风电机组变桨连接螺栓断裂原因分析及预防措施

风电机组变桨连接螺栓断裂原因分析及

预防措施

摘要

风力发电机叶片是一个纤维增强复合材料制成的薄壳结构。叶片工作时，根

部承受着复杂的剪切、挤压、弯扭载荷组合作用，应力状态复杂易产生结构失效，所以叶片根部连接必须具有足够的强度、刚度、局部稳定性、胶接强度和疲劳断

裂强度。一旦叶根部位出现连接失效问题，叶片与风力机转子轮毂分离，发电机

无法正常工作，甚至导致灾难性的质量和安全事故。因此，对风机叶片连接螺栓

状态进行监测成为了必要的手段，某公司针对风电机组变桨连接螺栓断裂情况，

对叶片连接螺栓断裂进行了原因分析，并提出预防及监测措施，以确保机组安全

稳定运行。

关键词：变桨连接螺栓；疲劳断裂；预紧力

0引言

风电叶片是风力发电机组捕获风能的核心部件，其工况复杂、工作载荷很大，设计上要求达到安全运行二十年的使用寿命要求。叶片在运转过程中，同时承受

着气动力、重力及离心力等复杂载荷的作用，其中叶片根部连接成为叶片设计中

最关键的部分（如图1）。由于叶根的载荷最大，而且应力状态复杂，承受着复

杂的剪切、挤压、弯扭载荷作用，所以叶根连接必须具有足够的机械强度与弯扭

刚度。叶根的受力方式也极为复杂，同时承受拉伸、压缩、扭转及剪切等复杂应

力的作用。叶片根部连接螺栓断裂而导致风电机组运行事故是一种常见的故障模式。

图 1 叶片与轮毂链接示意图

1叶片根部连接螺栓断裂的主要故障及根源分析

目前，叶根与轮毂链接的的方式主要由三种：“T型螺栓”连接方式，螺栓套筒预埋连接方式，金属制根部连接件连接方式。在正常工作状态中，叶片叶根螺栓连接是紧连接，承受着交变载荷。

“T 型螺栓”连接( 包含双头螺栓及横向螺母) ，也称“IKEA” 连接，是风机叶片最广泛的螺栓连接结构之一，本文重点考虑“T型螺栓”连接方式。在叶片根部断面沿叶根节圆均匀分布多组高强度螺栓组，每组螺栓由双头螺杆和交叉螺母组成，叶片根端有两组均匀分布且互相对应螺栓孔和螺母孔，交叉螺母安装在径向螺母孔中，双头螺杆安装在轴向螺栓孔中，双头螺杆一端与交叉螺母连接，另一端伸出断面与主机轮毂连接，从而将叶片与主机联为一体（如图2）。

