風力機組高強度螺栓檢修分析

文 朱　哲　吉林龍源風力發電有限公司
　 劉文博　吉林龍源風力發電有限公司
　 劉　洋　吉林大唐瑞風新能源有限公司

　　摘　　要：高強度螺栓在風電機組中應用廣泛，隨著風電的發展，對高強度螺栓的安全可靠性提出了越來越高的要求。在風電迅猛發展的今天，總結現有高強度螺栓檢修的缺點，提出更符合現場實際的高強度螺栓檢修工藝勢在必行。在電力新能源中，風電是發展速度最快的，而并網型風電機組（以下簡稱: 風電機組）正是風電生產的主體設備。隨著新機組的不斷投運，舊機組的不斷老化，檢修質量逐漸提上日程。本文針對投運中風電機組，所使用的高強度螺栓檢修存在的問題進行闡述，以期為風電機組高強度螺栓的預防性檢修過渡為狀態檢修提供參考。

　　1. 現階段風電機組高強度螺栓的預防性檢修
　　1.1　風電機組使用的高強度螺栓強度等級及位置
　　風電機組所使用的高強度螺栓一般為8.8、10.9 和12.9 等三種強度等級螺栓，例如：發電機與編碼器連接處、電機變槳控制類型的機組滑環與齒輪箱連接處，一般使用8.8級高強度螺栓；葉片與輪轂連接處、輪轂與主軸連接處、塔筒與塔筒連接處，一般使用的是10.9 級高強度螺栓；主軸與壓縮環等部件連接處一般使用12.9 級高強度螺栓。
　　1.2　現階段風電機組高強度螺栓預防性檢修存在的問題
　　1.2.1高強度螺栓校驗時間跟隨定期維護周期。目前風電機組的定期維護項目中一般都包含了高強度螺栓的校驗，那么高強度螺栓就會存在過維護與欠維護狀態。高強度螺栓的過維護與欠維護狀態都會是風電機組安全運行的隱患，高強度螺栓的過維護將會導致金屬疲勞，影響螺栓的使用壽命，產生斷裂、塑性變形、失效等后果；欠維護將會導致連接副摩擦力降低，產生預緊力減弱進而松動的后果。
　　1.2.2高強度螺栓校驗工具使用不規范。在定期維護檢修單中未規定高強度螺栓的校驗工具使用方法、方式，例如：何處應使用手動力矩扳手校驗、何處應使用手動力矩扳手配合力矩放大器校驗、何處應使用液壓力矩扳手校驗，造成檢修人員無序作業；有些力矩扳手在使用前不校驗或使用不合格的力矩扳手等，都會導致檢修工藝和檢修質量的不確定性。
　　1.2.3檢修人員的因素。高強度螺栓的校驗過程中，檢修人員的責任心、技術能力、更甚至是體力，都是校驗質量的決定因素。在現場的實際檢修工作中，曾經發生過檢修人員擅自降低螺栓校驗力矩，造成螺栓維護不到位的情況。
　　2.風電機組高強度螺栓緊固的基本概念
　　2.1　緊固過程中各量的變化在緊固的過程中，總體的情況是：螺栓受拉力作用，連接件受壓力作用；但在緊固的整個過程中，受力的大小是不同的（見圖1），大體上分為以下幾個階段：