；复杂应力——两种以上简单应力的复合）等的不同，以及金属在受力状态下所处环境的不同（温度、压力、介质、特殊空间等），使金属在受力后表现出各种不同的行为，显示出各种不同的力学性能。
3.3 金属力学性能mechanicalpropertiesofmetals
金属在力作用下所显示与弹性和非弹性反应相关或涉及应力-应变关系的性能。
3.4 金属力学性能判据characteristicofmechanicaltestingofmetals
表征和判断金属力学性能所用的指标和依据，其高低表征金属抵抗各种损伤作用的能力的大小，是评价金属材料质量的主要判据，也是金属制件设计时选材和进行强度计算时的主要依据，如抗拉强度、伸长率、疲劳极限等。
3.5 金属力学试验mechanicaltestingofmetals
测定金属力学性能判据所进行的试验，一般有拉伸试验、压缩试验、弯曲试验、扭转试验、剪切试验、冲击试验、硬度试验、蠕变实验、应力松弛试验、疲劳实验、断裂韧性试验、磨损试验、工艺试验、复合应力试验等。
3.6 金属力学性能测试measurementandtestofmechanicalpropertiesofmetals
系统过不同力学试验及相应测量以求出金属的各种力学性能判据的技术。
金属力学性能测试对金属材料质量检验、研制和发展新材料，改进材料质量，最大限度发挥材料潜力，进行金属制件失效分析，确保金属制件的合理设计、制造、安全使用和维护，都是必不可少的手段。
金属力学性能测试的基本任务，是确定合理的金属力学性能判据并准确而尽可能快速地测出这些判据。
3.7 无损检测NDTNon-destructivetesting
系利用声、光、磁和电等特性，在不损害或不影响被检对象使用性能的前提下，检测被检对象中是否存在或不均匀性，给出缺陷的大小、位置、性质和数量等信息，进而判定被检对象所处技术状态（如合格与否、剩余寿命等）的所有技术手段的总称。
3.8 失效分析failureanalysis
系认识事物本质和发展规律的逆向和探索，是变失效为安全的基本环节和关键，是深化对客观事物的认识源头和途径。
4 执行标准和引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
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。
此外，当金属技术监督的材料牌号原设计为国外材料时，参照相应的原设计国外标准执行。
材料牌号原设计为国内材料时，参照相应的原设计国内标准执行。
当材料牌号原设计为国外材料变更为国内材料时，参照相应的国内标准执行，但重要材料性能指标参照相应的原设计国外标准执行。
GB/T222-1984钢的化学分析用试样取样法及成品化学成分允许偏差
GB/T223-1994钢铁及合金化学分析方法
GB/T224-1987钢的脱碳层深度测定法
GB/T226-1991钢的低倍组织及缺陷酸蚀试验法
GB/T228-1987金属拉伸试验方法
GB/T229-1994金属夏比缺口冲击试验方法
GB/T230-1991金属洛氏硬度试验方法
GB/T231-1984金属布氏硬度试验方法
GB/T232-1988金属弯曲试验方法
GB/T233-1982金属顶锻试验方法
GB/T1591-1994低合金高强度机构钢
GB/T6394-2002金属平均晶粒度测定方法
GB/T10561-2005钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微镜检验法
GB/T3375-1994焊接术语
GB/T324-1988焊缝符号表示法
GB/T5185-1985金属焊接及钎焊方法在图样上的表示代号
GB/T12212—1990技术制图焊缝符号的尺寸、比例及简化表示法
GB/T—1998焊接质量要求金属材料的熔化焊第1部分：
选择及使用指南
GB/T—1998焊接质量保证金属材料的熔化焊第2部分：