图 2 “T型螺栓”连接详图

对于叶片，在长度增加且保证额定功率不变的前提下，必然的结果是载荷的

增加，叶根连接方式是叶片载荷传递至轮毂的“桥梁”。依据叶片根部与轮毂连

接的实际情况，假设以螺栓轮毂端为固定基础，螺栓杆、横向螺母及叶片叶根复

合材料之间建立接触：螺栓与横向螺栓实际为螺纹紧固连接，不会发生分离或相

对位移，应建立为绑定接触；螺栓杆及复合材料间实际中会发生分离或相对位移，应建立摩擦接触；横向螺母与符合材料之间同样可发生分离或相对位移，应建立

摩擦接触（如图3）。由分析结果可见：（1）“T型螺栓”方式叶根复合材料受

力较大，双头螺栓和横向螺母受力较大区域在叶根螺栓孔内，即叶根端面至横向

螺母孔段螺栓和螺母容易发生损伤破坏；（2）螺栓连接受力，在壳体最低点应

力最大，并向叶片前缘和后缘合模缝递减。

（a）外界受力

（b）螺栓部位受力分解（c）受力变形曲线

图3 叶根连接受力分析

影响风电叶片根端螺栓疲劳寿命因素中，螺栓预紧力大小是最主要内容。风

电叶片根端螺栓安装预紧力是保证相互间紧密性和稳定性作用，有效避免受复杂

交变载荷后出现连接缝隙或相对滑移，合理设计螺栓的预紧力可有效避免高周疲

劳断裂。大部分情况下发生断裂的叶片连接高强螺栓为典型的多源疲劳断裂，造

成断裂的载荷主要是拉伸及剪切应力作用。叶片螺栓受力复杂，除了受到风载荷

造成的拉伸、压缩应力作用外，还受到机舱偏航、叶片变桨的扭转应力造成的剪

切用力作用，风力变化时及旋转过程中还受到叶片重力及旋转产生的疲劳应力作用。这种疲劳应力在螺栓预紧力不足时造成疲劳应力幅值过大，导致叶片螺栓的

早期疲劳失效。

2螺栓断裂预防及监测措施

规范螺栓润滑要求

螺栓润滑剂涂抹不规范会导致螺栓扭矩系数偏差，进而造成预紧力的不一致

与不均匀，为叶片螺栓断裂埋下隐患。螺栓紧固采用全润滑方式，全润滑方式首

先保证螺栓与螺母的螺纹旋转和润滑部位，在螺纹上均匀涂抹润滑脂，保证螺纹

旋合处均匀充分涂抹，螺纹螺牙内充分均匀，没有亮层锌面裸露。另外螺母与垫

片的接触面同样应充分均润滑，保证螺母与垫片的接触面无锌层裸露。

螺栓预紧力检测

针对在役机组的叶根螺栓，定检维护时采用电磁超声波螺栓轴力检测设备进

行预紧力检测，电磁超声技术是通过电磁耦合现象在检测工件内部产生超声波，

并对工件进行检测的新型无损检测技术。采用电磁超声波技术可有效监测叶根螺

栓轴力大小，实现预紧力数值读取。通过现场测量轴力值再施工，实现以检代修、代换的运维策略，避免对轴力正常的螺栓产生损伤；其次对需要复拧的螺栓，采

用轴力法施工，以恢复设计规定的预紧力，避免扭矩反复拧操作产生较大的螺

栓预紧力偏差。并根据轴力检测结果判定螺栓连接的有效性，制定维护计划，避

免无效复拧对螺栓的损伤。

螺栓在线监测

叶根螺栓断裂轻者断裂螺栓在轮毂内撞击传感器，重者会导致叶片脱落的事

故发生。公司自研一款螺栓监测系统实现叶片螺栓连接状态监测，避免造成更大

损失。螺栓监测系统由预警装置、螺栓帽、接线冷压端子、导线、云报系统组成，叶片螺栓上方安装带有空心圆环的螺栓帽，将监测信号导线穿入空心圆环中并设

置分接点。当叶片螺栓断裂，螺栓帽随叶片螺栓掉落使分接点断开，监控信号丢失，信号传输丢失实现告警，预警装置将监测状态传入云报系统，实现叶片螺栓

断裂告警。叶片螺栓预警系统连接可靠，设置多分接点监测，叶片螺栓全覆盖，

能够有效监测叶片螺栓状态并发出告警信号，防止因叶片螺栓断裂造成二次破坏

及质量事件。

3结束语

叶片连接螺栓的状态将直接影响风力发电机组运行的安全性及可靠性。影响

风电叶片根端螺栓疲劳寿命因素中，螺栓预紧力大小是最主要内容，保证螺栓润

滑状态，实现螺栓预紧力检测及螺栓在线监测功能能够有效保证叶片螺栓工作状态，也是保证风力发电机组安全运行的重要手段。

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风电机组变桨连接螺栓断裂原因分析及预防措施

风电机组变桨连接螺栓断裂原因分析及预防措施摘要风力发电机叶片是一个纤维增强复合材料制成的薄壳结构。叶片工作时，根部承受着复杂的剪切、挤压、弯扭载荷组合作用，应力状态复杂易产生结构失效，所以叶片根部连接必须具有足够的强度、刚度、局部稳定性、胶接强度和疲劳断裂强度。一旦叶根部位出现连接失效问题，叶片与风力机转子轮毂分离，发电机无法正常工作，甚至导致灾难性的质量和安全事故。因此，对风机叶片连接螺栓状态进行监测成为了必要的手段，某公司针对风电机组变桨连接螺栓断裂情况，对叶片连接螺栓断裂进行了原因分析，并提出预防及监测措施，以确保机组安全稳定运行。关键词：变桨连接螺栓；疲劳断裂；预紧力 0引言风电叶片是风力发电机组捕获风能的核心部件，其工况复杂、工作载荷很大，设计上要求达到安全运行二十年的使用寿命要求。叶片在运转过程中，同时承受着气动力、重力及离心力等复杂载荷的作用，其中叶片根部连接成为叶片设计中最关键的部分（如图1）。由于叶根的载荷最大，而且应力状态复杂，承受着复杂的剪切、挤压、弯扭载荷作用，所以叶根连接必须具有足够的机械强度与弯扭刚度。叶根的受力方式也极为复杂，同时承受拉伸、压缩、扭转及剪切等复杂应力的作用。叶片根部连接螺栓断裂而导致风电机组运行事故是一种常见的故障模式。

图 1 叶片与轮毂链接示意图 1叶片根部连接螺栓断裂的主要故障及根源分析目前，叶根与轮毂链接的的方式主要由三种：“T型螺栓”连接方式，螺栓套筒预埋连接方式，金属制根部连接件连接方式。在正常工作状态中，叶片叶根螺栓连接是紧连接，承受着交变载荷。 “T 型螺栓”连接( 包含双头螺栓及横向螺母) ，也称“IKEA” 连接，是风机叶片最广泛的螺栓连接结构之一，本文重点考虑“T型螺栓”连接方式。在叶片根部断面沿叶根节圆均匀分布多组高强度螺栓组，每组螺栓由双头螺杆和交叉螺母组成，叶片根端有两组均匀分布且互相对应螺栓孔和螺母孔，交叉螺母安装在径向螺母孔中，双头螺杆安装在轴向螺栓孔中，双头螺杆一端与交叉螺母连接，另一端伸出断面与主机轮毂连接，从而将叶片与主机联为一体（如图2）。图 2 “T型螺栓”连接详图

风电机组叶片螺栓断裂原因分析

风电机组叶片螺栓断裂原因分析摘要：风力发电场经常会发生叶片螺栓断裂问题，螺栓断裂部位主要发生在变桨轴承侧的螺纹部分(螺母与变桨轴承的接触位置)，部分螺栓断裂部位在螺杆部分。基于此，本文以某风电场为例，着重研究风电机组叶片螺栓断裂的原因。关键词：风电机组；叶片；螺栓；断裂 0概述某风电场在一次维修工作中发现0°位置顺时针第2颗螺栓有松动问题，出现了跟转的状况。工作人员尝试用手晃动螺栓，发现其已经严重松动。工作人员用手拔出螺栓，查看螺杆的根部，发现与螺母所连接的位置已经断裂。鉴于问题的严重性，工作人员又检查了整只叶片的所有螺栓。这个位置的螺栓螺杆不仅只有这一根断裂，顺时针第4颗螺栓也已断裂，且断裂的具体位置是螺栓与六角螺母下端所连接的位置。之后，工作人员排查了风电场所有的机组叶片螺栓，发现有4台风电机组存在这种情况，共有10颗螺栓出现断裂。 1 叶片螺栓产生断裂比较常见的原因 1.1 载荷强度不符合要求设计风电机组时，叶轮系统载荷的设计结果不符合实际工况。当机组处于运行状态时，叶轮旋转过程中如果扭转力已经超过了整体螺栓设计的强度极限，就会产生螺栓断裂情况。运行中的叶片螺栓的受力载荷不均，当叶片正常运行时，主要由叶根螺栓受力，主要受力部位是0°位置和180°位置。0°位置叶片螺栓受力最大，非常容易产生螺栓断裂。叶片螺栓自身所存在的性能缺陷需要高度重视。通常叶片螺栓的硬度为10.9级，且对材料淬透性也有严格要求，即回火索氏体超过90%，表面不能有脱碳问题。特别是热处理设备和工艺选用不当时，会导致淬火过程不可控和不稳定，影响螺栓的质量，造成产品个体间的不稳定，甚至在同一产品的不同部位都不稳定。此时，即使螺栓性能指标满足要求，但产品

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理风电机组叶片螺栓断裂是指在风电机组运行过程中，叶片上的螺栓发生断裂现象。螺栓断裂会直接影响风电机组的安全运行，因此对于风电机组叶片螺栓断裂的原因进行分析，并采取相应的处理措施是非常重要的。 1. 螺栓材质不符合要求：螺栓是连接叶片和风机轴的重要元件，其材质需要具备足够的强度和韧性。如果螺栓材质不符合要求，容易导致螺栓断裂。 2. 螺栓安装不当：螺栓安装时，如果紧固力不均匀或者过紧、过松，都会增加螺栓的应力，导致断裂。安装过程中如果使用了不合适的工具或者应力不均匀，也会导致螺栓断裂。 3. 振动和冲击加载：风电机组在运行过程中会受到各种振动和冲击加载。如果螺栓长期受到振动和冲击，容易导致螺栓疲劳断裂。 4. 缺乏维护和检修：风电机组叶片螺栓需要定期进行维护和检修，包括检查螺栓结合部是否有裂纹、松动等情况，及时进行紧固和更换工作。如果缺乏维护和检修，螺栓断裂的风险将大大增加。 1. 选择合适的螺栓材质：根据风电机组叶片的特点和工作环境，选择具有足够强度和韧性的螺栓材质，确保螺栓能够承受叶片的负荷。 2. 安装过程中严格控制紧固力：安装螺栓时，需要确保紧固力均匀，并根据叶片的要求进行适当的紧固力控制。安装过程中使用合适的工具和方法，避免应力不均匀的情况。 3. 减少振动和冲击加载：通过调整风电机组的运行参数，减少机组受到的振动和冲击加载，降低螺栓断裂的风险。可以采用降低转速、调整桨叶角度等方法。风电机组叶片螺栓断裂的原因多种多样，需要综合考虑各种因素，并采取相应的处理措施。通过选择合适的螺栓材质、严格控制安装过程、减少振动和冲击加载以及做好维护和检修工作，可以有效地预防和减少风电机组叶片螺栓断裂的风险，保障风电机组的安全运行。

