风电机组变桨连接螺栓断裂原因分析及预防措施

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风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理随着能源需求增加和环境保护意识的加强,风电行业日益壮大。

然而,风电机组的运行也存在一些问题,其中之一就是叶片螺栓的断裂。

叶片螺栓的断裂会导致设备停机维修,给风电厂带来经济损失。

本文通过分析叶片螺栓断裂原因及处理方法,旨在为风电行业提供参考。

一、断裂原因分析1.材料缺陷当叶片螺栓在生产加工过程中有缺陷,如含有气孔、夹杂物、夹渣等,会影响叶片螺栓的力学性能,导致其在使用过程中出现断裂。

2.负荷过大风电机组在运行过程中,受到风力的不断作用,以及旋转部件的惯性和得到的转矩影响,会导致叶片螺栓承受较大的拉伸力和剪切力。

当螺栓无法承受受力过大时,就会发生断裂。

3.腐蚀和疲劳当叶片螺栓长期处于恶劣的环境中,如海洋气候、高温高湿等,会发生腐蚀,质量会逐渐降低,容易出现裂纹,从而导致叶片螺栓的疲劳削弱和断裂。

4.安装不当在风电机组的安装过程中,叶片螺栓的安装质量和状态会直接影响其使用寿命和断裂概率。

如果螺栓安装不当,可能会导致扭矩不均、加剧连接剪切和腐蚀等问题,从而导致叶片螺栓的断裂。

二、解决方法1.材料瑕疵控制生产制造阶段应控制材料瑕疵的产生,选择合适的工艺、材料和加工设备,严格执行国家标准和相关规定。

2.优化叶片设计优化叶片设计,改进叶片形状和长度,从而减少叶片螺栓承受的拉伸力和剪切力,提高其承载能力。

3.增加安全预防措施安装过程中应进行全面的检查和测试,确保叶片螺栓的安装和紧固质量,避免过度拉伸和过度松弛。

同时,可以在安装后加装高强度钢制环带、断鲍管等安全预防措施,以延长叶片螺栓的使用寿命。

4.定期检查和维护定期检查和维护叶片螺栓,及时发现和修复潜在的问题。

并且不断改进维护技术,使用新型的材料和设备来提高叶片螺栓的质量和使用寿命。

结论针对风电机组叶片螺栓断裂问题,需要生产制造企业、风电厂和设备维护公司等多方面合作,共同加强材料质量控制、优化叶片设计和安装质量,加强安全预防措施和定期检查和维护等方面的工作。

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理【摘要】风电机组叶片螺栓断裂是一个常见问题,可能会导致严重的安全事故和机组损坏。

本文通过对风电机组叶片螺栓断裂原因的分析,提出了相应的处理方法和预防措施。

常见断裂原因包括材料问题、螺栓疲劳、装配质量等因素。

针对这些问题,我们可以采取合适的处理方法,如定期检查、更换螺栓等。

叶片螺栓的选择也非常重要,需要考虑材料的强度和耐腐蚀性。

我们也提出了一些建议,包括加强技术改进以提高叶片螺栓的可靠性。

通过本文的研究和探讨,可以有效预防叶片螺栓断裂问题的发生,提高风电机组的安全性和可靠性。

【关键词】风电机组、叶片螺栓、断裂原因、处理方法、材料选择、预防措施、技术改进建议、总结、展望、建议。

1. 引言1.1 背景介绍风力发电是一种清洁能源,被广泛应用于全球各地。

风电机组是风力发电系统的核心组成部分,而叶片作为风电机组的重要部件之一,在受到风力作用时扮演着传动风能的关键角色。

叶片与主轴之间连接的螺栓承担着叶片受力的重要任务,因此螺栓的质量和可靠性对整个风电机组的安全运行至关重要。

在风电机组运行中,叶片螺栓断裂是一个常见的故障现象,可能会导致机组停机甚至引发事故。

深入研究叶片螺栓断裂的原因及处理方法对于保障风电机组的安全稳定运行具有重要意义。

通过分析叶片螺栓断裂的常见原因,制定有效的处理方法,选择合适的材料,并采取科学的预防措施,可以有效降低螺栓断裂的风险,提高风电机组的可靠性和安全性。

本研究将对风电机组叶片螺栓断裂进行深入分析,探讨解决方法并提出相关建议,旨在为风力发电领域的技术发展提供有益参考。

1.2 研究目的研究目的是为了深入分析风电机组中叶片螺栓断裂的原因,总结常见的断裂情况,探讨有效的处理方法。

通过对螺栓断裂的材料选择进行研究,提出合理的预防措施和技术改进建议,降低叶片螺栓断裂的风险,保障风电机组的安全运行。

本研究旨在为风电行业提供新的理论支撑和技术指导,有助于提升风电机组的可靠性和运行效率,推动风能产业的可持续发展。

风电机组变桨轴承联接螺栓断裂分析及治理

风电机组变桨轴承联接螺栓断裂分析及治理

·杨张斌1,廖晖2,胡宗邱1,赵伟2,张斯翔1(1.中国三峡建工(集团)有限公司,四川成都,610000;2.东方电气风电股份有限公司,四川德阳,618000)摘要:针对变桨轴承螺栓断裂问题,进行螺栓断裂原因分析及各项螺栓性能测试,得出扭矩系数超标是影响螺栓断裂的主要原因,提出来改进措施,对风电机组的设计及安装维护具有重要的指导意义。

关键词:风电机组,螺栓,断裂,扭矩系数中图分类号:TK83文献标识码:B文章编号:1674-9987(2023)03-0070-03 Fracture Analysis and Treatment of Connecting Bolt of Pitch Bearing of Wind TurbineYANG Zhangbin1,LIAO Hui2,HU Zongqiu1,ZHAO Wei2,ZHANG Sixiang1(1.China Three Gorges Construction Engineering Corporation,Chengdu Sichuan,610000;2.Dongfang Electric Wind Power Co.,Ltd.,Deyang Sichuan,618000)Abstract:In view of the bolt fracture of pitch bearing,the bolt fracture reason analysis and various bolt performance tests are carried out.It is concluded that the excessive torque coefficient is the main reason affecting the bolt fracture,and the improvement measures are put forward,which has important guiding significance for the design,installation and maintenance of wind turbine. Key words:wind turbine,bolt,crack,torque coefficient基金项目:中国长江三峡集团有限公司科研项目第一作者简介:杨张斌(1983-),男,硕士研究生,高级工程师,参与三峡集团与东方风电10MW海上风电机组联合研制与示范应用项目。

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理风电机组是利用风能来发电的设备,其叶片是关键部件之一。

