近期發(fā)生了Repower 1.5MW機(jī)組主軸斷裂和Siemens 2.3MW海上風(fēng)機(jī)焊縫斷裂兩起事故，給風(fēng)電機(jī)組（尤其是海上風(fēng)電機(jī)組）的質(zhì)量管控蒙上了一層陰影。
近期發(fā)生了Repower 1.5MW機(jī)組主軸斷裂和Siemens 2.3MW海上風(fēng)機(jī)焊縫斷裂兩起事故，給風(fēng)電機(jī)組（尤其是海上風(fēng)電機(jī)組）的質(zhì)量管控蒙上了一層陰影。這兩個(gè)風(fēng)電項(xiàng)目運(yùn)行時(shí)間較長，從一定程度上可以說明此類問題的發(fā)生需要經(jīng)歷較長的運(yùn)行過程，而國內(nèi)早期的兆瓦級(jí)機(jī)組運(yùn)行約為5年以上，如果前期質(zhì)量管控存在問題，或許將會(huì)逐漸進(jìn)入爆發(fā)階段。
近期發(fā)生的西門子海上風(fēng)機(jī)事故為海上風(fēng)機(jī)開發(fā)蒙上了一層陰影。海上風(fēng)機(jī)的安裝與維護(hù)成本本就比陸上風(fēng)機(jī)高很多，由于交通條件的限制，海上風(fēng)機(jī)的維護(hù)周期相對(duì)較長，發(fā)生故障后的處理及時(shí)性也大打折扣。這就要求海上風(fēng)機(jī)相對(duì)陸上風(fēng)機(jī)更為強(qiáng)壯（此處之所以強(qiáng)調(diào)強(qiáng)壯而非可靠性，原因見后）。
所謂強(qiáng)壯，是說產(chǎn)品運(yùn)行過程中的設(shè)計(jì)缺陷更少出現(xiàn)，甚至不出現(xiàn)在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)壽命范圍內(nèi)。因此，如何確保產(chǎn)品研制過程中，盡可能多的發(fā)現(xiàn)并通過優(yōu)化設(shè)計(jì)解決潛在的設(shè)計(jì)缺陷，成為產(chǎn)品研制過程中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。目前風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)過程中廣泛參照的GL等認(rèn)證規(guī)范，對(duì)于載荷、強(qiáng)度，以及檢驗(yàn)方法和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)一般都有較為明確的要求。但是隨著單機(jī)裝機(jī)容量的不斷增大，原有要求中有一些逐漸不再符合現(xiàn)實(shí)狀態(tài)，或者機(jī)組事故造成的成本風(fēng)險(xiǎn)增長與原有要求卻相對(duì)寬松之間的矛盾日益突出。
例如，GL海上風(fēng)機(jī)認(rèn)證規(guī)范2012版中關(guān)于球墨鑄鐵件的探傷要求，相對(duì)2005版增加了針對(duì)應(yīng)力集中區(qū)域的缺陷質(zhì)量要求由3級(jí)提升到1級(jí)，并且首次提出應(yīng)力集中區(qū)域的探傷必須采取100%檢驗(yàn)的方式。質(zhì)量要求由3級(jí)提升到1級(jí)，對(duì)鑄件供應(yīng)商而言意味著成品率下降，對(duì)整機(jī)廠而言意味著采購成本的增加。不過增加的成本，相較機(jī)組事故降低帶來的意外損失成本而言可能相對(duì)較低（如果GL在規(guī)范修訂過程中進(jìn)行過基于可靠性的成本核算的話）。