系列风电机组事故分析及防范措施风电场存在问题

系列风电机组事故分析及防范措施风电场存在问题引言随着清洁能源的推广和利用，风电作为其中的一种重要形式，逐渐被广泛应用于发电领域。然而，在风电场建设和运营过程中，经常会发生各种风电机组事故，这给风电场的安全运营带来了一些问题。本文将对系列风电机组事故进行分析，并提出相应的防范措施。风电机组事故分析 1. 高速旋转部件失衡由于风电机组在运行过程中，叶片、轮毂等高速旋转部件受到风力的作用，容易出现失衡现象。当失衡达到一定程度时，会引发机组产生剧烈振动，严重时还可能导致机组的破坏甚至脱落。 2. 叶片断裂风电机组的叶片通常由纤维增强复合材料制成，虽然具有轻质、高强度等优点，但由于长期暴露在恶劣的自然环境下，容易出现受损和老化现象。当叶片损坏超过一定程度时，会导致叶片断裂，从而引发事故。 3. 机组故障风电机组的机组部分包括发电机、变桨系统、传动系统等，一旦其中的任何一个部件发生故障，都有可能导致机组停机甚至发生事故。常见的故障包括电气故障、机械故障和传感器故障等。 4. 电气系统故障风电机组的电气系统主要包括发电机、变频器、电缆等，这些设备在运行过程中，由于电压、电流等因素的波动，容易导致电气系统故障，从而影响整个风电机组的运行。风电场存在问题除了上述的风电机组事故外，风电场在建设和运营过程中还存在其他一些问题，这些问题也需要引起重视。

1. 施工质量问题在风电场建设过程中，施工质量是影响风电场安全运营的关键因素之一。如果施工质量不合格，如基础不牢固、电缆敷设不规范等，都有可能导致事故的发生。 2. 运维管理不到位风电场的运维管理对于保障风电机组的正常运行至关重要。如果运维管理不到位，如缺乏定期检查、维修保养不及时等，会增加机组发生故障和事故的风险。 3. 自然灾害风险风电场通常建设在偏远山区或海上等自然环境恶劣的地方，面临着自然灾害的风险。如台风、地震等自然灾害的影响，容易导致机组受损或发生事故。防范措施为了降低风电机组事故的发生频率，风电场需要采取一系列的防范措施。 1. 加强质量监督在风电场建设过程中，应加强对施工质量的监督和检查，确保基础设施的牢固性和电气系统的稳定性。同时，制定严格的施工标准和规范，提高施工质量。 2. 定期检查和维护风电场需要建立完善的运维管理体系，制定定期检查和维护计划，确保机组的正常运行。定期检查包括对机组的各项设备进行检测和维护，及时发现和修复存在的问题。 3. 增加安全保护装置引入高效的安全保护装置，如振动监测系统、温度监测系统等，能够及时发现机组存在的隐患并采取相应的措施进行处理。 4. 加强事故应急响应和管理风电场需要建立健全的事故应急响应和管理机制，对机组事故进行及时响应和处置。同时，开展事故调查和分析，总结教训，提高风电场事故的防范能力。结论风电机组事故是风电场运营过程中的一个重要问题，对于保障风电场的安全运行具有重要意义。通过对系列风电机组事故进行分析，并采取相应的防范措施，可以降低风电机组事故的发生频率，提高风电场的安全性和可靠性。同时，风电场还

【技术交流】风电机组叶片螺栓断裂原因分析及更换方法

【技术交流】风电机组叶片螺栓断裂原因分析及更换方法【摘要】我场风电机组叶根固定螺栓发生断裂后，对断裂的螺栓进行外观检查，断口宏观、微观分析，化学成分分析，金相组织检查，力学性能及硬度检测及疲劳试验等。在理化试验的基础上，运用微观断裂机理对螺栓的断裂原因进行分析，确定其断裂形式为疲劳断裂，螺栓断裂的主要原因是螺纹缺口处的应力集中，导致疲劳源的产生，从而导致螺栓开裂。文章提出改善螺栓的安装工艺、加工工艺、改进设计、避免应力集中的建议，从而提高螺栓的抗疲劳断裂能力。【关键词】风机螺栓断裂失效分析安装工艺螺栓连接是风力发电机组装配中的重要装配方式，几乎涉及到风力发电机组的所有部件。因此，螺栓的选用和强度校核是风力发电机组可靠性的重要保证。随着我国风电事业的跨越式发展，伴随着风力发电成本不断下降，风电机组的价格也越来越低，各大风电设备总装企业的价格战已经进行到了白热化阶段。如何在降低成本的情况下，保证风电机组的质量，成为各大风电企业面临的重要问题。螺栓作为风电设备的重要联结件，由于其各特性的不确定性，成为风力发电机组设计过程中降低成本的主要难点之一。1 螺栓联结现状现阶段，我国风电机组的螺栓失效问题已经在连接塔筒法兰的高强度螺栓上有所体现。主要失效形式为：安装麦抢带发生滑丝、扭断、屈服、甚至拉断等现象;设备运行过程中发生螺栓断裂，威胁机组运行，严重者甚至造成风力发电机组倒塌。塔筒高强度螺栓出现这些问题的原因，除了螺栓本身的质量不合格外，设计过程中的理论与经验不足也不容忽视。2 螺栓校核的主要方式现阶段，人们主要通过利用有限元软件分析和科学计算两种途径来对螺栓的可靠性进行设计和校核。在运用有限元软件进行分析的过程中，我们可以通过直接加载法、等效力法、等效应变法和等效温度法来实现预紧力的加载。但是这些加载方法或者不能传递剪应力，或者不能模拟现实中螺栓与被联结件的摩擦行为，且无法考虑螺母松动情况导致的预紧力损失。导致在实际的有限元模拟过程中，产生的螺栓应力偏大，因此，一般不作为风力发电机组螺栓结构校核的手段。 3 螺栓断裂原因(1)螺栓的质量(2)螺栓的预紧力矩(3)螺栓的强度(4)螺栓的疲劳强度 4 实验及分析风力发电机中的高强度螺栓主要起到连接、紧固及提供抵抗外载的预紧力的作用，叶片螺栓作为连接风机叶片和轮毂两大关键部件，一般都采用10.9级的高强度螺栓，其重要程度不言而喻。如果不能有限保证每个环节的质量，则有可能造成严重的事故。引起螺栓失效的原因主要有以下几个方面：一、螺栓本身质量不合格，不能满足标准或技术规范要求; 二、使用不当，主要包括过载、安装不合格等。本文主要以我场风机叶片螺栓在使用过程中发生断裂为例，通过具体的实验，进行分析、研究，找出叶片螺栓失效的原因——全文如下——12