叶片在运行过程中常常会遇到螺栓断裂的问题,这不仅影响机组的正常运行,还可能造成安全事故。

对叶片螺栓断裂原因进行分析并采取相应的处理措施十分必要。

叶片螺栓断裂的原因主要有以下几方面:1. 装配质量不高:螺栓加工、装配时存在问题,如螺纹未能完全进入孔径,螺栓没有按照规定扭矩进行拧紧等,这些问题都会导致叶片螺栓的连接质量不高,从而容易造成断裂。

2. 起动和停机过程中叶片受力过大:风电机组在起动阶段和停机阶段,由于风速变化较大,叶片会受到较大的风压力,容易导致叶片产生振动,从而增加了螺栓受力的风险,进而导致螺栓断裂。

3. 叶片老化:长时间运行后,叶片可能会出现疲劳现象,如裂纹、变形等,这些问题会使叶片的结构变得不稳定,从而对螺栓造成额外的压力,进而导致螺栓断裂。

4. 环境影响:风电机组处于户外环境中,受到多种因素的影响,如温度变化、湿度变化、腐蚀等,这些因素会导致叶片及螺栓的材料老化、腐蚀等问题,从而增加螺栓断裂的风险。

针对叶片螺栓断裂问题,可以采取以下处理措施:1. 提高装配质量:在螺栓加工和装配过程中,要严格按照相关规定进行操作,确保螺栓的连接质量,避免因装配问题导致螺栓断裂。

2. 加强叶片结构设计:对叶片的结构设计进行改进,增加叶片的刚性和稳定性,降低叶片在起停过程中的振动,从而减少螺栓断裂的风险。

3. 定期检测和维护:对风电机组叶片及螺栓进行定期检测和维护,发现问题及时处理,如及时更换老化、疲劳的叶片和螺栓,防止其进一步失效。

4. 增强螺栓材料及防腐措施:选择高强度、耐腐蚀的螺栓材料,并采取适当的防腐措施,延长螺栓的使用寿命,减少螺栓断裂的风险。

叶片螺栓断裂会给风电机组的安全和运行带来威胁,因此必须对其原因进行深入分析,并采取相应的处理措施,以确保风电机组的安全稳定运行。

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理风电机组叶片螺栓断裂是指在风电机组运行过程中,叶片上的螺栓发生断裂现象。

螺栓断裂会直接影响风电机组的安全运行,因此对于风电机组叶片螺栓断裂的原因进行分析,并采取相应的处理措施是非常重要的。

1. 螺栓材质不符合要求:螺栓是连接叶片和风机轴的重要元件,其材质需要具备足够的强度和韧性。

如果螺栓材质不符合要求,容易导致螺栓断裂。

2. 螺栓安装不当:螺栓安装时,如果紧固力不均匀或者过紧、过松,都会增加螺栓的应力,导致断裂。

安装过程中如果使用了不合适的工具或者应力不均匀,也会导致螺栓断裂。

3. 振动和冲击加载:风电机组在运行过程中会受到各种振动和冲击加载。

如果螺栓长期受到振动和冲击,容易导致螺栓疲劳断裂。

4. 缺乏维护和检修:风电机组叶片螺栓需要定期进行维护和检修,包括检查螺栓结合部是否有裂纹、松动等情况,及时进行紧固和更换工作。

如果缺乏维护和检修,螺栓断裂的风险将大大增加。

1. 选择合适的螺栓材质:根据风电机组叶片的特点和工作环境,选择具有足够强度和韧性的螺栓材质,确保螺栓能够承受叶片的负荷。

2. 安装过程中严格控制紧固力:安装螺栓时,需要确保紧固力均匀,并根据叶片的要求进行适当的紧固力控制。

安装过程中使用合适的工具和方法,避免应力不均匀的情况。

3. 减少振动和冲击加载:通过调整风电机组的运行参数,减少机组受到的振动和冲击加载,降低螺栓断裂的风险。

可以采用降低转速、调整桨叶角度等方法。

风电机组叶片螺栓断裂的原因多种多样,需要综合考虑各种因素,并采取相应的处理措施。

通过选择合适的螺栓材质、严格控制安装过程、减少振动和冲击加载以及做好维护和检修工作,可以有效地预防和减少风电机组叶片螺栓断裂的风险,保障风电机组的安全运行。

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理风电机组作为清洁能源发电的重要设备,其安全运行对整个电力系统的稳定运行具有重要意义。

在风电机组中,叶片是风力转换成机械能的关键部件,而叶片螺栓连接是叶片与主轴之间的关键连接,直接关系到风电机组的安全性和可靠性。

在风电机组的运行中,叶片螺栓断裂问题时有发生,给风电机组的安全运行带来严重隐患。

对叶片螺栓断裂原因的分析及处理显得十分必要。

一、叶片螺栓断裂原因分析1.设计问题风电机组的叶片螺栓是根据叶片的设计荷载和造型特征而确定的,若设计参数不合理,可能导致叶片螺栓承受超过其设计荷载而断裂。

设计问题主要表现在叶片结构及连接部分的设计不当,如螺栓直径、螺纹设计、叶片连接结构等。

2.制造质量叶片螺栓的制造质量关系到其机械性能和连接性能,如果材料质量不达标或者制造工艺存在问题,就会造成叶片螺栓在实际运行中出现断裂的情况。

制造质量问题主要表现在螺栓材料的选择和热处理工艺、表面处理等方面。

3.安装质量叶片螺栓安装时如果存在安装不当、紧固力不足、螺栓预紧力失效等情况,都可能导致叶片螺栓的断裂。

安装质量问题主要表现在叶片螺栓的紧固力和预紧力的调控、安装工艺及工装的选用等方面。

4.材料老化叶片螺栓在长期运行中,可能由于材料本身的老化导致机械性能下降,从而出现断裂问题。

影响材料老化的因素有很多,包括外部环境的影响、应力腐蚀因素、疲劳裂纹等。

5.运行条件风电场作为开放式风区,受到气候条件和外部环境的影响较大,如风速、温度、湿度、盐雾等,都可能对叶片螺栓造成影响,从而导致断裂。

风电场的易燃易爆、震动等特殊工况也会对叶片螺栓的断裂产生影响。

上述几个方面是导致叶片螺栓断裂的主要原因,对于这些原因,需要风电机组制造企业、风电场运维企业和相关专业机构合作,采取有效的措施加以解决。

二、叶片螺栓断裂处理措施1.提高设计质量风电机组叶片的设计是决定叶片螺栓断裂的关键因素,因此需要制造企业在研发和设计阶段加强技术力量投入,引进国际先进技术和规范,加强工程设计规范的制定,提高设计质量和合理性。

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理风力发电是一种清洁、环保的新能源,而风电机组叶片是风力发电系统中的重要组成部分,其安全性、稳定性对整个发电系统具有重要意义。

