风电频繁事故率与安装因果的分析

添加时间：2012-07-10 15:41:38 来源：爱中国能源网

      风电靠高强度螺栓螺母紧固。百米风电没有其它附属支承的依靠，风电机仓内主轴与齿轮箱连接处及主轴法兰盘与轮毂连接处多是使用高强度10.9级螺栓及螺柱螺母紧固的。风电回转支承盘也是高强度10.9级螺柱螺母紧固的。近三年风电事故频繁发生类齿轮系统上万次，发电机系统5千台次以上，主轴/联轴器到风轮有3千台次以上。这些部件事故发生属重大事故。因为调换包括安装费要上百万元台风电回转支承盘及回转支承轴承开裂也是和安装紧固高强度10.9级螺柱螺母没有紧固到位有直接关系，至今在风电行业里对紧固高强度10.9级螺栓螺柱安装紧固标准没有定下来。有按照德标DASt-Richtlnie2l，有按国标JG/T5057.40-1995（预紧力和预紧扭矩值（摩擦系数μ=0.14）也有按EN14399标准（实际也是德标DAST紧固标准）有按钢结构连接紧固国内GB/T1228标准紧固。更有按生产螺栓厂家提供的企业创新标准紧固（如在安装紧固预紧力为屈服强度的65%，（扭矩值按扭矩系数=0.10～0.11）紧固。由于没有统一的紧固扭矩值。安装公司图快，图降低成本和减少劳动力不按建设部发布的：“中华人民共和国建筑工业行业标准”。

     建筑机械与设备高强度紧固件技术条件是JG/T5057.40-1995（预紧力和预紧扭矩值（摩擦系数μ=0.14）时才能保证螺栓螺柱螺母防松科学依据。因为风电属机械设备（如塔筒连接法兰处属建筑机械）。（塔筒与回转支承盘连接处，用高强度紧固件也属设备（动态）紧固。风电主轴法兰与轮毂连接使用双头螺柱也属于机械设备紧固。必须按（动态）技术要求紧固。风叶与轮毂连接螺栓也属于机械设备（动态）技术要求紧固。主轴与齿轮箱连接也属于设备紧固也要按（动态技术要求紧固）。风电设备技术资料1.5兆瓦～3兆瓦多是进口的技术资料。技术资料包括安装连接紧固的高强度10.9级螺栓螺柱参照德标DASt-Richtlnie021标准紧固。由于风电在2009年底国内开始安装，风电主要部位连接的10.9级螺栓螺柱多是进口的，安装紧固根据风电要求参照德标DASt标准要求紧固。风电没有发生塔筒法兰连接处螺栓螺母松动拦腰折断整机倒塌重大事故发生。而在2010年初安装风电1.5兆瓦时使用国内生产的螺栓螺柱，安装时按照德标DASt技术标准紧固时在安装中发生螺栓被扭屈服拉长了。也有被扭断了，还有螺栓螺柱的螺牙被扭滑丝，更有螺牙被拉掉的。当时在安装过程中。怎么办呢？有供应螺栓厂家及紧固件行业与安装公司协商采用钢结构连接方法GB/T1228紧固标准。（由于安装公司对钢结构连接认识不足，凡是钢铁连接处用螺栓螺柱连接多属于钢结构包括机械设备核电，风电）。故在2010年到2011年造成几十台风电整机倒塌重大事故发生。造成经济损失几个亿。由于从2010年起安装风电紧固要求按静态钢结构连接参照国内GB/T1228紧固标准，采用预紧力为屈服强度的67%。（扭矩值按扭矩系数k=0.11～0.12）紧固。造成风电设备许多连接部位的隐患。风电在运行半年到壹年里。引起回转支承盘由于双头螺柱螺母松弛造成回转支承轴承开裂，有数千台之多。调换包括安装造成每台经济损失上百万元。