风电场风机变桨系统故障分析与措施

风电场风机变桨系统故障分析与措施摘要：随着我国社会经济的发展，风力发电作为新能源利用的典范，近年来得到了迅速的发展，但是由于风电场设备相对复杂，因此风电场各项设备抗损坏能力较差，特别是风电场风机变桨系统的故障就是一个表现突出的问题。本文对风力发电电动变桨和液压变桨常见故障进行了分析，并给出了解决问题的意见和建议。关键词：风电场风机；系统故障；分析与措施引言我国社会经济的快速发展对于电力的生产提出了较高的要求，在传统能源相对不足的背景下，风电场的电力的生产可以满足社会对电力资源的需求，这也给风机变桨系统的安全正常运行带来了较大的压力。 1. 风电场风机电动变桨系统常见的故障分析与处理（一）故障分析 1.变桨电滑环故障分析在风力发电中，无论是风速过大还是过小，都会对供电机的工作产生不利的影响，但是我们使用变桨滑环之后，就能够通过信号指令让桨叶自动调整，使得桨叶不稳定的问题得到了很好的解决。但实际具体操作中，风机变桨是在轮毂不间断旋转的情况下实行的，系统在离心力和交变负载的影响下，各个部件都承受了较大的脉动负荷，这就大大提高了故障的发生概率，常见的故障诸如接线不牢固和接触不良等问题。 2.后备电源故障分析

后备电源在具体的运用中，也会出现一些不容忽视的问题，从而导致在风机控制系统紧急情况下不能正常的工作。风机控制系统后备电源主要有铅酸蓄电池和超级电容两种形式，因为风电系统工作在恶劣的环境中，温度和湿度变化较大，外界的这些因素会对电池寿命和性能产生较大的影响，严重的还会造成蓄电池释放能效降低，这样一旦系统出现故障，后备电源的作用也无法发挥出来，从而造成整个设备陷入瘫痪。 3.变桨电气回路故障分析变频装置控制器是桨叶驱动程序运行的基础，如果变频装置损坏、电机运行功率不达标和接线不牢固，变桨电气回路就会发生故障，控制器出现故障时，主要表现为内部电气元件损坏失失效，关触点接触不良、控制器的输出信号不正常，当整个系统出现故障时，就会造成桨叶停止运行。同时，如果系统轴承润滑养护力度不到位，平常对轴承、电极、减速设备的检测没有常态化，造成系统超负荷运转，系统就会出现卡浆、运行缓慢、设备过热等情况。（二）故障处理措施 1.变桨电滑环故障处理变桨滑环主要负责对信号传输进行控制，为了保障风电机安全高校的运行，信号传输必须保持准确稳定，才能提高发电效率，我们要认清变桨滑环滑环在这方面发挥的突出作用。针对上述故障，工作人员可对其进行定期巡检，每隔一定的时间按照轮毂运行的合理标准对其实施检查，在系统检修的过程中，要对滑环重新清洗，并对连接部位松动的螺栓进行加固处理，必要的位置要定期更换部件，避免因为轮毂出现问题引发安全事故，使得个系统可以安全有效的运行。 2.后备电源故障处理后备电源是为了整个系统的电源安全准备的，它的作用一般是在紧急情况下发挥出来的，是风机控制系统的正常运行的可靠保障。这就要求工作人员在日常维修与维护中，定期使用监控程序对电池进行检测，并分析故障产生的原因，并及时更换损耗过量的后备电池，使得电池处于最佳的工作状态。在检测设备的过

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理随着全球对可再生能源需求的不断增加，风力发电逐渐成为了一种重要的清洁能源。然而，由于风电机组叶片长期暴露在自然环境下，可能会受到自然灾害、机械疲劳等因素的影响，导致叶片螺栓断裂。叶片螺栓断裂会给风电机组的安全和维护工作带来重大风险，因此对其进行原因分析和处理具有非常重要的意义。 1.1 材料质量不佳叶片螺栓断裂的一个重要原因是材料质量不佳。如果使用了劣质的材料制作叶片螺栓，那么长时间的受力状态将会导致材料的疲劳寿命降低，进而导致螺栓的断裂。 1.2 设计不合理叶片螺栓的设计不合理也是导致其断裂的原因之一。如果螺栓的寿命和承受强度不足以适应实际应力环境，那么螺栓会发生疲劳损伤和过度应力，导致断裂。 1.3 生产工艺不良叶片螺栓制造中的生产工艺不良也是导致断裂的原因之一。如果生产过程中存在冷作变形、含氧量高、铸造等问题，那么制造出来的螺栓质量会受到较大影响，进而导致螺栓断裂的可能性增加。 2. 叶片螺栓断裂处理方法 2.1 加强预防措施对于叶片螺栓断裂的预防，可以加强措施来进行，如针对螺栓的材料、设计和生产工艺进行检查，确保其可靠性和稳定性，以降低风险。此外，还可以通过定期检查和维护等方式对风电机组进行管理和监测。 2.2 引进新技术现有的叶片螺栓加工技术大多采用传统的冷锻、热锻等工艺，但这种工艺所制造的螺栓质量并不稳定。而新的超音速热喷涂等技术已经能够大大提高螺栓的质量可靠性，因此可以考虑引进新技术来生产更加高质量的叶片螺栓。 2.3 加强监测和维护对于已经安装的风电机组，需要通过添加传感器和自动检测等技术来监测叶片螺栓的情况，并及时维护和更换有问题的螺栓。此外，还可以对叶片螺栓进行非破坏性检测，如超声波探伤等技术，及时发现问题，有效避免安全事故的发生。