近年来风力发电行业中频频发生风电机组叶片螺栓断裂的事故,这些事故给风电行业的发展带来了一定的负面影响。

对于风电机组叶片螺栓断裂原因的分析及处理显得尤为重要。

1. 设计问题风电机组叶片螺栓主要承担叶片的受力传递和固定作用,而叶片在运行过程中会受到风的作用,因此叶片螺栓需要承受较大的动态载荷。

如果设计时未能充分考虑动态载荷对螺栓的影响,可能会导致螺栓断裂。

2. 材料问题叶片螺栓的质量直接关系到其承载能力和使用寿命,一些风电机组制造商为了节省成本,可能选用了质量不佳的材料,或者在生产过程中存在材料缺陷,从而导致螺栓的断裂。

3. 安装问题叶片螺栓的安装过程中,如果未能正确选择安装工艺和工具,或者未能严格执行安装规程,可能会导致不良的安装质量,使螺栓在使用过程中承受不均匀的力,从而导致断裂。

4. 维护问题风电机组叶片螺栓的维护保养显得至关重要,如果未能定期检查及更换叶片螺栓,可能会因螺栓长时间受到风力等因素的影响而导致疲劳断裂。

二、风电机组叶片螺栓断裂处理方法1. 加强设计风电机组叶片螺栓在设计时,应充分考虑叶片的受力情况,合理设计螺栓的数量、材质、安装位置及固定方式,以确保螺栓在叶片使用过程中能够稳定可靠地承受动态载荷。

2. 选用优质材料风电机组叶片螺栓的材料应当选择质量可靠的高强度材料,同时要进行严格的材料检测,确保螺栓材料的质量符合要求。

在材料生产过程中也要保证不出现质量问题。

3. 规范安装风电机组叶片螺栓的安装工艺应当具备相应的规范和标准,安装工具和设备也要符合要求。

工人要严格按照安装程序进行操作,确保螺栓安装质量。

4. 定期检查维护风电机组叶片螺栓的定期检查和维护显得尤为重要,一般建议每年对螺栓进行一次全面检查,并根据检查结果及时更换受损的螺栓,以延长螺栓的使用寿命。

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理风电机组叶片螺栓断裂是指叶片上的连接螺栓在风力发电过程中发生断裂或脱落的现象。

这种情况可能导致叶片失去平衡,影响风力发电机组的正常运行。

以下是对风电机组叶片螺栓断裂原因进行分析以及相应的处理措施。

1. 螺栓材质选择不当或质量问题:螺栓材质应根据叶片的负荷及运转环境进行合理选择,确保螺栓具有足够的强度和耐蚀性。

在购买螺栓时,应选择信誉好的供应商,并测试其质量。

解决方法:更换高强度、耐蚀性好的螺栓,并采用瑞士伯恩公司的三维扭矩磁力测试仪对螺栓进行全过程在线监测,以及定期进行材质分析。

2. 过度紧固力或不足的预紧力:螺栓过度紧固力会导致螺栓应力集中,降低其疲劳寿命;而不足的预紧力则会导致松动、振动和疲劳断裂。

解决方法:根据设备厂家的规范,合理控制螺栓的紧固力,确保预紧力在适当范围内,并采用紧固力监控装置对螺栓进行实时监测。

3. 振动和冲击加载:风力发电机组在运行过程中,受到风力和机械运动的作用,容易产生振动和冲击加载,加剧螺栓的疲劳破坏。

解决方法:通过增加抗震结构、降低旋转速度和改善叶片设计等措施来减小振动和冲击加载的影响。

4. 腐蚀和环境因素:复杂的运行环境可能会导致腐蚀和氧化,使螺栓的强度和耐久性降低。

解决方法:加强设备的防腐措施和定期检查维护,确保螺栓表面的保护层完整,及时处理受损螺栓。

5. 装配和安装不当:螺栓的装配和安装工艺不当,如过度拧紧或不均匀拧紧等,会导致螺栓产生应力集中和疲劳断裂。

解决方法:合理控制螺栓的拧紧力矩和顺序,确保装配和安装的质量。

风电机组叶片螺栓断裂可能由多种因素导致,包括螺栓质量、预紧力、振动冲击、腐蚀等。

要解决这个问题,需要选择合适的螺栓材质,控制紧固力,减小振动冲击,加强防腐措施,确保正确的装配和安装。

只有综合考虑和控制这些因素,才能有效预防和处理风电机组叶片螺栓断裂问题,保证风力发电机组的正常运行。

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理一、引言风电机组是现代清洁能源的重要组成部分,叶片作为风电机组的核心部件,承担了风能捕捉和转化的重要任务。

叶片在长期运行中可能会出现螺栓断裂的问题,这不仅影响了风电机组的正常运行,还可能导致安全隐患。

对风电机组叶片螺栓断裂问题进行原因分析及处理具有重要意义。

二、风电机组叶片螺栓断裂原因分析1. 设计缺陷风电机组的叶片设计需要考虑诸多因素,包括叶片材料选择、叶片结构设计、螺栓搭接方式等。

如果设计不合理或存在缺陷,可能导致叶片螺栓承受的载荷过大,从而加速螺栓的疲劳破坏。

2. 制造质量不良叶片螺栓的材质、制造工艺、安装质量等都会影响其使用性能。

如果螺栓本身存在质量问题,如材料强度不足、表面存在裂纹等,都可能导致螺栓在使用过程中出现断裂。

3. 使用环境因素风电机组运行环境的恶劣程度也会影响叶片螺栓的使用寿命。

高温、高湿、大风等条件下,叶片螺栓易受腐蚀,从而降低其强度和耐久性。

4. 维护管理不当风电机组叶片螺栓的维护管理不当也可能导致螺栓断裂。

如未按照规定周期进行检查、紧固、更换等维护措施,可能导致叶片螺栓出现疲劳、松动等问题,进而导致断裂。

三、风电机组叶片螺栓断裂处理方法1. 设计改进针对设计缺陷导致叶片螺栓断裂的问题,需要进行设计改进,优化叶片结构、改善螺栓布置方式,以提高螺栓的抗疲劳性能和承载能力。

2. 优化制造工艺对叶片螺栓的材料选择、加工工艺、热处理工艺等进行优化,确保螺栓质量达到标准要求,提高其耐久性和可靠性。

4. 提高环境适应性针对恶劣环境条件下叶片螺栓易受腐蚀的问题,可以采用防腐蚀涂层、改进材料选择等措施,提高叶片螺栓对环境的适应能力。

5. 密切监测建立风电机组叶片螺栓的监测系统,通过振动、声音等监测手段,及时发现螺栓出现异常情况,并采取相应措施。

四、结语风电机组叶片螺栓断裂问题是影响风电机组安全稳定运行的重要因素之一。

针对叶片螺栓断裂的原因进行详细分析,并采取有效的处理措施,可以有效地降低叶片螺栓断裂的风险,保障风电机组的正常运行,推动清洁能源的发展。

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理风电机组叶片是风力发电机组中非常重要的部件,它的质量和使用寿命直接关系着整个风电机组的稳定运行和发电效率。