     有关风能产业报道从2011年1～８月风电机组故障分类统计情况分析。有的风场大部件（即电机齿轮箱等）因质量问题更换的比例甚至达到50%以上，每台直接损失少则在几百万元。风电机仓内设备安装也采纳生产螺栓厂和紧固件行业提供放低预紧力和放低预紧扭矩值要求，（按扭矩系数k=0.10～0.11）紧固。更有甚者，提供无扭力锁紧螺栓连结，科学吗？紧固件行业与生产螺栓厂家是一个系统，提供无扭力锁紧螺栓连结，可信吗？实际是推销产品广告而已。由于风电主轴法兰与轮毂连接处使用高强度10.9级双头螺柱采用紧固件生产厂提供的低扭矩值的（扭矩系数k=0.10～0.11）（比如M36规格10.9级螺柱紧固值只有2220Nm。M42规格螺柱扭矩紧固值只有3300Nm，M56规格螺柱扭矩值只有7500Nm）故造成近8个月里由于主轴法兰与轮毂连接处因为螺柱螺母松弛在风轮转动时产生的强大扭矩力，造成主轴超负荷转动力增加使带动主轴的齿轮箱齿轮长时间在超负荷情况下工作。齿轮箱设计工程师都知道。齿轮箱内的齿轮在超负荷工作，齿轮使用寿命短。（会发生由于主轴带给齿轮箱齿轮在扭矩力过大会发生齿轮暴齿。也会造成其他齿轮不仅暴齿甚至造成齿轮开裂。严重时会造成齿轮箱裂缝机油漏出后果不堪设想。齿轮箱齿轮在负荷工作齿轮主齿轮磨损快，3～6月就要调换，当齿轮箱的齿轮负荷工作过大会造成发电机系统烧坏。电机故障，变频器等也会损坏的快，使用寿命也短。由于主轴法兰是一个整体与轮毂连接处的螺柱不按德标DASt-Richtlnie021技术要求紧固或没按国标JG/T5057.40-1995（预紧力和预紧扭矩值（摩擦系数μ=0.14）紧固。造成风轮转运螺柱螺母松弛。风轮照样转动，但是造成主轴转动扭矩力不断在增加。当主轴法兰盘连接螺柱的孔壁变形后。轮毂转动会产生单边受更大的扭矩力带给主轴。主轴受更大扭矩力主轴/联轴器损坏，由于双头螺柱螺母松弛，风轮转动主轴超扭力运行，齿轮箱齿轮肯定爆裂或齿轮绞住绞死，这时带动齿轮箱的电机也超荷工作，直至电机故障或烧坏。因此讲风电机械设备事故率高与安装紧固有直接关系。（当风电主轴法兰盘孔变形，双头螺柱不会屈服而断，因为螺柱表面硬度比风电主轴法兰盘孔壁硬的多。当螺柱螺母松弛时变形的肯定是法兰盘孔壁。当主轴长期超扭矩转动损坏的是主轴和齿轮箱齿轮及电机系统的烧坏和故障。调换时分析肉看到的是主轴法兰孔壁变形及一连串的机械设备损坏，这时的双头螺柱完好，有部分螺柱螺牙变形及螺柱屈服，多认为不是双头螺柱质量问题及安装问题。故至今风电安装紧固还在按低预紧力和（预扭矩系数k=0.10-0.11）紧固。

      2011年1-8月，近8个月调换主轴/联轴器有500台以上。调换叶轮有1000台以上。调换齿轮箱3000台以上，调换发电机系统3000台以上。调换偏航系统3000台以上，从调换齿轮箱和发电机系统到偏航系统多在3000台以上。分析与主轴法兰连接轮毂双头螺柱螺母松弛主轴单边超负荷运转，引起齿轮箱齿轮损坏，电机系统损坏和偏航系统损坏有直接关系的。（当主轴法兰与轮毂连接处安装参照德DASt标准紧固）螺柱螺母不会松弛，风轮在转动时不会产生单边超扭转动不会造成主轴，轴承损坏。主轴/联轴器也不会损坏，故风电机仓内机械设备联动装置一连串故障事故发生是安装不规范造成的。国家建设部发布的，中华人民共和国建筑工业行业标准JG/T5057.40-1995，建筑机械与设备高强度紧固件技术条件。建筑机械如塔吊，吊机，桥梁，起重机（包括百米塔吊下面钢结构连接螺栓，螺母也必须执行JG/T5057.40-1995紧固技术要求（预紧力和预紧扭矩值（摩擦系数μ=0.14）。而不是GB/T1228紧固标准。扭矩系数可以降低到k=0.11（或所谓无扭力锁紧螺栓连结，也可以使用在风电塔筒法兰盘连接紧固上）到现在为止认为风电塔筒法兰盘连接属于钢结构（静态）紧固，（可以按扭矩系数k=0.11）故造成整机倒塌事件，不断连续发生。

     由于2008年受金融危机风暴，各行各业竞争激烈放低质量标准，不按设计要求质量做。生产供应的高强度10.9级螺栓芯部达不到技术要求，怎么办？与安装公司协商解决，不按风电要求紧固。不参照德标DASt技术要求紧固。放低预紧力为屈服强度的65%（扭矩值放低到扭矩系数k=0.10-0.11）结果造成风电事故率不断在发生。