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理摘要：近年来随着国家对新能源领域的推进，风电项目得到快速发展。风电机组在运行过程中，开顺桨、阵风、风切变等因素都可能导致叶片根部螺栓受到冲击、振动，形成交变载荷，长时间运行后，极易出现叶片螺栓疲劳断裂，根据前期对同类型问题的调查分析，造成叶片螺栓断裂的可能原因有以下几种。关键词：风电机组;叶片螺栓;断裂原因;处理 1风力发电机叶片简介风力发电机叶片是一个纤维增强复合材料制成的薄壳结构。结构分为3个部分：第一部分为根部，一般由金属制成;第二部分为外壳，一般为复合材料，通常是使用玻璃纤维增强材料与基体树脂复合而成，一张叶片由两个灌注成型的外壳构件粘合而成;第三部分为支撑外壳的主梁，即加强筋或加强框，一般为玻璃纤维或碳纤维增强复合材料制成。风能带动叶片旋转将其转化为动能，通过叶片根部将动能传给风力机转子，带动发电机发电。叶片根部是重要的连接部位，在能量转化中起着关键作用。叶片工作时，根部承受着复杂的剪切、挤压、弯扭载荷组合作用，应力状态复杂易产生结构失效，所以叶片根部连接必须具有足够的强度、刚度、局部稳定性、胶接强度和疲劳断裂强度。如2MW的风力发电机，叶根弯矩达到7000至8000kNm，离心力能够达到1000kN，一旦叶根部位出现连接时效问题，叶片与风力机转子轮毂分离，发电机无法正常工作，甚至导致灾难性的质量和安全事故，因此，叶根连接部分受力性能的保证对叶片的安全运行起着决定性的作用。目前风力发电机组的叶片螺栓连接研究分析还比较少。一般情况下，螺栓的强度主要包括静强度、疲劳强度和韧性强度。为了保证螺栓连接既不会在最不利载荷下发生高应力强度断裂，也不会在循环载荷下发生底应力疲劳破坏和裂纹断裂破坏，就必须对螺栓连接进行静强度、疲劳强度和断裂强度校核。 2风电机组叶片螺栓断裂原因分析 2.1基本概况国内某风力发电场多台机组投运不到一年频繁发生叶片螺栓断裂问题，螺栓断裂部位主要发生在变桨轴承侧的螺纹部分（螺母与变桨轴承的接触位置），部分螺栓断裂部位在螺杆部分。该风电场机组使用的叶片螺栓规格为M30，材质为42CrMoA，强度等级为10.9级。 2.2理化检测 2.2.1宏观检测（1）断口宏观分析兩根螺栓均断裂在螺杆约1/2处校直弯曲部位。断口整体呈现脆性断裂特征，断口呈现由中心向四周的辐射状条纹，断口外层为光滑平整的脆性断口，断口表面未发现肉眼可见的宏观塑形变形及夹渣物。表明裂纹从心部起裂，向四周扩展，最终导致螺栓断裂。（2）低倍检验在断裂螺栓断口以下20mm处沿横向取样，进行低倍检验，螺栓心部存在大量缩孔。检验结果为：一般疏松1级，中心疏松2级，一般斑点状偏析<1级，未发现裂纹等其它宏观缺陷。 2.2.2化学成分分析在螺栓近断裂位置约20mm处取样进行化学成分分析。采用德国OBLF生产的型号为QSN750直读光谱仪，应用光谱分析法，测试其材料化学成分符合

风电机组重大事故成因及预防措施

风电机组重大事故成因及预防措施摘要：随着我国风电机组运行总量的增加，叶片断裂、脱落，机组烧毁、倒塌等重大事故时有发生。近年来，随着国内出质保机组数量的不断增加，机组烧毁、倒塌等重大事故更有增多的趋势。这不仅要从机组及部件质量上找原因，更应从现场施工、机组运维、备件采购、风电场管理和现场机组改造等多方面查找原因。关键词：风电机组，重大事故，措施一、前言近年来，新能源发电行业迅猛发展，随着新能源占比不断增加，电力市场对风电机组运行可靠性要求也越来越高。通过对近年来风电行业火灾、飞车、倒塔及叶片折断典型事故，结合现场工作经验对重大事故的成因及预防措施进行了深入分析，提出一些实用性强且效果明显的预防措施。二、研究背景随着国家“碳达峰、碳中和”目标的提出，新能源发电行业又进入一个高速发展的时期。当前，国家又出台了“构建清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、灵活智能的新型电力系统”这一重大方针，要求在新能源安全可靠替代的基础上，逐渐降低传统能源比重。风力发电是新能源发电技术最成熟且前景最广阔的发电方式，但随着风电机组装机容量快速增长，风电事故时有发生，为保证新能源发电的安全

性和可靠性，构建新型电力系统、建设智慧运维体系势在必行。如何完善风电机组的保护、控制和安全监控功能，进一步提升现场设备运行可靠性、自我生存能力，成为风电行业重点关注和研究的课题。对近几年行业内典型重大事故案例分析，从设备、环境、管理多维度出发，总结提炼多项行之有效的预防措施。三、研究内容（一）风电机组火灾事故成因及预防措施风电机火灾事故主要成因主要有以下几个方面： 1.电气故障，如变频器、并网接触器及机舱加热器故障产生电弧、高温或火花，引发电气火灾事故。 2.机械故障，如高速刹车机械故障、轴承故障导致旋转部位异常高温，引燃可燃物引发机舱着火。 3.风机控制功能设计不合理或保护功能不全，导致机组发生紧急故障时频繁自复位启停机，高速刹车频繁制动产生高温，引燃溢出的液压油进而引发火灾。 4.外部环境原因，风电场多地处高原地带或山顶，雷雨季节风机易遭受雷击引发着火。

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理随着能源需求增加和环境保护意识的加强，风电行业日益壮大。然而，风电机组的运行也存在一些问题，其中之一就是叶片螺栓的断裂。叶片螺栓的断裂会导致设备停机维修，给风电厂带来经济损失。本文通过分析叶片螺栓断裂原因及处理方法，旨在为风电行业提供参考。一、断裂原因分析 1.材料缺陷当叶片螺栓在生产加工过程中有缺陷，如含有气孔、夹杂物、夹渣等，会影响叶片螺栓的力学性能，导致其在使用过程中出现断裂。 2.负荷过大风电机组在运行过程中，受到风力的不断作用，以及旋转部件的惯性和得到的转矩影响，会导致叶片螺栓承受较大的拉伸力和剪切力。当螺栓无法承受受力过大时，就会发生断裂。 3.腐蚀和疲劳当叶片螺栓长期处于恶劣的环境中，如海洋气候、高温高湿等，会发生腐蚀，质量会逐渐降低，容易出现裂纹，从而导致叶片螺栓的疲劳削弱和断裂。 4.安装不当在风电机组的安装过程中，叶片螺栓的安装质量和状态会直接影响其使用寿命和断裂概率。如果螺栓安装不当，可能会导致扭矩不均、加剧连接剪切和腐蚀等问题，从而导致叶片螺栓的断裂。二、解决方法 1.材料瑕疵控制生产制造阶段应控制材料瑕疵的产生，选择合适的工艺、材料和加工设备，严格执行国家标准和相关规定。 2.优化叶片设计优化叶片设计，改进叶片形状和长度，从而减少叶片螺栓承受的拉伸力和剪切力，提高其承载能力。

3.增加安全预防措施安装过程中应进行全面的检查和测试，确保叶片螺栓的安装和紧固质量，避免过度拉伸和过度松弛。同时，可以在安装后加装高强度钢制环带、断鲍管等安全预防措施，以延长叶片螺栓的使用寿命。 4.定期检查和维护定期检查和维护叶片螺栓，及时发现和修复潜在的问题。并且不断改进维护技术，使用新型的材料和设备来提高叶片螺栓的质量和使用寿命。结论针对风电机组叶片螺栓断裂问题，需要生产制造企业、风电厂和设备维护公司等多方面合作，共同加强材料质量控制、优化叶片设计和安装质量，加强安全预防措施和定期检查和维护等方面的工作。这样才能更好地确保风电机组的安全和稳定运行，为可持续发展贡献力量。