然而在实际运行过程中,叶片螺栓断裂是一个比较常见的问题,如果不及时处理,可能会导致整个机组的损坏甚至事故发生。

对叶片螺栓断裂的原因进行分析并寻找相应的处理方法,对保证风电机组的安全运行具有重要的意义。

一、叶片螺栓断裂的原因分析1. 力学原因叶片螺栓是连接叶片和风轮轴的关键部件,受到风力的作用产生巨大的力和扭矩,如果螺栓本身的强度不足或者材料质量存在问题,就容易导致螺栓本身的断裂。

由于叶片在运行过程中会受到风力和振动的作用,如果设计和安装不合理,也容易导致螺栓的疲劳断裂。

2. 腐蚀和磨损由于叶片在使用过程中会受到风沙、雨水等自然环境的影响,叶片表面的螺栓容易产生腐蚀和磨损。

长期受腐蚀和磨损的螺栓强度会逐渐减弱,导致最终的断裂。

3. 质量问题叶片螺栓作为关键部件,其质量问题也是导致断裂的重要原因。

如果螺栓的材料质量不符合标准要求,或者加工过程中存在瑕疵,都会影响螺栓的使用寿命和强度。

1. 定期检查和维护为了保证叶片螺栓的正常使用,风电场管理部门需要定期对叶片螺栓进行检查和维护。

定期检查可以发现潜在的问题,并及时进行修复和更换。

特别是在恶劣天气或者风大的情况下,需要加强对叶片螺栓的检查,确保其安全性。

2. 强化设计和加固针对叶片螺栓容易断裂的问题,可以通过强化设计和加固的方式来解决。

比如采用更高强度的材料,增加螺栓的数量和密度,加大螺栓的直径和长度等措施,来提高叶片螺栓的承载能力和使用寿命。

3. 提高制造质量叶片螺栓作为风电机组的关键部件,其制造质量对整个机组的安全运行有着重要的影响。

风电机组制造厂家应该加强对叶片螺栓的材料选择、加工工艺、质量控制等环节的监督和管理,确保螺栓的质量符合标准要求。

4. 及时处理断裂螺栓如果发现叶片螺栓已经出现断裂,需要立即停止使用,并及时处理。

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理随着全球对可再生能源需求的不断增加,风力发电逐渐成为了一种重要的清洁能源。

然而,由于风电机组叶片长期暴露在自然环境下,可能会受到自然灾害、机械疲劳等因素的影响,导致叶片螺栓断裂。

叶片螺栓断裂会给风电机组的安全和维护工作带来重大风险,因此对其进行原因分析和处理具有非常重要的意义。

1.1 材料质量不佳叶片螺栓断裂的一个重要原因是材料质量不佳。

如果使用了劣质的材料制作叶片螺栓,那么长时间的受力状态将会导致材料的疲劳寿命降低,进而导致螺栓的断裂。

1.2 设计不合理叶片螺栓的设计不合理也是导致其断裂的原因之一。

如果螺栓的寿命和承受强度不足以适应实际应力环境,那么螺栓会发生疲劳损伤和过度应力,导致断裂。

1.3 生产工艺不良叶片螺栓制造中的生产工艺不良也是导致断裂的原因之一。

如果生产过程中存在冷作变形、含氧量高、铸造等问题,那么制造出来的螺栓质量会受到较大影响,进而导致螺栓断裂的可能性增加。

2. 叶片螺栓断裂处理方法2.1 加强预防措施对于叶片螺栓断裂的预防,可以加强措施来进行,如针对螺栓的材料、设计和生产工艺进行检查,确保其可靠性和稳定性,以降低风险。

此外,还可以通过定期检查和维护等方式对风电机组进行管理和监测。

2.2 引进新技术现有的叶片螺栓加工技术大多采用传统的冷锻、热锻等工艺,但这种工艺所制造的螺栓质量并不稳定。

而新的超音速热喷涂等技术已经能够大大提高螺栓的质量可靠性,因此可以考虑引进新技术来生产更加高质量的叶片螺栓。

2.3 加强监测和维护对于已经安装的风电机组,需要通过添加传感器和自动检测等技术来监测叶片螺栓的情况,并及时维护和更换有问题的螺栓。

此外,还可以对叶片螺栓进行非破坏性检测,如超声波探伤等技术,及时发现问题,有效避免安全事故的发生。

总之,在确保叶片螺栓质量可靠性的前提下,通过加强预防、引进新技术以及加强监测和维护等措施,可以有效降低风电机组叶片螺栓断裂的风险,从而更好地发挥风力发电的优势和作用。

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理引言风能作为清洁能源的重要来源,受到越来越多的关注和重视。

风电机组叶片作为转换风能的重要部件,扮演着至关重要的角色。

叶片的安全性与稳定性对整个风电机组的运行起着至关重要的作用。

叶片螺栓断裂问题却是一个不容忽视的隐患。

本文将针对风电机组叶片螺栓断裂的原因进行分析,并提出相应的处理方法,以确保风电机组的安全运行。

一、叶片螺栓断裂的原因分析1.1 材料选择不当风电机组叶片螺栓的材料选择不当是导致螺栓断裂的一个重要原因。

如果使用的材料强度不够,或者在使用环境中无法承受相应的压力,就容易导致螺栓的断裂。

1.2 设计缺陷叶片螺栓的设计也是导致断裂的一个重要原因。

如果螺栓的工作载荷计算不准确,或者受力不均衡,就容易导致螺栓的断裂。

螺栓的安装位置和固定方式也会影响其受力状况,导致螺栓断裂。

1.3 加工工艺不当叶片螺栓的加工工艺对螺栓的断裂也有一定的影响。

如果螺栓的表面存在缺陷,或者未经过合理的热处理,就容易导致螺栓的断裂。

1.4 使用环境因素风电机组叶片工作在恶劣的自然环境中,如高温、大风、雨雪等,这也会加速叶片螺栓的老化和断裂。

1.5 运行和维护不当风电机组的运行和维护不当也是导致叶片螺栓断裂的重要原因。

如果风电机组长期超负荷运行,或者维护保养不到位,叶片螺栓易出现断裂的情况。

2.1 加强材料选用为了预防叶片螺栓断裂,首先需要采用强度足够的材料。

对于风电机组叶片螺栓来说,应该选择高强度、耐腐蚀的材料,以确保螺栓有足够的抗拉强度和抗疲劳性能。

2.2 优化设计方案在叶片螺栓的设计过程中,应该充分考虑叶片的受力情况,合理计算螺栓的工作载荷,并且采取合适的固定方式和安装位置,避免受力不均衡,以减少螺栓断裂的风险。

