王继业 秦红付 李 雪 李春辉 胡振志 金 明

(中信重工机械股份有限公司，河南471003)

法兰作为风力发电机组塔架的关键连接件，其服役条件恶劣，长期承受交变载荷，受力较为复杂，因此，对产品的综合性能要求严格[1]。随着海上风电装机向大功率发展，法兰的规格尺寸也越来越大，桩顶法兰尺寸≥7000 mm，厚度≥350 mm，要求低碳低合金Q355钢满足ReL≥315 MPa和KV2(-50℃)≥50 J，制造工艺需要采取有效的控制措施，以满足批量生产法兰锻件的各项理化检验指标。

1 技术要求

1.1 化学成分

桩顶法兰材料牌号Q355NEZ35，Q355指屈服强度，N为正火要求，E为材料级别要求(S≤0.005%)，Z35指纵向断面收缩率≥35%，化学成分符合GB/T 1591—2018《低合金高强度结构钢》或EN10025-3:2004标准S355NL要求，见表1，其中Nb、V、Ti、Al作为细化晶粒的强化元素选择添加。另外，在保证力学性能各项指标的基础上，应降低碳当量，以保证材料焊接性能。

表1 Q355NEZ35钢化学成分要求(质量分数，%)Table 1 Chemical composition requirements of Q355NEZ35 steel(mass fraction,%)

1.2 性能标准

桩顶法兰尺寸规格大，外径≥∅7000 mm，壁厚≥350 mm，法兰取样位置见图1，力学性能指标见表2，ReL和-50℃KV2是两个关键的验收指标。锻件晶粒度≥6级，带状组织≤2级；A、B、C、D类夹杂物粗系≤1级，细系≤2级，DS粗系≤1级。超声检测应满足NB/T 471013—2015《承压设备无损检测》标准中Ⅰ级要求，单个缺陷当量≤∅4 mm，密集缺陷当量≤∅2 mm；磁粉检测要求精加工表面不允许存在线性缺陷显示。

表2 力学性能要求Table 2 Mechanical properties requirements

图1 取样图Figure 1 Sampling diagram

2 制造工艺分析

常规海上风电塔筒连接法兰尺寸、重量小，可采取连铸坯锯切下料，桩顶法兰尺寸大、重量大，目前连铸坯直径尺寸不能满足桩顶法兰锻件下料要求，必须采用钢锭锻造，钢锭冶炼经……