《风力发电机组 塔架用高强钢焊接性能评定方法》编制说明

《风力发电机组塔架用高强钢焊接性能评定方法》

编制说明（征求意见稿）

一、工作简况

（一）任务来源

本项目是根据中华人民共和国工业和信息化部办公厅关于印发

2025年第一批行业标准制修订计划通知的有关要求，计划项目编号：

2025-0183T-JB，标准项目名称《风力发电机组塔架用高强钢焊接性

能评定方法》进行制定。项目制定周期12个月，按照项目工作计划，

应在2026年03月11日前完成报批，实际报批日期为XX年XX月XX

日，未延期。标准归口单位：全国风力发电标准化技术委员会。本文

件第一起草单位：中车山东风电有限公司。

（二）制定背景

（1）行业背景

在“双碳”国家战略目标的强力驱动下，风力发电作为核心清洁能

源正迎来高速发展期。为持续提升风电装机规模、降低全生命周期成

本并增强市场竞争力，风电机组正加速向大型化、高塔筒、定制化方

向演进。在此过程中，作为支撑整机的关键承重结构，塔架的整体服

役安全性与制造成本控制，已成为影响风电项目投资效益与市场竞争

力的关键性因素。然而，行业在高速扩张的同时，也面临着巨大的降

本压力和设计瓶颈。突破现有材料性能和应用技术的限制，尤其是提

升风电塔架结构材料的强度等级及其全生命周期服役期内的应用可

靠性，是风电机组塔架降低成本、优化设计、突破瓶颈的关键路径。

当前，在风电塔架结构用高强钢的焊接性能评定领域，国内评定

标准空白，针对风电塔架专用高强钢的焊接性能评定，国内尚无系统、

完整的技术标准对其评定方法进行规范。这一空白直接导致行业内塔

架钢及其生产质量参差不齐、可靠性难以保障。焊接工艺选择的随意

性、过程控制的不足以及评定依据的缺失，极易诱发各类焊接缺陷，

并导致焊接接头性能弱化，为风电塔架的制造质量与长期服役安全埋

下巨大隐患。

国际标准适用性局限，高强钢优势未能充分发挥。当前国内风电

塔架设计，特别是基于疲劳寿命的设计，主要沿用EN、DNV等国际

标准，这些标准体系未充分考虑结构钢材强度等级提升（如使用更高

强度的钢板）对焊接接头疲劳性能可能产生的影响，未能准确反映高

强钢在提升结构效率、减轻重量、降低成本方面的潜力，客观上限制

了先进高强钢材料在风电塔架中的规模化、合理化应用，阻碍了技术

进步和成本优化。

（2）目的与意义

通过本标准的制定，旨在填补国内在风电塔架高强钢焊接性能评

定方法领域的标准空白，建立更符合高强钢特性的焊接接头性能（尤

其是疲劳性能）评定的内容及方法，建立权威、统一的评定依据体系

及评定标准，为风电塔架制造企业选择和应用高强钢、制定和验证焊

接工艺及试验验证提供权威技术依据，从源头上规范焊接过程，预防

焊接缺陷，保障焊接接头性能（尤其是韧性、疲劳强度）满足设计、

运行要求，从而提升风电塔架结构的制造质量和长期运行可靠性。

本标准不仅服务于风电塔架制造企业，同样为高强钢材料供应商

提供了至关重要的产品性能测试标准。供应商可依据本标准规定的评

定内容和方法，对其产品（钢板及配套焊接材料）的焊接适应性（如

焊接裂纹敏感性、热影响区性能、接头力学性能匹配性等）进行预先

评估和验证，明确自身产品性能是否满足风电塔架特定应用场景的要

求，从而指导产品研发、质量控制和市场推广，提升产品的适用性和

竞争力。

（三）主要工作过程

1、标准起草阶段

2025年1月，中车山东风电有限公司成立了内部的标准编制工

作组，根据全国风力发电标准化技术委员会标准制修订计划要求，收

集了大量的国内外文献、标准资料，并统计调研了国内目前与风电塔