系列风电机组事故分析及防范措施(五)——风电场运维与安全隐患

系列风电机组事故分析及防范措施（五）——风电场运维与安全隐患机组安全不仅与整机质量有关，而且与风电企业的管理体制、风电场管理与运维人员有着密不可分的关系。就中国目前大部分风电场的管理体制来看，风电场维护维修人员的技术水平和责任心，对保证机组正常运行及机组安全有着最为直接和关键性的作用。下面就现场人员、风电场管理、机组运维以及风电场现状等几个方面所存在的问题予以阐述和分析。相关新闻：系列风电机组事故分析及防范措施（四）——机组改造带来的问题和安全隐患风电场存在的问题一、现场人员的技术水平及运维质量堪忧目前，中国绝大部分风电场，主要依靠现场人员登机判断和处理机组故障，检查和排除安全隐患。公司总部和片区的技术人员不能通过远程直接参与风电场机组的故障判断和检查，难以给现场强有力的技术支持。设备厂家的公司总部、片区除了提供备件外，难以对现场机组管理、故障判断和处理起到直接的作用。风电场与公司总部、片区之间严重脱节。中国大多数风电场地处偏远地区，条件艰苦，难以长期留住高水平的机组维护维修人才。再者，不少风电企业对风电场运维的重视度不够，促使现场人员大量流失，造成不少经验丰富的运维人员跳槽或改行。经验丰富、认真负责的现场服务技术人员严重匮乏，这也是中国风电场重大事故频发的重要原因之一。如果说在质保期内不少风电场的现场服务存在人才和技术问题，那么，在机组出质保后，众多风电场的运维质量和现场人员的技术水平更令人担忧。尤其是保护措施完善、技术含量高的双馈机组，由于现场人员的技术水平有限，加之，众多风电场在机组出质保后备件供应不及时，要确保机组正常的维修和运行更加困难。为了完成上级下达的发电量指标，维修人员不按机组应有的安全保护和设计要求进行维修，不惜去掉冗余保护，采取短接线路、修改参数等方法导致机组长期带病运行，人为制造安全隐患。在机组出质保后，有些风电场业主以低价中标的方式，把机组维修和维护外包。而外包运维企业为了盈利，把现场人员的工资收入压得很低，难以留住实践经验丰富的现场人员，现场人员极不稳定，因此，确保机组的安全运行变得更加困难。二、目前风电场开“工作票”所存在的问题在风电场机组进入质保服务期以后，大部分风电场的机组故障处理流程通常是：在风电场监控室的业主运行人员对机组进行监控，当发现机组故障停机后，告诉设备厂家的现场服务人员；能复位的机组，在厂家现场人员的允许下，对机组复位；不能复位的，通知设备厂家人员对机组进行维修；在维修之前，厂家人员必须到升压站开工作票；只有经过风电场业主相关部门的审批同意后，厂家现场人员方可进行故障处理；机组维修后，厂家服务人员再次到升压站去完结工作票。在风电合同中，通常把机组利用率作为出质保考核的重要指标，一些风电场开工作票的时间远远超过机组维修时间。因此，开工作票、结工作票等一系列工作流程直接会影响机组利用率，同时还会造成不必要的发电量损失。有的风电场还有这样的要求，如设备厂家的现场服务人员第一次到该风电场服务，则需先在风电场接受为期三天至一周的入场教育，方能入场登机处理现场问题。然而，在质保期内，监控机组的运行状态及故障处理理应由设备厂家及现场人员完成，以上流程则会造成设备厂家的现场人员处于被动处理机组故障的状态，使得不少风电场的厂家现场人员对其机组运行状态难以进行长期、持续地监控和故障跟踪。由于缺乏对机组运行状态及故障产生过程的了解，还可能错过提前发现机组安全隐患的机会，最终导致重大事故的发生。从原则上讲，业主人员可以对厂家服务人员的日常维修和维护工作进行监督、提出异议，但不应过度参与其中，以免造成管理混乱，影响正常的机组维修和维护工作。以上开“工作票”的方式，不仅增加了机组故障的处理时间，更重要的是造成了职责不清，责任不明，管

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理近年来，风电发电机组成为了可再生能源的重要组成部分。风电机组使用叶轮作为动力传递装置，叶轮和轴承之间由螺栓连接。然而，在风电机组运行过程中，经常会有螺栓断裂的现象出现，对设备的正常运行和安全性产生了威胁。一、断裂原因分析 1. 质量问题风电机组叶片螺栓的制造质量对其安全使用起着至关重要的作用。一些低质量或次品螺栓的强度和韧性不能满足风电机组的使用需求，容易导致断裂。 2. 运行寿命风电机组叶片螺栓在长时间运行后容易出现疲劳断裂现象。疲劳断裂是由于不停地承受交替载荷和应力的作用，使材料内部形成裂纹，最终导致断裂的现象。对于螺栓而言，疲劳断裂是一种常见的断裂方式。 3. 腐蚀在风电机组使用过程中，螺栓容易受到环境因素影响，如空气中的湿度、氧气等气体的作用，进而导致腐蚀。长期腐蚀会导致螺栓的强度和韧性下降，从而容易发生断裂。 4. 螺栓松动由于安装时没有严格按照规定的装配步骤进行安装，或在风电机组运行过程中由于外部因素引起螺栓松动，使其容易发生断裂。二、处理方法 1. 检查螺栓为确保风电机组的安全运行，应每年对风电机组叶片螺栓进行一次全面检查。检查主要包括螺栓的表面质量、强度、松动情况等，可以更早地发现螺栓问题，及时解决。 2. 更换高质量螺栓为保证风电机组叶片螺栓的安全使用，应选用高质量的螺栓材料，避免使用次品。高质量的螺栓具有良好的强度和韧性，可以保证在严重的载荷和应力下进行正常工作。为抵御风电机组叶片螺栓的腐蚀，可以采取多种措施。例如，对于对螺栓表面进行涂层防护，选用不易腐蚀的材料等。 4. 严格按照安装步骤进行安装