完整质量要求
GB/T—1998焊接质量保证金属材料的熔化焊第3部分：
一般质量要求
GB/T—1998焊接质量保证金属材料的熔化焊第4部分：
基本质量要求
GB/T12469-1990焊接质量保证钢熔化焊接头的要求和缺陷分级
GB/T0854-1990钢结构焊缝外形尺寸
GB/T紧固件机械性能螺栓螺钉和螺柱
GB/T紧固件机械性能螺母粗牙螺纹
GB/T1228-2006钢结构用高强度大六角头螺栓
GB/T1229-2006钢结构用高强度大六角螺母
GB/T1230-2006钢结构用高强度垫圈
GB/T1231-2006钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件
GB/T3077-1999合金钢结构
GB/T紧固件公差平垫圈
GB/T5616-1985常规无损探伤应用导则
GB/T6417-1986金属溶化焊焊缝缺陷分类及说明
GB/T9445-1999无损检测人员资格鉴定与认证
GB/T12469-1990焊接质量保证钢熔化焊接头的要求和缺陷分类
GB/T14693-1993焊缝无损检测符号
JB/T重型机械通用技术条件铸钢件无损探伤
JB/T重型机械通用技术条件锻钢件无损探伤
EN10025-3—2004热轧结构钢第3章
5 监督范围
金属监督范围包括输变电设备金属监督及风电机组金属监督三部分内容。
具体范围如下：
5.1 输变电设备金属技术监督范围：
a）杆塔、构架等重要金属构件：
包括塔材、螺栓等。
b）电力金具：
包括悬垂线夹、耐张线夹、连接金具、接续金具、防护金具、T接金具、设备线夹和母线金具。
c）电力线材：
钢芯铝绞线及钢绞线。
d）气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）。
e）高压隔离开关设备。
5.2 风电机组金属技术监督范围：
a）风电机组塔架、法兰、基础环、主轴、轮毂、偏航机构、变桨机构和制动系统等结构件。
b）风电机组叶片、轮毂、主轴、塔筒等相应连接部位的螺栓紧固件。
b）塔架焊缝和机架焊缝。
6 监督内容与要求
6.1 输变电系统金属部件的技术监督
1.1
6.1.1 输变电设备基建阶段监督
风电场所属输变电设备的金属受监设备、部件和材料，都应有制造厂提供的质量保证书及检验记录等技术资料，如资料不全或对质量有怀疑时，应要求制造厂补做。
所有受监部件在到货或安装后由本单位生产部门负责进行抽检工作。
抽检部件以宏观检查为主，并进行尺寸、化学成分、镀层、硬度、力学性能、无损检测等项目的检验。
a）抽检比例
设备招标订货前在订货合同或技术协议中应明确抽检的批次和比例。
样本应在被检设备、构件、材料批次总体中随机抽取；样本抽取后，检测期间不作调换。
样本的抽取应按照合同规定的要求进行。
合同中未作具体规定的，按相关国家标准或行业标准的要求进行。
电力金具的抽检比例依据《电力金具试验方法第4部分验收规则》GB/和《电力金具制造质量钢铁件热镀锌层》DL/确定，具体抽检数量见表1和表2；杆塔紧固件的抽检比例依据《输电线路铁塔及电力金具紧固用冷镦热浸镀锌螺栓与螺母》DL/确定；塔材、高压隔离开关、电力线材等部件的抽检比例按照《计数抽样检验程序第11部分：
小总体声称质量水平的评定程序》GB/确定，具体抽检数量见表3。
表1电力金具力学性能测试抽检比例
批次设备总数n
n＜10
10≤n＜100
100≤n＜500
500≤n＜20000
n≥20000
抽检数量m
1
3
4
m＝4＋
1000
m＝19＋
1000
表2电力金具镀层测试抽检比例
批次设备总数n
n≤3
3＜n
≤500
501＜n≤1200
1201＜n≤3200
3201＜n≤10000
n>10000
抽检数量m
全部
3
5
8
13
20
表3塔材、高压隔离开关、线材等设备的抽检比例
批次设备总数n
n≦30
30507090110抽检
数量m
1
2
3
4
5
6