架主体高强钢相关的生产商及塔架制造商，了解高强钢生产、焊接相

关工艺、试验测试内容，于2025年3月形成了标准草案框架。

2025年7月11日，全国风标委在山东组织召开《风力发电机组

塔架用高强钢焊接性能评定方法》机械行业标准启动会议。标准编制

工作组对标准制定背景、标准结构、标准范围及主要技术内容做了汇

报，并对下一步工作计划进行分工，按照指定时间节点推进工作，切

实完善标准草案转化工作。会上就优化后草案进行审阅，工作组各单

位对草案提出各自的修订意见。期间，标准编制小组在8月至9月多

次开展线上讨论，根据各方反馈结果修改形成标准征求意见稿。

（四）主要参加单位

本标准第一起草单位为中车山东风电有限公司，本标准主要参编

单位：重庆大学、金风科技股份有限公司、运达能源科技集团股份有

限公司等。

（五）工作成员

王子月任标准工作组组长，工作成员中说明起草人的具体分工。

二、标准编制原则、主要内容及其确定依据，修订国家标准时，还包

括修订前后技术内容的对比

（一）标准编制原则

本标准按GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文

件的结构和起草规则》进行起草。

本标准的制定符合产业发展的原则、本着先进性、科学性、合理

性和可操作性的原则，以及标准的目标性、统一性、协调性、适用性、

一致性等原则。

（二）标准主要内容

本文件规定了陆地和海上风力发电机组塔架（主体结构）高强钢

焊接性能评定的焊接工艺规程、试件制备及焊接检查、焊接性能评定、

重评要素等要求。

针对焊接性能评定主要内容涉及试件制备、试样取样及要求、拉

伸试验、弯曲试验、冲击试验、宏观金相与维氏硬度试验、裂纹尖端

张开位移（CTOD）试验、接头疲劳S-N曲线试验，完善了疲劳试验

数据处理方法及厚度修正系数。

（三）修订前后技术内容的对比

本标准为首次制定。

（四）解决的主要问题

本标准主要基于国内尚无系统、完整的技术标准对风力发电机组

塔架结构用高强钢的焊接性能评定方法进行规范要求。弥补塔架用高

强钢焊接工艺选择的随意性、过程控制的不足以及评定依据的缺失问

题所导致的焊接接头性能弱化，为塔架的制造质量与长期服役安全埋

下巨大隐患。

通过本标准的制定，填补国内在风电塔架高强钢焊接性能评定方

法领域的标准空白，建立更符合高强钢特性的焊接接头性能（尤其是

疲劳性能）评定的内容及方法，建立权威、统一的评定依据体系及评

定标准，为塔架制造企业选择和应用高强钢、制定验证焊接工艺及试

验提供权威技术依据。同时，高强钢供应商可依据本标准规定的评定

内容和方法，对其产品（钢板及配套焊接材料）的焊接性能（如焊接

裂纹敏感性、热影响区性能、接头力学性能匹配性等）进行预先评估

和验证，明确自身产品性能是否满足风电塔架特定应用场景的要求，

进而指导产品研发、质量控制和市场推广，提升产品的适用性和竞争

力。

三、试验验证的分析、综述报告，技术经济论证，预期的经济效益、

社会效益和生态效益

（一）试验验证的分析、综述报告，技术经济论证

1.试验验证的分析

本标准除开展焊接试件拉伸、弯曲、冲击、硬度等常规试验，核

心验证内容聚焦于高强钢焊接接头的断裂韧性与疲劳性能，通过系统

性试验确保评定结果的工程适用性：

①断裂韧度验证（CTOD试验）

针对厚度≥50mm或屈服强度≥500MPa，厚度≥30mm钢板，应开展

CTOD试验，严格遵循GB/T21143和GB/T28896。试验要求：

缺口位置覆盖焊缝金属和热影响区（HAZ）；

有效试样≥3个/位置，剔除因pop-in（突进）等异常现象的数

