冒险造成风电倒塌及风机坠头必然恶果

添加时间：2012-05-11 12:47:00 来源：爱中国能源网

     近几年中型风电倒塌数十台及风机坠头几百台。单从风机坠头分析，由于安装连接高强度10.9级螺栓螺柱预紧力放低和（扭矩系数值没有标准化、科学化，随意放低扭矩系数值k=0.11）也算达到紧固要求了。风电风机在运行时产生强大的振动并且频率很高，使没有按德标DASt技术要求紧固的高强度螺栓螺母松动而造成回转支承开裂风机坠头、风叶打坏。同样塔筒法兰连接处紧固的螺栓也是预紧力和预紧扭矩值低（k=0.11）而造成在安装后，在载重不平衡中运行，振动中螺栓突然断裂或屈服拉长塔筒连接处折腰而断。 
     我们来分析一下日本国研究出来的GB3632扭剪型螺栓在安装紧固时把梅花扭断而锁紧螺栓螺母，并且是小规格。当扭剪型螺栓梅花扭断时需要产生的扭矩值多少吗？任何生产螺栓厂的人和行业中搞技术的人是不会了解的。我可以告诉大家，扭断GB3632扭剪型螺栓梅花时需要产生扭断梅花（扭矩系数k≥0.2）以上。因为GB3632梅花槽有尺寸公差允许范围，故必须要有个紧固轴力标准偏差范围（达到标准紧固轴力范围内），必须要靠螺栓螺母垫片滑度来达到。而风电、塔吊、桥梁、核电站、飞机及高空设备、重型设备，尤其是风电设备上连接的双头螺柱和六角螺栓紧固技术要求完全不一样的（指的是10.9级的螺栓螺柱）因为10.9级要求高，螺栓螺柱的螺纹底径是一样的，预紧力是屈服强度的70%。单靠屈服强度的70%预紧轴力远远不够对螺栓螺母锁紧的紧固要求。当预紧后(扭矩值k≥0.14)时轴力达到屈服强度的80%计752MPa才能确保螺栓螺母防松的科学技术要求。世界各国对物理力学要求是一样的，美国、日本、英国、欧标、德国对风电安装紧固是参照德标DASt-Richtinie021紧固扭矩最低值，中国按建设部发布的JG/T5057.40-1995建筑机械与设备高强度紧固件技术条件。（预紧力和预紧扭矩值摩擦系数μ≥0.14）是螺栓连接副防松的科学依据和保证。
    当螺栓和双头螺柱表面镀达克罗时预紧力为屈服强度的70%（扭矩系数最低值k≥0.15）。螺栓表面热镀锌时预紧力为屈服强度的70%（扭矩系数最低值k≥0.14），当螺栓螺柱的螺纹涂润滑剂时预紧力也是屈服强度的70%，但是（扭矩系数最低值k≥0.19～0.21）为什么呢？因为当螺栓螺纹涂上润滑剂，螺栓与螺母的螺纹摩擦减少，如果还是按（扭矩系数最低值k≥0.14）时轴力上不去，这时屈服强度是70%～75%之间计658MPa～705MPa之间，起不到螺栓螺母的锁紧作用。因此讲增加螺纹润滑剂必须要求（扭矩系数值 k≥0.19～0.21），而不是放低（扭矩系数值k=0.10～0.13）。
    一个无科技人员无物理学博士及材料博士的螺栓厂家，自己搞所谓配方SG2干膜自润滑剂涂在螺纹上就可以安装紧固连接副时放低预紧力为屈服强度67%及放低（扭矩系数值k=0.11）吗？无科技人员搞出的紧固方法能用吗？能代替国内外研究出来的物理学定律吗？最起码的常识，螺纹与螺纹摩擦提高轴力（而螺栓与螺母的螺纹涂上润滑剂后它的摩擦力是减少），而预紧力是屈服强度的70%提高到80%是靠增加摩擦力。当涂润滑剂减少摩擦力，故美国、日本、英国、德国要求螺纹涂润滑剂（扭矩系数值必须大于k≥0.19～0.21），而到了某生产螺栓厂的所谓技术员认为涂上润滑剂就可放低预紧力和预紧扭矩值了，简直荒唐，科学文盲。（靠安装后每个螺母套个防松报警器，能解决一时，但是经常调换螺栓成本大大上去了，又不安全。）如果出口配套与风电一起出口国外，难道整天调换螺栓吗？不是成了笑话吗？（风电业主要思考的问题）