兆瓦级风电机组变桨轴承开裂原因分析及对策

兆瓦级风电机组变桨轴承开裂原因分析及对策摘要：风电并网可有效节约当前化石能源的有效措施，风能是一种洁净清洁能源，符合当前节能减排的基本需求。兆瓦级的风电机组构建，其适应风电行业的发展需求，配置大直径叶轮，达到兆瓦级。其在具体的服务中，对推动电力行业发展具有积极作用。然而，兆瓦级风电机组在实际的工作中，大直径叶轮受到自重和风荷载的作用，可能会出现变桨轴承开裂的问题，不利于风电机组的服务，甚至造成安全事故的发生。故此，文章对兆瓦级风电机组变桨轴承开裂原因展开分析，再提出相应的应对措施，旨意推动兆瓦级风电机组的服务能力和服务稳定性提升。关键词：兆瓦级；风电机组；变桨轴承；开裂；原因；对策风能是一种洁净清洁能源，且随着风电的研究不断深入，风电机组的相关技术不断完善，为风电行业的发展奠定基础，实现了产业化与规模化。兆瓦级风电机组属于大型风电机组，机组在具体的服务中，兆瓦级风电机组选用大直叶轮，达到提高机组性能的目的。但是，大直径叶轮在具体的工作中，容易受到外界因素，造成变桨轴承开裂问题。基于此，本文结合实际情况，展开对兆瓦级风电机组变桨轴承开裂原因分析，并提出相应对策，详细内容如下。 1兆瓦级风电机组研究（1）塔架。它是风电机组的主要支撑部分，避免风电机组在实际的服务中出现问题。塔架在具体建设中，应具有良好的承载能力，确保塔架的刚度与强度，促使塔架能在恶劣气候环境下，维持风电机组的安全性。故此，可将塔架理解为兆瓦级风电机组的安全维持装置，直接决定了风电机组的工作性能。（2）叶轮。风电机组部分，主要承担将风能转化为机械能的部分。其中，叶轮主要是由3个叶片、轮毂几个部分构成，其中叶片与轮毂之间连。轮毂的作用是促使叶片和主轴之间固定连接。轮毂的形状相对复杂。叶片则是采集风能的关键，在具体的叶片布置中，3个叶片之间的夹角控制在120°。叶片所承担的静荷载、动荷载将传递到轮毂，这样则会影响轮毂的受力，造成轮毂受力复杂。轮毂的设计合理性直接影响风电机组的整体性能。（3）机舱底座。机舱底座与大轴、增速机此轮箱、发电机等具有直接联系，实现对这些设备的固定。按照结构形式划分，可划分为铸造和焊接2种形式。在实际的机舱底座服务中，会受到发电机旋转产生的共振影响，如果机舱底座稳定性不佳，则容易造成安全事故，需要给予足够重视。对于变桨轴承则是风电机组的关键部分，是兆瓦级风电站的常用设备。主要位置为叶片和轮毂之间，叶片能相对其轴线旋转实现变桨，进而达到增强风力发电机风能利用能力的目的，还能优化兆瓦级风电机组的输出功率曲线，应用价值显著。在具体的变桨轴承工作中，主要受到空气动力、重力、离心力等所致的荷载。变桨轴承的工作高度相对较高，一般为40~60m，这一特点使得变桨轴承拆装相对困难，故此，要求变桨轴承具有良好的工作性能。 2兆瓦级风电机组变桨轴承开裂原因分析 2.1兆瓦级风电机组情况现结合实际情况，对兆瓦级风电机组变桨轴承开裂的原因进行分析，为具体问题处置奠定基础。现以某低速风电场为例，该风电场巡检工作中，检查出一风电机组桨叶的变桨轴承外圈0°位置出现裂纹，机组停运，并更换叶片及变桨轴承，实现机组正常运行。该风电机组为2.X兆瓦级风电机组主力机型，变桨轴承为国

风电机组桨叶螺栓断裂失效原因分析

风电机组桨叶螺栓断裂失效原因分析应华冬;何俊尉;何国栋;周晓亮【摘要】某风电机组的桨叶螺栓频繁发生断裂,给机组的正常运行带来很大危害.通过在叶根螺栓处加装预紧力监测系统,实时采集螺栓在运行过程中的载荷数据.通过对应力幅等数据分析并结合仿真结果,对螺栓断裂原因进行了分析,初步判断出螺栓断裂是由于疲劳造成的,并给出了改进意见. 【期刊名称】《装备制造技术》【年(卷),期】2017(000)012 【总页数】4页(P203-206) 【关键词】预紧力监测;螺栓;应力幅;疲劳【作者】应华冬;何俊尉;何国栋;周晓亮【作者单位】浙江运达风电股份有限公司风力发电系统国家重点实验室,浙江杭州310012;浙江运达风电股份有限公司风力发电系统国家重点实验室,浙江杭州310012;浙江运达风电股份有限公司风力发电系统国家重点实验室,浙江杭州310012;浙江运达风电股份有限公司风力发电系统国家重点实验室,浙江杭州310012 【正文语种】中文【中图分类】TH131.3 风力发电机组是高效清洁的能源，截止目前我国已投入运行的风机超过7万台，

整机厂商20多家。目前风电场由最早的三北地区，已移到东、南部地区，该地区以山地为主，属于低风速地区，因此需要更大的风轮直径来捕获风能，提高经济效益，例如1.5 MW机组由70、77、82直到93.这也意味着机组载荷不断增大，安全裕度进一步缩小，在这个过程中机组出现问题的概率随之增大，随着时间的推移，一些问题开始暴露出来，比如螺栓断裂问题。风电机组所有的部件都是通过螺栓将其组成一个整体，例如桨叶与变桨轴承、变桨轴承与轮毂、轮毂与主轴、机舱与塔筒、塔筒与基础之间都是通过螺栓连接的，螺栓失效问题直接关系到整机的可靠性和安全性。据了解，目前国内外不少整机厂商在风电机组的螺栓连接上出现失效并引发严重的事故，例如某国外机组因为塔架连接螺栓失效而倒塔。本文以某机组桨叶螺栓断裂为对象，通过对螺栓断口进行金相分析、力学分析，初步定性分析出螺栓断裂原因；再在螺栓位置处加装预紧力监测装置，实时采集数据，对螺栓受载进行定量分析；结合定性和定量分析结果，找出螺栓失效原因。 1 机组情况某风电场一期工程由33台单机容量为1.5 MW的变速恒频、变桨距控制风力发电机组组成，最早于2015年5月份开始并网发电，风轮直径为93 m，桨叶长度为45.3 m，轮毂高度为70 m.2016年2月22日下午17时48分，18#机组反馈：触发故障15708桨叶13°位置传感器超限。现场人员进入轮毂后发现有三颗桨叶螺栓断裂，而且全都变形弯曲卡在轮毂中，情况严重，如图1所示。图1 桨叶螺栓断裂情况更换后，该片桨叶螺栓于2016年9月和11月又分别断裂一颗。桨叶螺栓断口宏观形貌如图2所示。图2 断裂螺栓断口宏观形貌从图1、2可以看出，裂源位于螺纹根部，并以疲劳的形式向螺栓芯部扩展，裂纹

风电机组叶片螺栓一种断裂形式的原因分析

风电机组叶片螺栓一种断裂形式的原因分析 2.河北省沧州生态环境监测中心，河北沧州，061000 摘要：采用宏观分析、力学性能检测、化学成分分析、SEM、金相分析、受力环境分析等分析方法，对10.9级风电机组定制螺栓的断裂原因进行分析。结果表明：螺栓质量符合标准要求；螺栓的预紧力不足使被连接件松动、被连接位置与螺栓干涉磨损、螺栓疲劳损伤加剧，进而导致断裂。关键词：风电机组；螺栓；预紧力；断裂 0 引言螺栓作为重要的设备连接方式，在风电机组的塔筒、机架、轮毂、叶片等部件连接方面也有广泛的应用。随着风机运行，螺栓断裂故障也时有发生，其中叶片螺栓断裂发生的概率明显高于其他部位螺栓。某风场叶片螺栓在风机运行11个月后发生断裂，螺栓材料为42CrMo，螺栓等级为10.9 级，规格为M30×***mm（缩颈Φ27 mm）。笔者对其断裂原因进行了系统分析。 1 故障概况螺栓表面为“达克罗”处理，表面处理质量良好。故障螺栓断口附近存在锈蚀痕迹，如图1所示；未断裂螺栓相同位置存在类似锈蚀痕迹，如图2所示。通过对磨损位置分析，发现螺栓磨损位置为叶片根部法兰与轮毂（变桨轴承）连接结合面位置。