批次设
备总数n
130150190210230/
抽检数量m
7
9
10
11
12
/
b）厂家责任
制造厂家应主动协助做好产品的抽检工作。
提供准确的交货清单，以协助抽取方案的制定。
对接受抽检的产品提供完整的零部件清单及其材质、型号、工艺、尺寸、重量、部件品牌与产地等技术数据和说明；提供有效的型式试验报告、出厂试验报告、主要部件试验报告；在必要的情况下提供产品的操作指导和危险性提示。
对隐瞒信息而造成的检测后果负全部责任。
c）检测标准及质量判定依据
以受监设备、部件相对应的国家标准、行业标准、地方标准、国家有关规定，以及产品生产企业在销售合同中明示的企业标准或订货技术协议作为依据。
d）检测过程及结果
根据受监设备、部件及检测项目的特点，并结合实际情况，检测时机一般分为到货开箱验收和安装后两个阶段；检测方式可分为实验室检测、现场检测（包括制造现场和安装现场）两种方式。
受监设备基建阶段监督检测项目见附录A。
由单位负责对检测结果进行汇总，作出被检批次是否通过检测的结论，并出具检测报告，并由龙源（北京）风电工程技术公司进行审核。
检测结果作为合格供应商评定依据之一。
对检测未通过的产品批次，应停止使用；对已投运的同批次产品，应限期整改。
6.1.2 输变电设备运维阶段定期检修监督
a）对变压器、开关设备、载流导体、杆塔、构架及重要紧固件、各类重要电力金具等重要部件，在投运一年后进行第一次监督检查，风电机组出质保正常运行后，每二年检查一次，检查方式以宏观直接观察为主。
b）宏观检查内容包括变压器、开关设备、载流导体、杆塔、构架及重要紧固件、各类重要电力金具的表面缺陷、腐蚀情况，发现表面外观、腐蚀和裂纹等超标缺陷时，应及时更换。
对输变电设备中承载大、亦锈蚀的螺栓紧固力进行抽样检查，抽样检查的比例为50%。
d）输变电设备定期检修监督标准项目，见附录B。
6.2 风力发电机组金属部件的技术监督
1.2
6.2.1 风电机组金属部件制造、基建、投运和备件的技术监督
a）严格按照标准、规程、制度、导则及相关文件等的要求，在风电场各金属部件从加工、制造、施工到生产全过程检修过程中，确保金属监督试验项目不缺项，不漏项，并保证各项目的检验质量。
b）对风电机组塔架、法兰和基础环的金属技术监督参考国际标准GB/T19072-2010《风力发电机组塔架》与龙源电力集团公司的内部质量规范CLYPG-Q-10001《风电机组塔架和基础环法兰》等。
c）对风电机组主轴、轮毂、偏航机构、变桨机构和制动机构的金属技术监督建议采用主机厂出场的相关技术规范。
d）对塔架地脚螺栓、轮毂叶片连接变桨螺栓等重要连接螺栓对于其加工、制造以及施工等参考螺栓设计和应用的相关国家标准和龙源电力集团的内部质量规范，并在检修过程中进行宏观检查，必要时进行无损探伤检查，对新更换的合金螺栓必须进行复查，并由龙源（北京）风电工程技术公司对报告做监管。
e）对齿轮箱输出轴等重要转动部件进行宏观检查，必要时进行内窥镜检查和解体检查。
f）对塔架和机架的焊缝参考焊接相关的技术标准，进行焊接工艺、焊接质量的技术监督。
6.2.2 对风电机组的金属部件，塔架、法兰、基础环、主轴、轮毂等结构件按照铸钢件和锻钢件进行分类，并包含高强螺栓等紧固件以及焊缝、焊接结构件等，分别对其制造、基建、投运和备件进行相应的金属技术监督。
6.2.3 轮毂、轴承箱体和齿轮箱箱体等铸刚件的技术监督
6.2.3.1 铸钢件材料的要求
a）应具有良好的浇铸性能，即好的流动性及小的收缩性，为此铸钢中碳、硅、锰的含量应比锻、轧件高一些。
b）在高温及高应力下长期工作的铸钢件用钢，应具有较高的持久强度和塑性，并具有良好的组织性能稳定性。
c）承受疲劳载荷作用的铸钢件用钢，应具有良好的抗疲劳性能和较高的冲击韧性。
d）承受高温蒸汽冲蚀与磨损的铸钢件用钢，应具有一定的抗氧化性能和耐磨性能。
e）需要焊接的铸钢应具有满意的可焊性。
选材时，主要依据铸钢件的工作温度和钢材的最高允许使用温度进行选用。