2.3 严格控制加工工艺叶片螺栓的加工过程要严格把控,确保表面光洁度和无缺陷,并且进行合理的热处理,以确保螺栓的强度和耐疲劳性能。

2.4 定期检测和维护风电机组叶片螺栓需要进行定期的检测和维护,检查螺栓的紧固状态和受力情况,及时发现问题并加以处理,以避免螺栓断裂对风电机组的安全造成影响。

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理近年来,风电发电机组成为了可再生能源的重要组成部分。

风电机组使用叶轮作为动力传递装置,叶轮和轴承之间由螺栓连接。

然而,在风电机组运行过程中,经常会有螺栓断裂的现象出现,对设备的正常运行和安全性产生了威胁。

一、断裂原因分析1. 质量问题风电机组叶片螺栓的制造质量对其安全使用起着至关重要的作用。

一些低质量或次品螺栓的强度和韧性不能满足风电机组的使用需求,容易导致断裂。

2. 运行寿命风电机组叶片螺栓在长时间运行后容易出现疲劳断裂现象。

疲劳断裂是由于不停地承受交替载荷和应力的作用,使材料内部形成裂纹,最终导致断裂的现象。

对于螺栓而言,疲劳断裂是一种常见的断裂方式。

3. 腐蚀在风电机组使用过程中,螺栓容易受到环境因素影响,如空气中的湿度、氧气等气体的作用,进而导致腐蚀。

长期腐蚀会导致螺栓的强度和韧性下降,从而容易发生断裂。

4. 螺栓松动由于安装时没有严格按照规定的装配步骤进行安装,或在风电机组运行过程中由于外部因素引起螺栓松动,使其容易发生断裂。

二、处理方法1. 检查螺栓为确保风电机组的安全运行,应每年对风电机组叶片螺栓进行一次全面检查。

检查主要包括螺栓的表面质量、强度、松动情况等,可以更早地发现螺栓问题,及时解决。

2. 更换高质量螺栓为保证风电机组叶片螺栓的安全使用,应选用高质量的螺栓材料,避免使用次品。

高质量的螺栓具有良好的强度和韧性,可以保证在严重的载荷和应力下进行正常工作。

为抵御风电机组叶片螺栓的腐蚀,可以采取多种措施。

例如,对于对螺栓表面进行涂层防护,选用不易腐蚀的材料等。

4. 严格按照安装步骤进行安装为避免由于不规范的安装导致的螺栓松动,应严格按照风电机组的安装要求进行操作。

如检查工具使用是否得当,安装步骤是否遵守等。

结论风电机组叶片螺栓的断裂会对设备的安全和运行稳定性产生极大的影响,而风电机组的高质量制造和按照规范的安装流程,将是避免螺栓断裂的关键。

在日常使用中,要定期检查螺栓状态,加强对螺栓的防腐处理,以确保设备的安全、平稳运行。

螺栓断裂的原因分析及预防措施

螺栓断裂的原因分析及预防措施

1、螺栓断裂的原因:1.由于螺栓的材料导致的,假如我们选用的材料比较好了之后,那么我们的螺栓质量也就会比较好。

假如我们选用的材料比较差,那么我们的螺栓在一定程度上断裂的程度就会比较多。

2.螺栓的强度不够高导致的,由于螺栓在承受的压力如果大于螺栓的强度,那么螺栓就会很容易出现断裂的现象。

因此我们在使用螺栓的时候最好能够了解一下该螺栓所能够承受的强度是多大,这样我们就能够选择高于这个强度的螺栓,螺栓断裂的可能性也会减少很多。

3.制造不合格导致的,很多的螺栓会因为生产不合格,这样就没有办法发挥出标准螺栓的质量,在一定程度上就会导致了螺栓的断裂。

我们在生产螺栓之后一定要经过检测,这样才能够保证螺栓是合格的才进行销售,这个也是对于消费者的一种最基本的保证。

4.由于螺栓的疲劳强度导致的。

螺栓会断裂最多的因素就是由于螺栓的疲劳强度所致。

我们在使用螺栓一开始是没有什么问题的,但是在经过物件的作业之后就有可能会产生一定的松动,在松动的时候继续作业是会让螺栓的疲劳强度增大,在到达了螺栓所能够承受的范围极限,那么螺栓也就随之断裂了。

2、预防螺栓断裂的措施:1.塞加垫铁2.改进螺栓加工工艺3.改进标准节加工工艺3、螺栓的质量有螺栓的长度、规格、类别、连接形式等条件决定。

4、螺栓的预紧力矩使得螺栓受到拉应力、剪应力两种力,而预紧力的控制是为了保证法兰连接系统紧密不漏、安全可靠地长周期运行,垫片表面必须有足够的密封比压,特别在高温工况下垫片会产生老化、蠕变松弛,法兰和螺栓产生热变形,因此高温连接系统的密封比常温困难得多,此时螺栓预紧力的施加与控制就显得十分重要,过大或过小的预紧力都会对密封产生不利影响。

螺栓预紧力过大,密封垫片会被压死而失去弹性,甚至会将螺栓拧断;过小的螺栓预紧力又使受压后垫片表面的残余压紧应力达不到工作密封比压,从而导致连接系统泄漏。

因此如何控制螺栓预紧力是生产实际中必须重视的问题。

5、螺栓的抗拉强度和屈服强度决定了螺栓的强度,强度越大,通常寿命越大。

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理【摘要】风电机组叶片螺栓断裂是影响风电机组运行安全性和可靠性的重要因素之一。

本文对叶片螺栓断裂的原因进行了分析,包括叶片设计不当、材料疲劳、操作误差等。

同时介绍了常见的螺栓断裂类型,如拉伸断裂、疲劳断裂等。

针对叶片螺栓断裂问题,提出了处理方法,包括更换受损螺栓、加固叶片结构等。

也提出了预防措施,如定期检查螺栓状态、加强维护保养等。

结合技术改进,对风电机组叶片螺栓断裂问题进行了总结,展望未来发展,提出了建议,旨在提高风电机组的运行安全性和可靠性。

这些措施将有助于减少叶片螺栓断裂带来的事故风险,促进风电产业的健康发展。

【关键词】风电机组、叶片螺栓、断裂、原因分析、常见类型、处理方法、预防措施、技术改进、总结、展望、建议。

1. 引言1.1 研究背景现代风力发电机组已经成为一种越来越受欢迎的清洁能源发电方式,其核心部件之一就是叶片。

叶片的设计和制造对风力发电机组的性能和稳定性起着至关重要的作用。

叶片螺栓断裂问题却是一直困扰着风电行业的一个重要难题。

叶片螺栓一旦断裂,不仅会影响风力发电机组的正常工作,还可能引发安全事故,对设备和人员造成严重威胁。

研究叶片螺栓断裂的原因及处理方法是当务之急。

目前,虽然在叶片螺栓断裂方面已有相关研究,但仍存在一些问题有待进一步深入研究。

在实际生产和运行中,叶片螺栓断裂的原因往往不是单一的,可能涉及到设计、材料、制造、安装、运行等多个环节。

有必要对叶片螺栓断裂的原因进行深入分析,找出主要影响因素,并提出有效的处理方法和预防措施,以确保风力发电机组的安全运行和可靠性。

1.2 研究目的本文旨在对风电机组叶片螺栓断裂的原因进行深入分析,探讨常见的螺栓断裂类型,提出有效的处理方法和预防措施,同时进行技术改进,以降低风电机组叶片螺栓断裂的风险,提高其运行安全性和可靠性。