然而在產(chǎn)品研制過程中難以保證一定有適用的標(biāo)準(zhǔn)來確保新研制產(chǎn)品的可靠性，比如西門子生產(chǎn)該機(jī)組時(shí)新的焊接標(biāo)準(zhǔn)可能還未頒布。為了使產(chǎn)品能夠在設(shè)計(jì)壽命范圍內(nèi)順利完成服役，產(chǎn)品研制過程中既要運(yùn)用設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)規(guī)避可預(yù)期的設(shè)計(jì)缺陷，也要防止不可預(yù)期的設(shè)計(jì)缺陷出現(xiàn)。針對(duì)不可預(yù)期的設(shè)計(jì)缺陷，可以采用高加速壽命試驗(yàn)的方法來激發(fā)。
高加速壽命試驗(yàn)（High Accelerated Life Test, HALT）乍看起來是一種可靠性試驗(yàn)，但實(shí)際上是應(yīng)用于產(chǎn)品研制過程的設(shè)計(jì)優(yōu)化試驗(yàn)。HALT的關(guān)鍵是應(yīng)用高應(yīng)力（包括結(jié)構(gòu)應(yīng)力、振動(dòng)、溫度、電壓拉偏、電源循環(huán)、酸堿度和濕度，還有一些獨(dú)特的應(yīng)力，如時(shí)鐘頻率、直流電壓變化和元器件參數(shù)變化造成的應(yīng)力等）快速將產(chǎn)品內(nèi)部的設(shè)計(jì)缺陷激發(fā)出來，以變成可檢測(cè)到的故障，對(duì)故障進(jìn)行分析并采取糾正措施改進(jìn)設(shè)計(jì)，從而使產(chǎn)品更為強(qiáng)壯；同時(shí)，HALT還可以找出產(chǎn)品耐應(yīng)力極限，包括工作應(yīng)力極限和破壞應(yīng)力極限；第三，HALT可以使設(shè)計(jì)和研制時(shí)間縮短，尤其使試驗(yàn)的時(shí)間的與成本縮短。但是從HALT的特點(diǎn)可以看出，它也是一種破壞性試驗(yàn)，不可避免的導(dǎo)致樣機(jī)部分失效，甚至是整體報(bào)廢，造成研制成本增加。
衡量增加的研制成本與產(chǎn)品失效帶來的成本，以確定是否有必要進(jìn)行HALT的必要。比如風(fēng)電機(jī)組中的齒輪箱一臺(tái)造價(jià)動(dòng)輒近百萬，HALT成本不菲，但是隨著載荷的不斷增長，如果新研制的齒輪箱中存在個(gè)別未曾出現(xiàn)過的特殊缺陷，一旦出現(xiàn)嚴(yán)重失效，其吊裝成本（尤其是批量吊裝）則遠(yuǎn)大于研制階段的HALT成本，歐洲某知名齒輪箱廠的前車之鑒不容忽視。現(xiàn)在有的歐洲齒輪箱廠在研制出一款新型齒輪箱后，都要進(jìn)行遠(yuǎn)超出額定載荷的廠定HALT，甚至要根據(jù)整機(jī)廠更加嚴(yán)苛的要求進(jìn)行特定HALT。齒輪箱的HALT測(cè)試的主要是傳動(dòng)機(jī)構(gòu)疲勞強(qiáng)度，額定載荷的壽命測(cè)試與更大載荷的HALT導(dǎo)致的后果都是傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中零件（齒輪、軸承、行星架與外齒圈）的高周疲勞，符合HALT的試驗(yàn)要求（即失效模式一致）。
隨著新研制機(jī)組單機(jī)裝機(jī)容量的不斷增加，不可預(yù)期的設(shè)計(jì)缺陷會(huì)隨著運(yùn)行時(shí)間的推移而慢慢發(fā)展，乃至導(dǎo)致嚴(yán)重事故發(fā)生。基于不同應(yīng)力模式（振動(dòng)、溫度等）的部件HALT，與整機(jī)HALT在歐洲的主要整機(jī)廠與研究機(jī)構(gòu)中已付諸實(shí)踐。作為風(fēng)機(jī)裝機(jī)容量全球第一的中國，HALT（至少是部件級(jí)的HALT）應(yīng)當(dāng)也逐步展開。
