Page 68 - 理化检验-物理分册2023年第三期
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李秀广, 等: 某3MW 风电机组叶片连接高强螺栓断裂原因
( 4 )叶片螺栓在装配过程中润滑膏涂抹出现偏
2 螺栓更换施工方案
差, 导致螺栓预紧力不均, 对叶片螺栓使用寿命影响
该风电场螺栓的更换施工方案为, 更换断裂螺 较大。
栓和其左、 右两侧各两根螺栓, 及该5根螺栓圆周对 3.2 建议
角线对应的5根螺栓, 共计10根( 见图6 )。现场装 ( 1 )对叶片的运行载荷、 设计载荷进行优化, 对
配要求为: 变桨轴承与垫圈接触面不允许涂抹润滑 叶根连接系统进行重新设计, 并对螺栓连接强度进
膏, 保证装配质量, 避免影响螺栓预紧力的均匀性; 行计算校核。
该机组叶片螺栓频繁断裂, 联系主机厂对该风电场 ( 2 )更换的备用螺栓应尽量使用原批次螺栓,
风机载荷重新校核计算, 对应叶片螺栓的装配预紧 若无原批次备件可用, 应更换同规格、 同扭矩系数的
力需进行调整。 螺栓。
( 3 )严格按照螺栓装配要求进行安装, 按照十
字法操作, 控制施加的预紧力; 定期标定扭矩扳手,
确保扭矩扳手的准确性和稳定性; 正确涂抹螺栓副
润滑膏, 均匀施加螺栓预紧力。
( 4 )风电机组投运时, 可以对连接螺栓进行无
损检测, 若发现裂纹应及时进行更换螺栓; 定期检测
螺栓的预紧力, 保证螺栓预紧力符合设计要求。
图6 断裂螺栓更换方式示意 参考文献:
3 结论与建议 [ 1 ] 应华冬, 刘宏伟, 陈中亚, 等. 大型风力机桨叶螺栓断
裂失效分析及优化研究[ J ] . 机电工程, 2021 , 38 ( 2 ):
3.1 结论 216-221.
( 1 )螺栓化学成分、 显微组织、 力学性能均未见 [ 2 ] 李青龙. 某在役风电机组叶片连接螺栓变形断裂原因
异常, 说明螺栓断裂与螺栓的材料无关。 分析及处理[ J ] . 风能, 2021 ( 6 ): 76-79.
( 2 )叶片螺栓位于叶片与变桨轴承连接处, 长 [ 3 ] 林将. 风电机组叶片螺栓断裂原因分析[ J ] . 现代制造
期受到轴向拉应力及径向剪切应力的交变载荷作 技术与装备, 2021 , 57 ( 2 ): 130-131.
[ 4 ] 应华冬, 何俊尉, 何国栋, 等. 风电机组桨叶螺栓断裂
用; 裂纹起源于螺纹根部应力集中的外缘, 呈现出高
失效原因分析[ J ] . 装备制造技术, 2017 ( 12 ): 203-
周多源启裂特征, 疲劳裂纹不断扩展, 最终导致螺栓
206.
发生断裂。
[ 5 ] 陶钢正, 王建国, 曹建忠, 等. 风电机组叶根螺栓断裂
( 3 )大部分螺栓断裂于 T 型螺母侧, 该端螺栓
失效分析[ J ] . 可再生能源, 2013 , 31 ( 3 ): 77-80.
装配精度不足, 安装过程中存在偏心现象, 导致螺栓 [ 6 ] 吉昌兵. 风电用高强度螺栓常见断裂原因分析[ J ] . 东
杆部与螺栓孔内壁紧密接触, 局部受挤压力过大, 导 方汽轮机, 2014 ( 1 ): 60-64.
致螺栓发生断裂。 [ 7 ] 赵海川, 黄海江. 风电行业高强螺栓的润滑问题分析
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原因[ J ] . 中国电力, 2010 , 43 ( 12 ): 27-30.
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