通过这些研究,我们希望能够为风电行业提供有益的参考,促进风电机组的更好发展和运行。

1.3 研究意义风力发电已经成为替代传统能源的重要方式,风电机组叶片螺栓断裂问题一直是制约其安全稳定运行的关键因素。

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理随着可再生能源的快速发展,风力发电已经成为获取清洁能源的重要手段之一。

而在风电发电过程中,叶片螺栓断裂是一种较为普遍的故障,经常给风电场带来安全隐患和经济损失。

本文针对风电机组叶片螺栓断裂这一问题进行了原因分析,并提出了相应的处理方法。

1. 螺栓质量不合格由于螺栓是叶片固定的重要组件之一,因此其质量对于叶片的牢固性影响巨大。

当螺栓质量不合格时,容易在高速旋转的风轮作用下发生断裂,从而影响风力发电机的正常运行。

因此,单从螺栓项目考虑,螺栓的质量是非常重要的。

2. 膨胀紧固力太大叶片安装中,螺栓的膨胀量是需要严格控制的。

如果膨胀紧固力太大,将会增加叶片的应力,导致螺栓快速疲劳,从而引起螺栓断裂。

在实际施工过程中,需要注意对于膨胀量的控制。

3. 叶片衔接处松动由于风电机组经常受到高速风的冲击和叶片的旋转,所以在使用过程中,由于很多叶片的接缝处会出现微小振动,从而影响叶片的松动。

当叶片的衔接处松动时,螺栓的受力状态会发生改变,导致出现位移、变形等问题,从而加速螺栓的疲劳损伤,最终使螺栓发生断裂。

4. 脚手架错位叶片螺栓与脚手架之间的错误安装会导致叶片出现舞动,从而导致螺栓发生断裂。

因此,在安装过程中,需要确认脚手架的正确安装位置,以及叶片与脚手架之间的距离,避免出现跨距过大或过小的情况。

二、叶片螺栓断裂的处理方法1. 做好日常维护工作在使用风电机组期间,需要定期对叶片螺栓进行排查,发现问题及时进行维护。

定期检查包括检查叶片的固定情况、检查叶片的螺栓是否松动、检查叶片松动的原因。

在检查过程中,可以根据检查分析的情况,对相应的部件进行调整,以达到减少螺栓断裂的效果。

2. 加强螺栓检验在进行螺栓的购买、选型、安装和检验过程中,需要加强检查和测试,以确保螺栓的质量和性能符合应用的要求。

同时,在现场施工过程中,应加强对螺栓的检验和把关,确保所有螺栓的质量都达到优良水平。

3. 优化衔接设计在叶片的设计和制造中,应考虑各接缝从抗振动、抗压缩等方面的较细部分,强化连接结构。

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理

China Science & Technology Overview油气、地矿、电力设备管理与技术|风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理欧阳乾(中国水电顾问集团风电隆回有限公司,湖南邵阳422200)摘要:随着城市化发展速度和工业化进度的加快,对能源的需求也在增加,这对风力发电也就提出了更高的要求,兆瓦级风力 发电机便是当前应用最为广泛的风力发电设备之一,为了能够保障大型化的风电机组能够正常运转,叶片、机架、塔筒和轮毂主要零 部件的强度问题就成为了人们关注的重点,如何对风电机组叶片螺栓的断裂进行预防和妥善处理便成为了一项难题,本文将对风电机 组叶片螺栓断裂原因和处理方法进行深入分析。

关键词:风电机组;叶片螺栓;疲劳断裂中图分类号:TM315 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2020)15-0101-020引言虽然风电机组面临着设备大型化带来的工作负担和恶 劣工作环境带来的负面影响,但是叶片螺栓的断裂并不能 将全部原因归结到以上两点,在面对叶片螺栓断裂的情況 发生时,在传统机械故障诊断方法之外,也需要换一种思 维,用非线性相关故障诊断方法去综合判断断裂发生的原 因,并进行多次模拟和测试,最终得出具有可靠性和合理 性的结果和判断。

1风力发电机叶片简述一般来说在现代工艺下,风力发电机的叶片采用的是 纤维加强的复合型材料,在面对恶劣的气候环境下也能保 持较高的工作效率,风力发电机的叶片可以分为三个部 分,第一个为玻璃纤维加强材料和基体树脂复合而成的外 壳,这种复合外壳一般由两个灌注成型的构架通过粘合方 式形成,玻璃纤维加强材料是汽车领域常见的材料之一,具有耐高温、高强度、不能点燃等特点,在与基体树脂进 行复合使用之后,更有轻质、耐腐蚀、绝缘等特点,因此 这种材料应用于风力发电之中,一方面风力发电的轻量化 可以提升发电的质量和效率,另一方面稳定的物理和化学 性能使得风力发电工作的稳定性大大提升,第二个部分为 对外壳起到支撑作用的主梁,主梁使用的材料一般和外壳 使用的材料相一致,第三个部分为根部,是风力发电中叶 片与发电机连接的重要部位,在风力发电机工作的过程 中,由于叶片在风力的作用下不断转动,叶片根部承受着 剪切、挤压、弯扭载荷等多种的组合作用,这种复杂的应 力状态对于根部的金属性能提出了极高的要求,一旦叶片 根部因为长期作业而导致疲劳断裂,风电机组的叶片便会 和发电机失去联系,发电机在不能正常工作的状态下不仅 会导致发电效率的降低,在极端的天气情况下更有可能导 致灾难性安全事故的发生,而螺栓则是保证风力发电机叶 片稳定工作的重要零件,在一般情况下叶片螺栓的断裂可 以分为在不利载荷下出现的高应力而导致的断裂和在长期作业的循环发生的疲劳断裂,因此,在出现叶片螺栓断裂 的事故后,对叶片螺栓的静强度、疲劳强度和断裂强度的 校核就成为了断裂原因分析的重点所在[11。