据；

验收阈值设定为CTOD≥0.15mm（或通过ECA分析确定），

验证塔架在低温下的抵抗裂纹扩展的能力。

②高周疲劳性能验证（S-N曲线试验）

采用轴向拉伸加载（应力比R=0.5）

试样厚度25mm（基准厚度），覆盖5个应力范围（Δσ），

每组≥3个有效数据；

严格控制裂纹起裂位置（仅焊趾起裂有效）；

通过统计方法拟合存活率97.7%、置信度75%的S-N曲线，提

取FAT值（2×10⁶次循环对应的Δσ），为塔架疲劳寿命设计提供数

据支撑。

2.技术综述与论证

本标准参考NB/T47014（焊接工艺评定）、GB/T1591（高强

钢）等规范，增设风电专用评定要求：

增加无损检测双时段验证，焊后24h与72h分阶段UT/MT检测，

避免延迟裂纹漏检。

增加CTOD试验要求；断裂韧度取样方向差异化：根据缺陷敏

感方向（NP/NQ方向）定制取样方案，提升评定的针对性。

增加疲劳试验及数据处理要求。其中针对疲劳试验，制定厚度

修正机制，引入板厚修正系数，解决厚板（>25mm）疲劳强度衰减问

题，避免重复试验。

3.技术经济论证

①降低试验评定成本

通过明确重评关键要素，减少非必要重复试验：

同一钢厂同牌号不同批次无需重评。

厚度≤25mm的评定可覆盖更薄规格（基于疲劳设计）。

通过断裂韧度验证（CTOD试验）必要条件设定（厚度≥50mm

或屈服强度≥500MPa，厚度≥30钢板）可减少CTOD试验数量。

②质量控制优化：

通过制定无效数据剔除规则（如疲劳非焊趾开裂、CTOD异常等），

确保评定结果可靠性，降低塔架全生命周期服役风险。

（二）预期的经济效益、社会效益和生态效益

1.经济效益

降低塔架主体成本

FAT值精准匹配设计曲线，优化疲劳寿命预测，潜在延长塔架服

役期或同服务期内减少塔架钢板用量，降低塔架主体成本。

促进更高强度钢板应用

通过高强钢焊接评定方法制定，可推动更高强度钢板应用，降低

塔架主体用量，节省采购成本。

2.社会效益

安全可靠性提升

断裂韧性与疲劳性能双重保障，降低风电塔架脆断、倒塌事故风

险，保障机组运行安全。

行业技术标准化

填补风电塔架高强钢焊接专项标准空白，为设计、制造、试验提

供统一依据，助推行业高质量发展。

人才培养与就业

推动设计、焊接、检测、试验专业人员技能升级，创造高技术岗

位需求。

3.生态效益

减少资源消耗

通过精准评定优化焊接工艺，降低返修率和材料报废率，减少钢

材与焊材浪费。通过优化试验边界条件，减少试验次数及数量，降低

焊接机试验工作量。

塔架寿命提升

塔架寿命提升，延长机组回收周期，减少废旧钢材处理带来的环

境压力。

四、与国际、国外同类标准技术内容的对比情况

本标准在技术内容上与国际/国外主流标准既保持协同性，又针

对风电塔架特殊需求进行创新性补充，具体对比如下：

技术要素国际/国外标准本标准差异

专用于风电塔架高强钢（屈服强聚焦风电领

1.适用范ISO15614-1:2017：金属

度≥355MPa）焊接性能评定，增域，填补专项

围材料焊接工艺评定

加CTOD试验、疲劳试验等内容。标准空白

ISO15653:2018：推荐

厚度≥50mm或屈服强度≥

CTOD测试，非强制

2.断裂韧500MPa钢厚度≥30mm。风电领域

NORSOKM-101

度(CTOD)明确取样方向（NP/NQ）及验收CTOD评定

厚度≥50mm或屈服强度

阈值（≥0.15mm）

≥500MPa钢厚度≥30mm

优先推荐保留焊缝余高（模拟实

IIW-2259-15