     生产螺栓厂家搞干膜自润滑剂配方涂在自己生产的高强度螺栓螺纹上，在安装连接副时预紧力是屈服强度的70%（扭矩系数值k≥0.19）以上螺栓不屈服，这才是有价值经验。它倒好降低预紧力为屈服强度67%（扭矩系数值k=0.11）还值得卖弄自己吗？实际是自己生产的螺栓有质量问题，搞个什么所谓干膜自润滑所谓配方SG2来掩盖自己生产螺栓质量问题。由于近年来风电整机倒塌数十台，风机坠头上百台，原因就是国内生产的高强度10.9级螺栓质量有严重问题。在安装时发生一扭就断、一扭就屈服拉长，螺栓螺母团团转，螺纹被拉掉等等质量问题发生后，就不按德标风电紧固DASt和国标JG/T5057.40-1995标准紧固，而按小规格大六角使用在静态中的标准GB/T1228要求紧固。放低预紧力和（扭矩系数值k=0.11）紧固，使风电倒塌、风机坠头几百台。
   （我国老前辈科学家如钱学森、钱三强、钱伟长等团队研究物理学项目之一）对高强度螺栓螺柱预紧力是屈服强度70%，预紧扭矩值（摩擦系数 μ≥0.14）为了使大家都懂这原理，注明（摩擦系数大于μ≥0.14），螺栓螺母的螺纹和垫片在预紧后必须摩擦系数大于≥0.14时螺栓螺母锁紧了。当涂上润滑剂螺栓螺母摩擦减少，故国外要求增加（扭矩系数值k≥0.19～0.21）才能锁紧紧固螺栓螺母防松措施。这些最起码常识还辨不出来，搞什么研究。（最主要的国内近50年没有出一个科学家了）连一个研究生都不是搞紧固标准来取代世界物理力学材料定律太荒唐了吧？又没有人去求证，但是风电上使用的高强度10.9级螺栓确实有紧固要求的。生产螺栓的小厂，不把自己产品做好做强，搞所谓螺栓表面文章掩盖产品质量，该反省的时候了。（风电业主该警惕了）。
附：同样M36×270安装时风电要求德标DASt-Richtinie021
817mm2×屈服强度940MPa×70%×最低扭矩值k≥0.15×36=2900N·m
同样M39×285安装时风电要求德标DASt-Richtinie021
976mm2×屈服强度940MPa×70%×最低扭矩值k≥0.15×39=3757N·m
请查询网上资料：（http://wenku.baidu.com/view/9318dbafdd3383c4bb4cd27e.htmi）
     德标DASt要求的（最低扭矩值k≥0.15）平均扭矩系数0.15~0.18，螺纹涂润滑剂平均扭矩系数0.19~0.22。而如今没有科技团队、没有科技人员的生产螺栓小厂自搞一套所谓配方，把风电上使用的螺栓安装降低（扭矩系数 k≥0.10），实属只顾推销自己产品，不顾科学紧固要求。从他们推销螺栓扭矩值M36×270=817×940×70×0.10扭矩×36=1936 N·m；
M39×285=976×940×70×0.10扭矩×39=2510 N·m.
按他们扭矩值紧固，风电整机倒塌、风机坠头、风叶打坏是肯定的，只不过是时间问题。
力学学者：马强国 2012年5月11日