风电机叶片螺栓断裂原因探析

风电机叶片螺栓断裂原因探析

摘要:风电场在投运三年内,多台次风电机组发生叶片螺栓断裂的问题,从叶片螺栓设计、材质、安装工艺、现场载荷分析等方面进行排查,通过理论和试验分析,确定叶片螺栓断裂是由于安装工艺存在问题导致。

关键词:叶片;螺栓断裂一、引言武穴风电场,位于武穴市境内,大别山南麓,鄂东边缘,于2015年6月27日开工建设,于2015年12月30日成功实现首台并网发电,项目总装机规模80MW,安装40台单机容量2000千瓦的风力发电机组,风电机组采用明阳MY2.0-118机型。

风电机基础采用重力式现浇钢筋混凝土圆盘型基础,内预埋基础环(钢质筒体结构),基础环与上部塔架用高强螺栓连接。

武穴风电场分北区和中区两部分,其中,北区安装27台机组,容量54MW;中区安装13台机组,容量26MW。

二、事件经过风电场投产以来已发生6台风电机叶片23颗螺栓断裂。

大多数螺栓断裂发生在变桨轴承侧的螺纹部位,部分螺栓断裂发生在螺杆部位。

详见表1。

螺栓连接是风电机装配中的重要装配方式,涉及到风电机组的许多部件。

作为风电机设备的重要联结件,螺栓的设计、制造、安装、日常检修维护等都是非常重要的工作。

公司针对叶片螺栓断裂的问题召开专题分析会,对螺栓强度和载荷分布的设计、螺栓安装的工艺、日常运行及维护等方面的详细分析,查找原因,并根据分析结果及暴露的问题,制定相应防范措施。

现已严格按照工艺要求,对风电场40台风电机叶片螺栓全部进行了更换,确保了机组安全运行。

叶片螺栓断裂如图1。

图1:叶片螺栓断裂位置(涂红)三、原因分析螺栓常见的失效形式有:滑丝、扭断、屈服、甚至拉断等现象;设备运行过程中发生螺栓失效,威胁机组运行安全,严重者甚至造成风电机组倒塔。

螺栓失效,除了本身的设计、材质、制造等原因外,安装工艺方面的问题也不容忽视。

下面从设计、螺栓材质、安装工艺、载荷等四个方面进行原因分析。

(一)螺栓设计MY2.0-121机组在设计之初,经过了北京鉴衡认证中心和德国莱茵的联合认证,叶片根部螺栓计算见表2-4。

浅谈风力发电机组叶片螺栓频繁断裂原因及解决方案

浅谈风力发电机组叶片螺栓频繁断裂原因及解决方案

浅谈风力发电机组叶片螺栓频繁断裂原因及解决方案发布时间:2022-01-10T07:47:36.554Z 来源:《当代电力文化》2021年29期作者:高翔李晓龙康世勇[导读] 风力发电机组叶片连接的主要方式为螺栓连接高翔李晓龙康世勇国投哈密风电有限公司新疆哈密 839000摘要风力发电机组叶片连接的主要方式为螺栓连接,随着时间推移,部分风力发电机组已运行10年时间,陆续出现叶片螺栓断裂等情况。

螺栓作为风电机组叶片的重要联结件,发生断裂后严重影响风机运行安全性和稳定性,本文对华锐SL1500型风力发电机组叶片螺栓频繁断裂原因及解决方案进行简单介绍。

关键词:风机叶片螺栓断裂应力分析安装工艺;引言近年我国新能源产业速度发展,尤其以风力发电产业发展迅速,随着时间推移,部分风力发电机组已投运10年时间,随着设备老化风力发电机组叶片螺栓断裂现象已普遍存在于各风电场,分析叶片螺栓断裂原因,研究可靠措施已成为当务之急。

一、叶片螺栓装配风电机组叶片材料是由聚酯树脂、胶衣、面层、玻璃纤维织物等材料复合而成的,具有较高的防雨雪、防沙尘、抗磨损及耐低温的性能。

华锐SL1500型机组叶片由54颗高强度叶片螺栓固定于轮毂,螺栓分布情况如下图:二、螺栓断裂有限元分析叶根有限元模型根据《FL-HSN1900DFT&nbsp_变桨轴承》、《LZ43.5-1.5-圆螺母-20110504》、《LZ43.5-1.5-V2 根部连接图》、《LZ43.5-1.5 双头螺栓》图纸建立叶片根部连接模型。

叶根螺栓连接图如图下图所示。

根据《 1500.029.0101.02D _LZ43.5_SL1589_HH80_TC S blade loads data-20160728》。

叶根最大弯矩为 Mext =5313.5KNm, 叶根最大轴向载荷为 734.1KN。

Fa:有限元模型中,一个螺栓在极限工作载荷作用下的最大力; Mext:叶根最大弯矩 Mext =5313.5KNm;Fz:叶根最大轴向力 Fz=734.1KN;N:螺栓个数(n=54); d:叶根螺栓节圆直径(d=1.8m)。

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风电机组变桨连接螺栓断裂原因分析及
预防措施
摘要
风力发电机叶片是一个纤维增强复合材料制成的薄壳结构。

叶片工作时,根
部承受着复杂的剪切、挤压、弯扭载荷组合作用,应力状态复杂易产生结构失效,所以叶片根部连接必须具有足够的强度、刚度、局部稳定性、胶接强度和疲劳断
裂强度。

一旦叶根部位出现连接失效问题,叶片与风力机转子轮毂分离,发电机
无法正常工作,甚至导致灾难性的质量和安全事故。

因此,对风机叶片连接螺栓
状态进行监测成为了必要的手段,某公司针对风电机组变桨连接螺栓断裂情况,
对叶片连接螺栓断裂进行了原因分析,并提出预防及监测措施,以确保机组安全
稳定运行。

关键词:变桨连接螺栓;疲劳断裂;预紧力
0引言
风电叶片是风力发电机组捕获风能的核心部件,其工况复杂、工作载荷很大,设计上要求达到安全运行二十年的使用寿命要求。

叶片在运转过程中,同时承受
着气动力、重力及离心力等复杂载荷的作用,其中叶片根部连接成为叶片设计中
最关键的部分(如图1)。

由于叶根的载荷最大,而且应力状态复杂,承受着复
杂的剪切、挤压、弯扭载荷作用,所以叶根连接必须具有足够的机械强度与弯扭
刚度。

叶根的受力方式也极为复杂,同时承受拉伸、压缩、扭转及剪切等复杂应
力的作用。

叶片根部连接螺栓断裂而导致风电机组运行事故是一种常见的故障模式。

图 1 叶片与轮毂链接示意图
1叶片根部连接螺栓断裂的主要故障及根源分析
目前,叶根与轮毂链接的的方式主要由三种:“T型螺栓”连接方式,螺栓套筒预埋连接方式,金属制根部连接件连接方式。