     近年来风能刊物登出多篇有关无扭力锁紧螺栓连结技术，可信吗？科学吗？（JG/T5057.40-1955技术紧固要求预紧力和预紧扭矩值（摩擦系数μ=0.14），德标ADSt紧固标准难道不科学吗？提供螺栓螺柱表面涂润滑剂或涂油就可以放低扭矩值（放低扭矩系数k=0.10-0.11）。甚至提倡可以无扭力紧固锁紧螺栓连结，所谓企业自主创新紧固法其目的为自己生产的产品推广作秀而已。由于技术性问题，他与材料的厚度及硬度有关。材质不同硬度也不一样，钢板抗压强度要求也不一样的。（特别是核电，风电使用的材质是合金钢并且要调质，一般硬度调质到HB≥230以上（比如风电主轴法兰盘抗压强度在780MPa以上），（这些机械设备配件多需要高强度螺栓螺柱螺母连结紧固。而且如法兰盘特别厚，没有大直径高强度的轴力扭矩科学紧固最低值能锁紧螺栓螺母吗？何为最低紧固扭矩值呢？就是中科院研究出来的JG/T5057.40-1995（预紧力和预紧扭矩值（摩擦系数μ=0.14）。我国中科院研究院有1400多人。其中工程研究院有700多人。研究出来的高强度连接紧固技术要求：对世界通网的，一查就能查到。很科学的。否则在世界上反响很大，可想而知吧！中华人民共和国建设部发布的：JG/T5057.40-1995（预紧力是屈服强度的70%，预紧扭矩值（摩擦系数μ=0.14）科学的。比方通俗易懂例。油田管道阀门设计出来阀门关闭需要旋紧10圈。刚安装好阀门丝杆有油又是新的。关闭时一人用手就能关。因为丝杆光而滑，（摩擦系数小，阻力小）不因为阀门丝杆阻力小光滑又有油涂在丝杆表面上，就可以认为旋紧7圈或8圈属于关闭了行吗？油田阀门露宿在外：时间长了表面生锈了。在关闭时（摩擦系数大，阻力大）这时关闭阀门就要用F扳手来旋紧，使用的力要大，但是不管阀门丝杆（摩擦系数大或小）关闭此阀门必须要求与设计产品出来旋紧10圈才算彻底关闭。管道油路不通了。高强度10.9级在风电上连接处：紧固值也有一个最低扭矩值（摩擦系数μ=0.14）是科学防止螺栓螺母松弛的紧固值。（不受螺栓表面滑度的影响）

    （如果将无扭力锁紧螺栓连结在风电、核电、码头桥梁、大型吊机安装广泛宣传，造成后果太可怕了。）大型风电1.5兆瓦～3兆瓦，国内共计只安装数千台，从2010年到2011年8月，风电事故由于安装没有参照德标DASt要求紧固留下的隐患在2011年开始爆发，事故率不断发生而且越来越多。无法预防。只有科学安装紧固，才能避免风电事故的发生。（如上海东海大桥风电主要部位连接紧固的10.9高强度螺栓螺柱全部进口的。安装紧固参照德标DASt技术要求紧固。风电运行有3年了。（没有发生过主轴/联轴器及齿轮箱齿轮损坏，电机系统损坏之事）。

     风电如今发生事故太多。分析事故原因的人太少。只知道脚痛医脚，头痛医头。血压高病会引起头痛头晕就不知道了，长期患血压高病会死掉的也不懂。风电整机倒塌，主轴/联轴器和齿轮系统内齿轮爆裂或齿轮磨损快使用寿命短及发电机系统，电机超负烧坏，故障多与轮毂连接主轴法兰处的双头螺柱质量有关。由于螺柱芯部没有达到10.9级机械性能要求和冲击功AKV≥42J，抗拉强度≥1040MPa，故在安装紧固时放低预紧力，放低扭矩值，造成螺柱螺母松弛，风轮在转动时长期超扭力转动，造成一连串的事故发生。认为主轴有问题。也有人认为齿轮箱有质量问题，甚至有人认为电机有问题，只有分析正确才能彻底解决风电一大堆事故发生。

     安装公司一定要坚持原则。要懂得螺栓螺柱靠轴力锁紧后几十年不会松动。钢结构厂房使用的钢架连接材料多是普通钢，普通钢的抗压强度、硬度不高。（抗压强度在450MPa～550MPa）（也就是国内型号GB/T3632和GB/T1228螺栓10.9级按轴力是屈服强度940MPa的67%计630MPa，也比普通钢的抗压强度高。而风电法兰，回转支撑盘，主轴法兰盘使用的合金钢并且调质过的硬度HB≥225，抗压强度多大于780MPa以上。如果靠应力无扭力能锁紧连结吗？随着半年、壹年风电运行螺栓应力取尽风电倒塌，风轮坠头，回转支承盘及轴承开裂多与安装放低预紧力和放低扭矩值有关。没有参照德标DASt-Richtlnie02l技术标准紧固造成的。根源螺栓螺柱芯部没有达到10.9级机械性能要求。安装时一扭就屈服或一扭就断，只能放低扭矩值，搞什么靠应力无扭力锁紧连结能使用在风电连接紧固上吗？因此讲宣传推销产品作广告不应该把机械紧固力学而不顾，会造成更多风电倒塌，风轮坠头事故发生。各位安装监理要重视了，风电业主经理要关心了。（安装紧固要和风电设计相符合。）（普通钢连结可百花齐放。）（而核电、风电安装有最低扭矩值）。 关心风电做强做好 李大海