国家标准计划《风力发电塔用结构钢板》由 TC183(全国钢标准化技术委员会)归口,TC183SC6(全国钢标准化技术委员会钢板钢带分会)执行 ,主管部门为中国钢铁工业协会。
主要起草单位 南京钢铁股份有限公司 、冶金工业信息标准研究院等 。
| 77 冶金 |
| 77.140 钢铁产品 |
| 77.140.50 扁平钢和半成品 |
| 编号 | 语种 | 翻译承担单位 | 国内外需求情况 |
|---|---|---|---|
| 1 | EN | 南京钢铁股份有限公司 | 随着双碳目标的提出,构建清洁低碳安全高效的能源体系,实施可再生能源替代行动,建立以新能源为主体的新型电力系统,作为主力军的风电产业迎来历史性发展机遇。另外近些年我国的海上风电在国内大力发展的同时,也承接一些海外工程,建设风电塔架用的钢板即将面临出口,因此有必要制定外文版标准,以满足出口贸易和工程的需要。 |
1、项目相关政策、课题等文件 随着双碳目标的提出,构建清洁低碳安全高效的能源体系,实施可再生能源替代行动,建立以新能源为主体的新型电力系统,作为主力军的风电产业迎来历史性发展机遇。
陆上风电、海上风电装备大型化发展,做为在风机材料成本占比较高的钢材,需要不断开展产业链技术创新,整合产业资源实现降本提效,着力提升风电行业竞争力。
风电装备大型化、风电用钢高强化符合十四五国家重点研发计划“抗疲劳高止裂非均质组织风电用钢板研究”项目需求。
2、项目可行性、先进性、创新性和产业化、解决问题、产生效益等情况 风力发电是可再生能源领域中最成熟、最具规模开发条件和商业化发展前景的发电方式之一,且可利用的风能在全球范围内分布广泛、储量巨大,随着风电相关技术不断成熟、设备不断升级,全球风力发电行业高速发展。
但是随着风电项目全面实现平价上网、国家财政不再补贴等政策的实施,降低风力发电项目的度电成本则显得尤为急迫,单机容量越来越大、叶片越来越长、塔筒高度越来越高,是近年来风电行业高质量发展的一个趋势,如陆上风电机型从2MW~5MW向6MW~10MW大功率方向发展,海上风电机型从6MW~9MW向10MW~20MW及以上大功率方向发展。
国内外主要风电整机制造商也在不断升级未来的风机塔型,风机塔筒高度越高,捕获的风能也就越大,增加风机塔高度是提升发电量的有效手段。
随着机舱重量和叶片重量都有增加,塔筒的载荷也在增加,提高风电用钢强度不仅有利于保证安全,还可以降低自身重量、减少焊接工作量并增大承载能力,因此高强度钢材、低成本的制造成为风电用户重点关注的热点之一。
同时,风电行业向绿色环保、节能减排、全寿命周期管理的方向发展,随着大功率高塔型风电用钢升级换代,亟需加强风电新材料的研发以及对客户的技术支持。
坚持技术创新引领发展,围绕“卡脖子”问题进行攻关,开发适用于风电塔架轻量化设计用高强度钢材,减少钢材使用量,实现示范验证与规模化应用,以更好地支撑零碳社会建设具有重要意义。
然而,随着风电制造技术进步和风电装备大型化发展需求,现有GB∕T 28410-2012《风力发电塔用结构钢板》标准使用过程体现出的主要不足如下: (1)、该标准文件适用于厚度为6~100mm的风力发电塔用结构钢板,用户需求最大厚度已达120mm甚至达150mm,该标准限定规格不能满足用户需求。
(2)该标准中Q345FT系列屈服强度为345MPa、采用ReL下屈服强度,与国际通用标准和用户需求即屈服强度为355MPa、采用ReH上屈服强度不一致;为与国际标准接轨,中国GB/T1591-2018标准 Q345低合金高强度钢也已统一改为Q355。
(3)该标准中未包括用户需求的500MPa级别高强钢,对照欧标S500M和S500ML牌号,不能完全满足用户需求。
(4)该标准中同一钢级牌号的化学成分没有按照交货状态进行区分,即没有按照热轧、正火或正火轧制、热机械轧制、淬火+回火等不同交货状态进行化学成分区分,对风电用户设计选材不利,欧洲标准针对不同交货状态有不同的化学成分要求。
南钢在现有355MPa风电用钢基础上,根据风电用钢发展需求和国内外风电用户设计规范要求,以及钢材服役需求,开发的综合性能优异的S355ML、S355NL、S420N、S420NL、S420M、S420ML 、S460M、S460ML、S355G10、S420G2系列高强韧钢板,具有低CEV & Pcm、高强度、低屈强比、-40℃及-50℃低温冲击韧性,和优异的应变时效冲击性能等,大于40mm厚钢板具有优良的厚度1/2处低温冲击韧性,同时具有优异的焊接工艺性能,可满足国内外风电用钢所需的低温、抗应变、易焊接等服役要求,成为风力发电塔用钢的理想材料之一,已实现批量稳定供货VESTAS、GE、SGRE和国内主要风电主机商。
同时研发500MPa风电专用高强钢,钢板-50℃低温冲击性能和应变时效冲击性能≥100J,同时具备优异的焊接性能,已通过出口CE认证,具备了高强钢推广应用的条件。
3、标准制定的必要性,同步制定为国际标准的可行性 现有风电标准GB∕T 28410-2012《风力发电塔用结构钢板》,因Q345FT屈服强度级别和用户需求及国际标准355MPa级别不一致,标准中牌号没有按照热轧、正火或正火轧制、热机械轧制、淬火+回火等不同交货状态进行成分区分,不利于用户设计标准材质选择,导致现有推广产品应用效果不好;另外该标准最大厚度仅为100mm,牌号中没有500MPa级别钢材,产品厚度和材质也不能完全满足风电设计需求。
因此,迫切需求进行标准的修订,以便满足风力发电大型化发展需求,促进我国风电清洁能源战略的高质量发展。
本标准适用于风力发电塔用结构钢板。 本标准规定了风力发电塔用结构钢板的订货内容、分类及代号、尺寸、外形、重量及允许偏差、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志和质量证明书。 修订的主要技术内容: a)更改了厚度范围上限100mm至150mm(见第1章)。 b)增加了术语和定义(见第3章)。 c)更改了牌号表示方法(见第4章); d)以Q355FT钢替代Q345FT钢相关要求(见第7章); e)增加了Q500FT钢级(见第7章); f)按不同交货状态规定各牌号的化学成分、碳当量(见第7章); g)取消了控轧交货状态(见第7章); h)更改了各牌号的力学性能,将下屈服强度修改为上屈服强度,提高了冲击吸收能量值(见第7章); i)更改了无损检测检测方法按NB/T 47013.3执行(见第7章); 更改了附录A“牌号对照表”。