图1螺栓断口附近锈蚀图2 未断裂螺栓相同位置锈蚀 Fig.1 Corrosion near the bolt fracture Fig.2 Corrosion of unbroken bolts at the same position 2 断口分析 2.1宏观分析图3为螺栓断口，为典型的疲劳断口[1]，由疲劳源区、疲劳裂纹稳定扩展区和快速断裂区（瞬时断裂区）三部分组成，A区域为裂纹源区，发生于螺栓表面磨损位置，可见锈蚀痕迹，由于源区为最早生成的断口，裂纹扩展速率缓慢，裂纹反复张开闭合引起断口表面的摩擦，因此比较光滑，并且发生腐蚀；B区域为裂纹稳定扩展区域，可以观察到多条基本平行的疲劳弧线，与裂纹扩展方向垂直，是疲劳裂纹瞬时前沿线的宏观塑性变形的痕迹；C区域为瞬断区，疲劳裂纹达到临界尺寸，螺栓发生瞬时断裂[2]。图3 螺栓断口附近锈蚀 Fig.3 Corrosion near the bolt fracture 2.2微观分析使用SEM扫描电镜（蔡司/EVO18）对故障螺栓断口处外表面以及断口表面进行观察，图4、5为断口附近外表面扫描照片，其中平行周向条纹为螺栓加工刀痕，断口处区域内加工刀痕经磨损后已完全消失，图5中可见磨损痕迹。图6为疲劳裂纹稳定扩展区的疲劳弧线（贝纹线）形貌。

防止风电机组严重损坏专项要求措施.

龙源电力集团股份有限公司风电企业防止风电机组严重损坏专项措施一、防止火灾措施 1.禁止风电机组机舱内壁粘贴海绵。对降噪或保温等有特殊要求的机组，机舱内所使用的降噪或保温材料必须采用阻燃材料。 2.机组检修工作结束后，应做到工完、料净、场地清，控制柜、机舱内部及塔筒平台处不得留有工具、废弃的备件、易耗品等杂物。 3.对风电机组机舱内及塔筒各层平台的渗漏油必须及时进行彻底清理，并查堵渗漏点；机组内部严禁存留易燃易爆物品及沾油废弃物。 4.风电机组内部严禁吸烟，火种不得带入风电机组；机组内动火必须开动火工作票，动火工作间断、终结时，现场人员必须停留观察至少15分钟，确认现场无火种残留后方可离开。 5.风电机组底部和机舱均应按照国家标准配置出厂检验合格的干粉灭火器，单个灭火器容量不小于2公斤，按要求固定在容易发现和取到的位置。新购买的干粉灭火器换充

粉期限为2年，自第一次换粉起以后每年换粉一次。灭火器在更换及检测期间，应保证留有备用。 6.禁止使用电感式镇流器的照明灯具，灯具外壳严禁采用可燃材料（可燃材料指GB 8624-2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》规定的B2、B3类材料）。 7.风电机组照明电源回路必须安装漏电保护器，漏电保护器应按国家标准进行定期测试，做好记录，保护动作不可靠的要立即更换。 8.在定期维护和点检中必须检查机组内的电缆外套有无破损和绝缘老化，电气元件及控制柜内部有无积灰、污损腐蚀、过热变色、放电、异物进入等问题，发现异常立即处理。 9.风电机组所有电气回路电缆的走线应使用电缆支架或布置在专用电缆槽内，并可靠固定；机舱内机械刹车、联轴器和滑环等旋转部件周边的各类电缆、油管，应根据条件在其周围增加隔离、阻燃措施。 10.风电机组内所有电缆的保护外套必须选用阻燃材料，对不符合要求的保护外套应进行更换，如保护外套出现绑扎松动、磨损和老化情况，应立即检查电缆绝缘并进行处理。 11.对于机舱至底部控制柜采用导电轨连接或采用中间接线盒连接的机组，每次登塔时必须对导电轨接线盒外观进行检查，发现异常应立即停机处理。每次定期维护必须检查

风能发电机组结构件的失效分析与预防(待续)第1讲螺栓的失效分析与预防

风能发电机组结构件的失效分析与预防(待续)第1讲螺栓的失效分析与预防 WANG Rong 【摘要】对风能发电机组的结构进行了简单介绍,对其上经常失效的结构件以及其材料、热处理工艺和失效形式进行了归纳.选取了机组上应用数量较多、作用比较重要的高强度螺栓作为该讲的主要内容,对螺栓在机组上的应用特点、失效特点、结构特点、受力特点及其失效原因进行了较为详细的论述.结合多年的失效分析经验,采用实际案例的方式,重点介绍了机组上螺栓最常出现的两种失效形式——疲劳断裂和氢脆型断裂,并对这两种失效产生的根本原因进行了剖析,最后提出了避免机组上螺栓失效的预防措施. 【期刊名称】《理化检验-物理分册》【年(卷),期】2019(055)006 【总页数】10页(P371-380) 【关键词】风能发电机组;结构件;高强度螺栓;失效分析;疲劳断裂;氢脆断裂【作者】WANG Rong 【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】TM614;TG115

风能发电机组(以下简称为风电机组或机组,WTGS)的结构如图1所示，经常失效的结构件主要分布于“轮毂”总成、“齿轮箱”总成和“偏航系统”总成3个区域，另塔筒内法兰上的连接螺栓也有较多的失效事故发生。笔者主要对风能发电机组上失效概率最高的3种构件，即螺栓(第1讲)、齿轮(第2讲)和轴承(第3讲)的失效模式、失效原因以及相应的预防措施进行了概述。 1 风能发电机组概述 1.1 机组上经常失效的结构件图1 风能发电机组结构示意图Fig.1 Schematic diagram of structure of the WTGS 风能发电机组上常见的失效件有：齿圈、齿轴、齿轮、销轴、轴承、高强度螺栓等。 1.2 失效件受力特点 (1) 无风时，机组的叶片停止不动，相当于一个悬臂梁结构。但由于叶片的质量较大(一般MW级别的机组叶片长度达50多米，重量在20 t以上。目前世界上风电机组上最长的叶片是丹麦Vestas的V164-7MW风机，叶轮直径长164 m，单个叶片长80 m)，轮毂及其连接部分的螺栓、相互配合的齿轮及轴承等都将承受较大的静载荷。 (2) 风力的变化，特别是台风、飓风等将会使整个机组产生晃动。叶片转动时，自身会产生振动，特别是当叶片转动到与塔筒平行位置时，空气流动路线会受到塔筒的影响，叶片的振动会更加明显，也有可能会出现共振现象。 1.3 失效件的材料、热处理特点和常见失效形式机组上失效件常见的材料、热处理工艺及其失效形式见表1。表1 失效件的材料、热处理工艺及其失效形式Tab.1 Materials, heat treatment processes and failure types of the failure parts使用材料常见的失效件热处理