風力発電タワーフランジの材質応用と製造プロセス解析

風力発電フランジは主に低合金高強度鋼（Q345E/S355NLなど）を採用し、-40℃の低温および12級の風力環境13に適応します。材質は3種類に分けられます：

1. 炭素鋼：良好な力学性能と加工性を備え、陸上の通常ユニットに使用されます。

2. 合金鋼：クロム、ニッケル、モリブデンなどの元素を含み、強度と耐摩耗性を向上させ、大メガワットの洋上風力発電機（18MWモデルなど）に適しています。

3. ステンレス鋼：優れた耐食性を持ち、高塩分濃度の洋上風力発電所で使用されます。

風力発電分野における主な応用：

• タワーセグメント接続：タワー自重、風荷重、振動を支え、直径は5メートルに達することがあります（16MWモデルなど）。

• 洋上風力発電：海水の腐食と台風荷重に耐える必要があり、フランジの厚さは100mmに達することがあります。

• 応用分野の拡大：原子力発電、石油・ガス設備などの重工業分野。

製造プロセスは鍛造品規格を厳格に遵守しています：

1. 鍛造とロールリング：3600トン以上の鍛造プレスで成形し、φ6300mmの数値制御ロールリング機でリング状のブランクを加工します。

2. 熱処理：焼ならしは重要な工程です。温度を正確に制御して結晶粒を微細化し、ウィドマンステッテン組織の欠陥を回避し、力学性能を向上させます。

3. 精密加工：5メートルの数値制御立旋盤でフランジの平面度とボルト穴を加工し、寸法精度を確保します（誤差≤0.05mm）。

4. 検査：100%超音波探傷検査（Ⅱ級規格）および磁粉探傷検査