在正常工作状态中,叶片叶根螺栓连接是紧连接,承受着交变载荷。

“T 型螺栓”连接( 包含双头螺栓及横向螺母) ,也称“IKEA” 连接,是风机叶片最广泛的螺栓连接结构之一,本文重点考虑“T型螺栓”连接方式。

在叶片根部断面沿叶根节圆均匀分布多组高强度螺栓组,每组螺栓由双头螺杆和交叉螺母组成,叶片根端有两组均匀分布且互相对应螺栓孔和螺母孔,交叉螺母安装在径向螺母孔中,双头螺杆安装在轴向螺栓孔中,双头螺杆一端与交叉螺母连接,另一端伸出断面与主机轮毂连接,从而将叶片与主机联为一体(如图2)。

图 2 “T型螺栓”连接详图
对于叶片,在长度增加且保证额定功率不变的前提下,必然的结果是载荷的
增加,叶根连接方式是叶片载荷传递至轮毂的“桥梁”。

依据叶片根部与轮毂连
接的实际情况,假设以螺栓轮毂端为固定基础,螺栓杆、横向螺母及叶片叶根复
合材料之间建立接触:螺栓与横向螺栓实际为螺纹紧固连接,不会发生分离或相
对位移,应建立为绑定接触;螺栓杆及复合材料间实际中会发生分离或相对位移,应建立摩擦接触;横向螺母与符合材料之间同样可发生分离或相对位移,应建立
摩擦接触(如图3)。

由分析结果可见:(1)“T型螺栓”方式叶根复合材料受
力较大,双头螺栓和横向螺母受力较大区域在叶根螺栓孔内,即叶根端面至横向
螺母孔段螺栓和螺母容易发生损伤破坏;(2)螺栓连接受力,在壳体最低点应
力最大,并向叶片前缘和后缘合模缝递减。

(a)外界受力
(b)螺栓部位受力分解(c)受力变形曲线
图3 叶根连接受力分析
影响风电叶片根端螺栓疲劳寿命因素中,螺栓预紧力大小是最主要内容。


电叶片根端螺栓安装预紧力是保证相互间紧密性和稳定性作用,有效避免受复杂
交变载荷后出现连接缝隙或相对滑移,合理设计螺栓的预紧力可有效避免高周疲
劳断裂。

大部分情况下发生断裂的叶片连接高强螺栓为典型的多源疲劳断裂,造
成断裂的载荷主要是拉伸及剪切应力作用。

叶片螺栓受力复杂,除了受到风载荷
造成的拉伸、压缩应力作用外,还受到机舱偏航、叶片变桨的扭转应力造成的剪
切用力作用,风力变化时及旋转过程中还受到叶片重力及旋转产生的疲劳应力作用。

这种疲劳应力在螺栓预紧力不足时造成疲劳应力幅值过大,导致叶片螺栓的
早期疲劳失效。

2螺栓断裂预防及监测措施
1.
1.
规范螺栓润滑要求
螺栓润滑剂涂抹不规范会导致螺栓扭矩系数偏差,进而造成预紧力的不一致
与不均匀,为叶片螺栓断裂埋下隐患。

螺栓紧固采用全润滑方式,全润滑方式首
先保证螺栓与螺母的螺纹旋转和润滑部位,在螺纹上均匀涂抹润滑脂,保证螺纹
旋合处均匀充分涂抹,螺纹螺牙内充分均匀,没有亮层锌面裸露。

另外螺母与垫
片的接触面同样应充分均润滑,保证螺母与垫片的接触面无锌层裸露。

1.
1.
螺栓预紧力检测
针对在役机组的叶根螺栓,定检维护时采用电磁超声波螺栓轴力检测设备进
行预紧力检测,电磁超声技术是通过电磁耦合现象在检测工件内部产生超声波,
并对工件进行检测的新型无损检测技术。

采用电磁超声波技术可有效监测叶根螺
栓轴力大小,实现预紧力数值读取。

通过现场测量轴力值再施工,实现以检代修、代换的运维策略,避免对轴力正常的螺栓产生损伤;其次对需要复拧的螺栓,采
用轴力法施工,以恢复设计规定的预紧力,避免扭矩反复拧操作产生较大的螺
栓预紧力偏差。

并根据轴力检测结果判定螺栓连接的有效性,制定维护计划,避
免无效复拧对螺栓的损伤。

1.
1.
螺栓在线监测
叶根螺栓断裂轻者断裂螺栓在轮毂内撞击传感器,重者会导致叶片脱落的事
故发生。

公司自研一款螺栓监测系统实现叶片螺栓连接状态监测,避免造成更大
损失。

螺栓监测系统由预警装置、螺栓帽、接线冷压端子、导线、云报系统组成,叶片螺栓上方安装带有空心圆环的螺栓帽,将监测信号导线穿入空心圆环中并设
置分接点。

当叶片螺栓断裂,螺栓帽随叶片螺栓掉落使分接点断开,监控信号丢失,信号传输丢失实现告警,预警装置将监测状态传入云报系统,实现叶片螺栓
断裂告警。

叶片螺栓预警系统连接可靠,设置多分接点监测,叶片螺栓全覆盖,
能够有效监测叶片螺栓状态并发出告警信号,防止因叶片螺栓断裂造成二次破坏
及质量事件。

3结束语
叶片连接螺栓的状态将直接影响风力发电机组运行的安全性及可靠性。

影响
风电叶片根端螺栓疲劳寿命因素中,螺栓预紧力大小是最主要内容,保证螺栓润
滑状态,实现螺栓预紧力检测及螺栓在线监测功能能够有效保证叶片螺栓工作状态,也是保证风力发电机组安全运行的重要手段。

参考文献:
1.
孙永岗.风力发电机组螺纹连接的探讨.上海电力[J].2009(3):311-316
2.
左天强.风电机组叶片螺栓断裂原因分析.中国重型装备[J].2018(1):24-26
3.
谷小辉,徐帆,等.风电机组螺栓拧紧方法及预紧力控制分析.风能
[J].2012(10):90-94
4.
黄洪钟.高强度螺栓的疲劳断裂分析.机械设计与制造[J].1992(4):1-5
5.
于兴芝,苏静,等 .连杆螺栓疲劳断裂事故分析.内燃机[J].2007(4):54
6.
杨校生.风力发电技术与风电场工程[M].北京:化学工业出版社,2011:179-182.
7.
孔繁晓,言婷,周海波.预紧力对风电叶片根部螺栓疲劳寿命的影响分析[J].风机技术,2017(6):42-43.。

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