存在于复杂形状铸件中的危害性铸造缺陷，必须彻底清除后，用补焊的方法修复。
6.2.3.2 铸钢件常用材料牌号、特性及其主要应用范围
铸钢件常用材料有碳素铸钢及铬钼和铬钼钒合金铸钢。
铸件与锻件相比，铸件多用于受力较小的金属部件。
由于铸件内部不可避免地存在铸造缺陷，强度计算时许用应力的安全系数要适当放大。
审查主机厂商的轮毂、主轴箱体和齿轮箱箱体等铸钢件常用钢钢号、特性及其主要应用范围参考铸钢件相关的国家标准。
6.2.3.3 铸钢件的材质检验
铸钢件所用钢材应符合相应的国家、行业技术标准或订货合同要求，其检验要求见表4。
表4铸钢件的材质检验
项目名称
取样数量
抽检方法
检验项目
轮毂
主轴和齿轮箱箱体铸件
其他结构铸件
化学成分
逐炉
GB/T228
√
√
拉伸试验
1个
GB/T229
√
√
冲击试验
2个
JB/T
√
√
磁粉探伤
全部表面
GB/T3323
√
√
√
射线探伤
连接焊缝
45
√
外形和尺寸
宏观和量具
√
√
金相检验
仅对ZG20CrMo
ZG20CrMoV
ZG15Cr1Mo1V
GB/T13298
√
6.2.3.4 机组投运期间的在役检测
a）轮毂、轴承箱体和齿轮箱箱体等铸钢件的在役检测由项目公司风电场安排自查，检查方式以结构件宏观表面缺陷、锈蚀和整体结构变形的检查为主，检查周期为1个定检周期。
b）对于出现故障和损伤的轮毂、轴承箱体和齿轮箱箱体等铸钢件，并导致机组无法运行的，项目公司需要安排失效分析查明原因，工程技术公司进行监督和审核报告，以防止类似事故的发生。
6.2.4 塔筒、法兰、基础环、主轴、偏航系统、变桨系统和制动系统等锻钢件的技术监督
6.2.4.1 锻钢件材料的要求：
a）应具有强度高、塑性和韧性良好的综合力学性能。
b）具有较高的蠕变强度、持久强度，且长期组织稳定性好。
c）具有较高的断裂韧性，且脆性转变温度低，抗疲劳性能好。
d）对转子体和主轴锻件，均应测定残余应力，其值不应大于相应锻件强度级别材料径向屈服强度下限值的8%。
对于主轴锻件，当直径大于600mm时，在最终热处理后应检查残余应力，锻件直径为600～1000mm时，其残余应力不应大于40MPa；锻件直径大于1000mm时，残余应力不应大于50MPa。
e）锻件冶金质量好、材料性能均匀，不应有裂纹、白点、缩孔、折叠、过度的偏析，以及超过允许的夹杂和疏松等。
锻件材料性能的均匀性，可在锻件性能热处理后，通过测量硬度的方法进行检验（硬度的绝对值供参考）。
硬度的均匀性要求规定为：
对于主轴锻件，在同一圆弧表面上各点间的硬度差不应超过30HB，在同一母线上的硬度差不应超过40HB。
e）需要焊接的铸钢应具有满意的可焊性。
选材时，主要依据铸钢件的工作温度和钢材的最高允许使用温度进行选用。
存在于复杂形状铸件中的危害性铸造缺陷，必须彻底清除后，用补焊的方法修复。
6.2.4.2 铸钢件常用材料牌号、特性及其主要应用范围：
对于国内生产的塔筒、法兰、基础环、主轴、偏航系统、变桨系统和制动系统等锻钢件常用钢钢号、特性及其主要应用范围参考锻钢件相关的国家标准。
对于进口的主轴、偏航系统、变桨系统和制动系统等锻钢件，应符合供货国标准、相关国际标准以及订货合同要求。
6.2.4.3 铸钢件的材质检验：
a）国内生产的塔筒、法兰和主轴用优质碳素结构钢的技术要求和质量检验，应符合GB/T699和GB/1591的规定。
b）进口的主轴等锻钢件用34CrNiMo6、S355NL等合金结构钢的技术要求和质量检验，应符合相应的EN10083-2006:
3、EN10025:
3的规定。
锻钢件所用钢材应符合相应的国家、行业技术标准或订货合同要求，其检验要求见表5
表5锻钢件的材质检验
项目名称
试验方法
检验项目
塔筒
法兰、基础环，机架
主轴
偏航、变桨和制动系统中锻钢件
化学成分
GB/T223
EN10083-2006:
3
√
√
√
拉伸试验
GB/T228
GB/T4338
√
√
√
冲击试验
