風(fēng)電設(shè)備主要是野外作業(yè)。自然條件惡劣，風(fēng)雨雷電，酷暑嚴(yán)寒，直接影響到風(fēng)電設(shè)備的安全運(yùn)行。而高強(qiáng)度螺栓又是風(fēng)電機(jī)組極其重要的連接件，一旦螺栓失效，將會(huì)造成風(fēng)機(jī)倒塌傾斜的嚴(yán)重后果。
近來(lái)不斷發(fā)生風(fēng)電機(jī)組倒塌的事故，已經(jīng)引起相關(guān)行業(yè)的高度重視。
1、就高強(qiáng)度螺栓制造行業(yè)而言，應(yīng)多探究如何保證產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到國(guó)際同業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。是否能充分滿足GB3098.1對(duì)高強(qiáng)度螺栓的要求，特別是在抗拉強(qiáng)度σb、屈服強(qiáng)度σs、伸長(zhǎng)率δ5、收縮率Ψ等基本參數(shù)的要求方面是高強(qiáng)度螺栓質(zhì)量確保合格的硬指標(biāo)。因此必須要達(dá)到GB3098.1的規(guī)定。
2、就高強(qiáng)度螺栓連接副的安裝而言，務(wù)必要按規(guī)定的預(yù)緊扭矩值及規(guī)定的施擰方式（分初擰和終擰）進(jìn)行施工。
不少風(fēng)機(jī)倒塌事故是沒有擰緊螺栓，即沒有達(dá)到預(yù)緊力和預(yù)緊扭矩值，沒有真正意義上的緊固到位。在風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的強(qiáng)振作用下，產(chǎn)生軸向和橫向的交變載荷，造成連接副松動(dòng)，進(jìn)而引起螺栓的疲勞和延遲斷裂。
3、風(fēng)機(jī)在線實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備需配套運(yùn)營(yíng)，尤其前二年安裝風(fēng)機(jī)已到了保質(zhì)期，有些配件零部件進(jìn)入損耗周期風(fēng)機(jī)故障逐步顯現(xiàn)。如用傳感器監(jiān)測(cè)風(fēng)電機(jī)組葉片故障的振動(dòng)，螺栓松動(dòng)，齒輪箱故障引起的失速和軸承溫度監(jiān)測(cè)等。風(fēng)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)的滯后，配置不足也是風(fēng)電機(jī)組發(fā)生倒塌事故無(wú)法事先預(yù)測(cè)排除在萌芽狀態(tài)的重要原因之一。
根據(jù)我廠對(duì)大型起重吊機(jī)及衛(wèi)星發(fā)射架和風(fēng)機(jī)等產(chǎn)品的多年的摸索，特別借鑒消化吸收國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，我們研究了JG/T5057.40和德標(biāo)DASt的相關(guān)數(shù)據(jù)，認(rèn)識(shí)到首先要解決施擰不當(dāng)而造成預(yù)緊力和預(yù)緊扭矩不足的重大問(wèn)題。經(jīng)過(guò)對(duì)以上標(biāo)準(zhǔn)中相關(guān)參數(shù)的計(jì)算，發(fā)現(xiàn)在摩擦系數(shù) μ=0.14的條件下，扭矩系數(shù)k并不是0.14，也不是k=0.11～0.15，而是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于這些數(shù)值，扭矩系數(shù)k≥0.18。
而在GB/T1231中，同批連接副的扭矩系數(shù)平均值為k=0.11～0.15，標(biāo)準(zhǔn)偏差 ≤0.01 ，只是用于鋼結(jié)構(gòu)用摩擦連接型高強(qiáng)度螺栓連接副，僅限于M12～M30粗牙，鋼制，經(jīng)表面防銹處理的高強(qiáng)度螺栓。而對(duì)大直徑M36～M64～M160,在振動(dòng)狀態(tài)使用則參照德標(biāo)k=0.15～0.21，美國(guó)k=0.20～0.21，日本k=0.15～0.19資料網(wǎng)上可查閱。
扭矩系數(shù)k不是摩擦系數(shù)μ，它包括了擰緊力矩與預(yù)緊力之間關(guān)系的一切影響因素。如摩擦、扭轉(zhuǎn)、彎曲、螺紋的塑性變形，以及那些可預(yù)測(cè)與不可預(yù)測(cè)的所有因素。所以，盡管計(jì)算k值的公式眾多，但僅能用實(shí)驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)加以確定。為準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)出k值，應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定它的平均值與標(biāo)準(zhǔn)偏差，這樣可以在一定的置信水平下，參照已知施加擰緊力矩值，求出相應(yīng)預(yù)緊力的最大值和最小值（見①《常用緊固件產(chǎn)品手冊(cè)》P26 李維榮主編，②GB/T16823.2《螺紋緊固件緊固通則》③GB/T16823.3《螺紋緊固件試驗(yàn)方法》）。
由此可見，我們?cè)谟门ぞ胤▽?duì)風(fēng)機(jī)大直徑高強(qiáng)度螺栓副進(jìn)行施擰確定扭矩值時(shí)，仍然采用k=0.11～0.15,以大型螺栓套用小型螺栓標(biāo)準(zhǔn)顯然是走進(jìn)了誤區(qū)。比如M36螺栓，當(dāng)k=0.11時(shí)，0.11×530×36=2099Nm；當(dāng)k=0.15時(shí)，0.15×530×36=2862Nm。兩者相差2862-2099=763Nm。造成預(yù)緊力和預(yù)緊扭矩嚴(yán)重不足，螺栓連接副極易松動(dòng)。在野外環(huán)境，且強(qiáng)振動(dòng)的工作狀態(tài)下，高強(qiáng)度螺栓發(fā)生松動(dòng)、疲勞、延遲斷裂就不足為奇了。
為了能確保風(fēng)機(jī)螺栓不斷裂，排除因施擰不當(dāng)而造成螺栓預(yù)緊力和預(yù)緊扭矩值不足及延遲斷裂的風(fēng)險(xiǎn)，我們以為國(guó)標(biāo)JG/T5057.40及德標(biāo)DASt為依據(jù)，是符合歐美日本國(guó)家技術(shù)要求的。經(jīng)過(guò)仔細(xì)計(jì)算編制了《大直徑高強(qiáng)度螺栓預(yù)緊力和預(yù)緊扭矩值》，提出了“高強(qiáng)度螺栓連接副實(shí)際使用預(yù)緊扭矩最低值”的概念，緊固鎖緊必須達(dá)到高強(qiáng)度螺栓屈服強(qiáng)度80%以上的鎖緊理念。對(duì)風(fēng)電螺栓的規(guī)范安裝，克服螺栓連接副發(fā)生松動(dòng)、疲勞及延遲斷裂，確保風(fēng)電螺栓二十年不斷是一種有益的嘗試。