际工况）

通用焊接组件疲劳设计

3.疲劳性规定R=0.5、焊趾开裂有效性判

及分析方法相似

能验证定

DNVGL-RP-C203：

提出FAT值统计方法（97.7%存

海上钢结构疲劳设计

活率）

明确风电领

4.厚度修EN1993-1-9:2025：给出附录B提出分接头类型的修正域焊接接头

正机制通用厚度公式指数n（焊态n=0.2，磨平n=0.1）差异化修正

模型

ISO15614-1:2017

5.无损检双时段检测：焊后24h+72h强化延迟裂

ISO17635:2016：未规定

测时序UT/MT纹管控

焊后检测时间窗

五、以国际标准为基础的起草情况，以及是否合规引用或者采用国际

国外标准，并说明未采用国际标准的原因

本标准为行业制定标准，未采用国际标准进行转化。

六、标准在体系中的位置，与有关法律、行政法规及相关标准的关系

本标准与现行相关法律、法规、规章及相关标准协调一致。

七、重大分歧意见的处理经过和依据

本标准不存在重大分歧意见。

八、标准中涉及专利和知识产权情况

本标准不涉及专利问题。

九、标准性质的建议说明，以及贯彻标准的要求及措施建议。

制定标准：本标准为推荐性标准，建议本标准批准发布即实施。

措施建议：无

十、其他应当说明的事项

标准编制工作组

XX年XX月XX日

《风力发电机组塔架用高强钢焊接性能评定方法》

编制说明（征求意见稿）

一、工作简况

（一）任务来源

本项目是根据中华人民共和国工业和信息化部办公厅关于印发

2025年第一批行业标准制修订计划通知的有关要求，计划项目编号：

2025-0183T-JB，标准项目名称《风力发电机组塔架用高强钢焊接性

能评定方法》进行制定。项目制定周期12个月，按照项目工作计划，

应在2026年03月11日前完成报批，实际报批日期为XX年XX月XX

日，未延期。标准归口单位：全国风力发电标准化技术委员会。本文

件第一起草单位：中车山东风电有限公司。

（二）制定背景

（1）行业背景

在“双碳”国家战略目标的强力驱动下，风力发电作为核心清洁能

源正迎来高速发展期。为持续提升风电装机规模、降低全生命周期成

本并增强市场竞争力，风电机组正加速向大型化、高塔筒、定制化方

向演进。在此过程中，作为支撑整机的关键承重结构，塔架的整体服

役安全性与制造成本控制，已成为影响风电项目投资效益与市场竞争

力的关键性因素。然而，行业在高速扩张的同时，也面临着巨大的降

本压力和设计瓶颈。突破现有材料性能和应用技术的限制，尤其是提

升风电塔架结构材料的强度等级及其全生命周期服役期内的应用可

靠性，是风电机组塔架降低成本、优化设计、突破瓶颈的关键路径。

当前，在风电塔架结构用高强钢的焊接性能评定领域，国内评定

标准空白，针对风电塔架专用高强钢的焊接性能评定，国内尚无系统、

完整的技术标准对其评定方法进行规范。这一空白直接导致行业内塔

架钢及其生产质量参差不齐、可靠性难以保障。焊接工艺选择的随意

性、过程控制的不足以及评定依据的缺失，极易诱发各类焊接缺陷，

并导致焊接接头性能弱化，为风电塔架的制造质量与长期服役安全埋

下巨大隐患。

国际标准适用性局限，高强钢优势未能充分发挥。当前国内风电

塔架设计，特别是基于疲劳寿命的设计，主要沿用EN、DNV等国际

标准，这些标准体系未充分考虑结构钢材强度等级提升（如使用更高

强度的钢板）对焊接接头疲劳性能可能产生的影响，未能准确反映高

强钢在提升结构效率、减轻重量、降低成本方面的潜力，客观上限制

了先进高强钢材料在风电塔架中的规模化、合理化应用，阻碍了技术

进步和