GB/T229
√
√
√
√
强度试验
GB/T2039
√
√
硬度试验
GB/T231
√
√
√
酸洗检验
√
磁粉探伤
全部表面
√
√
√
√
超声波探伤
JB1582,JB1581,JB4010
√
√
√
渗透检验
√
夹杂物检验
GB/T10561
√
√
√
√
晶粒度检验
YB/T5148
√
√
√
尺寸及表面
粗糙度检验
√
√
√
6.2.4.4 机组投运期间的在役检测：
a）塔筒、法兰、基础环、主轴、偏航系统的轮齿与轴承、变桨系统的轴承和制动系统的刹车盘等锻钢件的日常在役检测由项目公司风电场安排自查，检查方式以结构件表面缺陷、锈蚀和整体结构变形的检查为主，检查周期为1个定检周期。
b）对于即将出质保或运行5年以上的机组，项目公司应安排风电场针对塔筒、法兰、基础环和主轴等锻钢件的在役无损检测，检测方式为超声、磁粉等专业的检测，检测方案由项目公司与工程技术公司协商完成，并由工程技术公司执行或工程技术公司委托专业检测机构执行，项目公司根据风电机组的保有量以及相应部件的失效状况按照至少33%的比例进行依次轮流抽检，检测周期为1年。
c）对于已经出现裂纹或断裂事故的锻钢件，项目公司应与工程技术公司协商尽快安排风电场同型号机组的在役无损检测，并尽可能的实现风电场内相应机型的完全检测，全检周期定为1年，以避免类似失效问题扩大化。
d）对于已经出现故障和损伤的塔筒、法兰、基础环、主轴、偏航系统、变桨系统和制动系统等锻钢件，并导致机组无法运行的，项目公司需要安排失效分析查明原因，工程技术公司进行监督和审核报告，或者项目公司委托工程技术公司进行失效分析查明原因，并根据失效分析的建议加强机组相应金属部件的巡查。
6.2.5 风电机组高强螺栓紧固件的金属技术监督
6.2.5.1 高强螺栓材料选用
a）材料的组织性能稳定性好，回火脆性和热脆性倾向小。
长期运行后螺栓的硬度值也应控制在相应的技术标准所要求的范围内。
b）对于承受疲劳载荷的螺栓（如联轴器螺栓）材料，还应具有较高的抗疲劳和抗剪切的能力。
c）为防止螺纹咬死和减少磨损，选材时，螺栓和螺母应采用不同钢号。
螺母的工作条件较螺栓好，螺母材料强度等级应比螺栓低一级（硬度低20HB～50HB）；并且，原则上同一法兰的紧固件，应采用牌号和强度等级相同的材料，否则应计算由不同线膨胀系数和不同抗松弛性能带来的影响。
风电机组中常用的高强螺栓材料及适用规格，见表6。
表6高强螺栓材料选用
类别
性能等级
材料
标准编号
适用规格
螺栓螺钉螺柱
42CrMo
GB/T3077-1999
M30-48
螺栓螺钉螺柱
35CrMo
GB/T3077-1999
M36以下
螺母
10
45
GB/T699-1999
M30以下
螺母
10
35CrMo
GB/T3077-1999
M30以上
垫圈
HV300
45
GB/T699-1999
不限
6.2.5.2 性能等级和机械性能
a）螺栓的性能等级为级，其机械性能应符合GB/中级的要求。
对于螺纹公称直径≥20mm的螺栓（螺钉或螺柱），按GB/T229-2007中关于标准夏比V型缺口冲击试件的规定制成试件，螺栓低温（-50℃）冲击吸收功平均值大于或等于27J，一组试件允许有一件冲击功的最小值大于19J。
螺栓的性能等级为级，其机械性能应符合GB/中级的要求。
对于螺纹公称直径≥20mm的螺栓（螺钉或螺柱），按GB/T229-2007中关于标准夏比V型缺口冲击试件的规定制成试件，螺栓低温（-40℃）冲击吸收功平均值大于或等于27J，一组试件允许有一件冲击功的最小值小于27J，但不小于平均值的70%。
b）螺母的性能等级为10级，其机械性能应符合GB/中10级的要求。
c）垫圈的性能等级为35HRc-45HRC，其硬度值为329HV-436HV（35HRc-45HRC）。
6.2.5.3 尺寸和公差要求
螺栓、螺
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