風機倒塌原因探討

　　從2008年到2010年，發(fā)生了多起風電整機倒塌、風電塔筒法蘭盤連接處折斷倒塌、風機墜頭葉片損壞等事故，如風電1.5MW在遼寧地區(qū)整機倒塌造成了巨大的損失，有關(guān)報道指出一臺經(jīng)濟損失達數(shù)千萬元。國內(nèi)近兩年這類倒塌事故屢見不鮮。隨著大型風電2.5MW-5MW的上馬，安裝不當更會發(fā)生上述倒塌事故，必須予以重視。

　　分析上述風電整機倒塌、風電塔筒法蘭盤連接處折斷倒塌、風機墜頭葉片損壞等事故的原因，可以得出如下幾點：

　　（一）安裝技術(shù)不科學，憑經(jīng)驗想當然。安裝員工沒有考慮到風電主要運行部件都位于80-100米的塔頂機艙內(nèi)，運行時產(chǎn)生的振動極大，而且振動頻率很高。安裝連接風機機主螺栓沒有按科學緊固，風機墜頭風葉打壞。風電地腳螺栓沒有緊固到位，在強大振動中螺栓松動，摩擦剪切造成遲斷倒塌而且是整機倒塌，造成塔頂機艙內(nèi)部件毀滅性破壞。風機塔筒安裝法蘭盤連接處螺栓預緊力和預緊扭矩值（摩擦系數(shù)μ≥0.14）才能防止螺栓螺母松動，因為塔筒從地面算起40米以下是受風機機倉內(nèi)25噸左右部件和風葉片轉(zhuǎn)動產(chǎn)生振動力最大部位處。風機攔腰折斷倒下多是在連接法蘭盤處，倒塌折斷多是法蘭盤振裂（法蘭盤連接螺栓孔振裂）。但是，實際是螺栓松動后造成風機倒下而把法蘭盤振開裂了，而風機倒下螺栓沒有斷是因為風機有直徑4米的塔筒支撐，倒下沒有把大直徑螺栓折斷而已，其實，罪魁禍首是螺栓沒有按建設(shè)部公布的JG/T5057.40-1995預緊力和預緊扭矩值（摩擦系數(shù)μ≥0.14）緊固而造成螺栓螺母松動致使風機倒塌。這三類事故的發(fā)生都與安裝有重大關(guān)系，沒有按科學依據(jù)扭矩緊固螺栓螺母而造成風機倒塌。歐美日本等國家沒有發(fā)生過整機倒塌和攔腰折斷等重大事故，風機墜頭現(xiàn)象也沒有發(fā)生過。

　　（二）大型風機多是在80米以上，1.5MW以上風機的安裝在國內(nèi)是門新課。本人年青時做過設(shè)備、吊塔和寶鋼建設(shè)安裝，講的螺栓預緊力是屈服強度70%，預緊扭矩值摩擦系數(shù)μ≥0.14。由于以前吊機和機械設(shè)備上使用表面發(fā)黑螺栓，扭矩值摩擦系數(shù)要求在0.15以上，原因是發(fā)黑螺栓表面有點油，必須扭矩值摩擦系數(shù)μ≥0.15才能預防螺栓螺母松動。否則吊機和機械設(shè)備運行時產(chǎn)生振動會造成螺栓松動而遲斷，吊機在高空中倒下，當時追查責任要殺頭的。現(xiàn)在講究安裝進度、經(jīng)濟效益，出事故是常有的事，講效率低也就沒有人去分析事故原因了，因此風機倒塌屢見不鮮了。

　　風電在國內(nèi)是新發(fā)展的事業(yè)，又是節(jié)能環(huán)保型事業(yè)，而在歐美國家發(fā)展得早些，安裝技術(shù)數(shù)據(jù)與國標JG/T5057.40中建設(shè)部發(fā)布的預緊力和預緊值摩擦系數(shù)μ≥0.14是一樣的，如美國鐵路工程師學會規(guī)定摩擦系數(shù)kt=0.2，西德1974年規(guī)定螺栓涂二硫化鉬時kt=0.15-0.16，涂少量油時增加滑度必須摩擦系數(shù)值要高kt=0.2-0.21，日本國鐵橋梁所規(guī)定kt=0.15-0.19。這些國家和我國建設(shè)部發(fā)布的JG/T5057.40-1995緊固扭矩最低值數(shù)據(jù)還不能算科學扭矩最低緊固值嗎？

　　由于國內(nèi)對高強度8.8級和10.9級螺栓緊固力的觀點不同，按國標GB/T1228鋼結(jié)構(gòu)檢測時的標準來代替扭矩值摩擦系數(shù)μ≥0.14的標準是不對的。觀點不同，甚至是混為一談的糊涂認識造成了風機安裝不科學，導致了幾十臺風機倒塌的重大事故的發(fā)生。國標GB/T1228鋼結(jié)構(gòu)檢測標準是用磷皂化增加滑度來控制螺栓螺母的摩擦系數(shù)μ=0.11-0.15。通過滑度來控制摩擦系數(shù)是GB/T1228檢測標準之一，而不是扭矩緊固力的標準（檢測螺栓標準是按國標GB3098.1機械性能）。當大直徑M42以上檢測合格，就不需要按建設(shè)部發(fā)布的JG/T5057.40-1995預緊力和預緊扭矩值（摩擦系數(shù)μ≥0.14），行嗎？

　　現(xiàn)在安裝公司在安裝緊固時圖快而對大直徑M36以上螺栓扭矩時采用GB/T1228檢測滑度控制摩擦系數(shù)在0.11-0.15范圍內(nèi)來緊固螺栓螺母，導致螺栓松動，風機倒塌。應(yīng)該講增加滑度，扭矩值必須高而不是扭矩值低，這最起碼的常識不懂是造成風機倒塌的罪魁禍首。

　　我們來計算一下以下數(shù)據(jù)做個對比就全清楚了：

　　比如M64規(guī)格螺栓截面積是2680（mm）2，10.9級

　　（1）預緊力1750×摩擦系數(shù)0.11×直徑M64 = 12320N·m

　　（2）預緊力1750×摩擦系數(shù)0.15×直徑M64 = 16800N·m

　　二者相比同樣規(guī)格M64扭矩緊固力相差4480 N·m，相當于少M42規(guī)格10.9級高強度螺栓扭矩緊固力的值。