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
                                                                    [ J ] . 风能, 2010 ( 4 ): 64-66.

                                                                                                          
            ( 上接第52页)

             [ 5 ]  陈国宏, 闵良, 王家庆.220kV 变电站铜铝过渡线夹               [ 9 ]  师静蕊, 袁泽喜. 电气化铁路接触网铜合金中锚线夹
                  腐蚀与断裂分析[ J ] . 安徽电力, 2010 , 27 ( 4 ): 1-5.        失效分析[ J ] . 理化检验( 物理分册), 2014 , 50 ( 1 ): 57-
             [ 6 ]  董瑾, 钟相源, 安江英. 变电站铜铝过渡设备线夹断裂                    60.
                                                              [ 10 ]  陆轶, 吴成宝, 吴奭登, 等. 铜铝过渡线夹钎焊接头腐
                  原因[ J ] . 中国电力, 2010 , 43 ( 12 ): 27-30.
             [ 7 ]  许宏伟, 虞鸿江, 杨迎春, 等. 电网设备线夹开裂原因                    蚀过程中性能退化研究[ J ] . 合成材料老化与应用,
                  [ J ] . 理化检验( 物理分册), 2021 , 57 ( 1 ): 66-69.     2014 , 43 ( 5 ): 42-46.
             [ 8 ]  徐杰.110kV 设备线夹断裂原因及改进措施[ J ] . 云南          [ 11 ]  陈静. 铜铝过渡线夹的钎焊工艺研究[ D ] . 哈尔滨: 哈

                  电力技术, 2006 , 34 ( 3 ): 45.                        尔滨工业大学, 2011.
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