探索高强度螺栓奥秘,保障风电机组安全运行

   日期:2024-07-25     来源:网络整理    作者:佚名    浏览:224    
核心提示:强度螺栓是塔筒之间、主轴和轮毂、轮毂和叶片之间的连接件,是否规范安装,直接影响风电机组的运行安全及使用寿命。追本溯源,确保高强度螺栓安装质量的根本在于安装施工人员。

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高的

强度螺栓是高强度摩擦预紧螺栓的简称。

高的

强度螺栓是塔筒与塔架、主轴与轮毂、轮毂与叶片之间的连接部件,其安装是否规范直接影响到风电机组的运行安全和使用寿命。

高的

高强螺栓的质量控制十分重要,在材料选用、设计、制造过程、现场安装和维护等方面都必须严格执行规范和质量管理文件,确保螺栓连接设计、制造、安装和使用的可靠性。

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01

高强度螺栓的相关知识

等级和代表

例如风电项目常用的10.9级,即表示螺栓的抗拉强度不低于1000MPa,屈强比为0.9,即屈服强度高于900MPa。

02

高强度螺栓与普通螺栓的区别

高强度螺栓与普通螺栓最核心的区别不在于所用材料强度,而是受力形式。

不同之处:施加预紧力并利用摩擦力抵抗剪切。

不能简单理解为材料等级超过8.8级的螺栓就是“高强度螺栓”。

按照《钢结构设计规范》GB50017的计算,相同等级下,普通螺栓的抗拉强度和抗剪强度设计值均高于高强度螺栓。

高强度的本质:正常工作时,节点处不允许有相对滑移,即弹塑性变形小,节点刚度大。

可以看出:在节点荷载给定的情况下,采用高强度螺栓设计的节点不一定能节省螺栓使用数量,但变形小、刚度大、安全储备高。

适用于节点刚度较大的场所,符合“强节点、弱杆件”的基本抗震设计原则。

不要误以为高强度螺栓的承载力比普通螺栓高,高强度螺栓的强并不在于其本身的承载力设计值,而是表现在设计节点刚度大,安全性能高,抗破坏能力强。

03

紧固方式

根据《风力发电机组用高强度螺纹连接副安装技术要求》GB∕T33628-2017和《钢结构高强度螺栓连接技术规范》JGJ82-2011规定,紧固方式有三种。

04

高强度螺栓容易出现的质量问题

1.螺栓腐蚀

几乎每次风电场螺栓检查,都会发现有螺栓生锈,大部分都是因为管理不到位,比如到货后螺栓没有包装好,大雨淋湿了水钢结构高强度螺栓连接的设计 施工及验收规范,导致生锈,原则上所有螺栓都需要更换。

2.螺栓联轴器旋转现象

螺栓强度检测标准_钢结构高强度螺栓连接的设计 施工及验收规范_螺栓验收标准

在扭矩抽检中发现部分螺栓在用扭矩扳手加载时,螺母会随螺栓一起转动。原因分析是上下垫圈及螺栓头、螺母接触面或螺纹处未涂抹润滑剂,扭矩系数增大,导致螺栓一起转动。涂抹润滑剂后,此现象消失。

3.垫圈和螺母放置方向错误

塔螺栓连接所用的垫圈与螺母均为A型,即一面为平整无圆角,另一面有标记有圆角。垫圈内侧的倒角是为了与螺栓头底部的过渡圆弧相配合。安装时,垫圈倒角面必须朝向螺栓头,否则螺栓头与垫圈不能很好的贴合,影响螺栓的受力性能。对于螺母侧的垫圈,由于倒角面表面平整光滑,拧紧时扭矩系数小,离散率也小,因此应使垫圈倒角面朝向螺母。

安装技术简报可以用一句话来概括:放置螺母和垫圈时,标记面应朝外。

4. 垫圈和衬套缺失或使用错误规格

风力发电机用高强度螺栓有M30、M36、M42、M48等几种规格,虽然规格长度各有不同,但施工人员责任心不够,容易混用,将小直径的螺栓套入大直径的螺孔中,这种螺栓混用非常危险,容易导致小直径的螺栓先断裂,影响风力发电机的安全,必须更换。

5.扭矩值不符合设计要求

验收时经常发现螺母松动,偏离标线很大,说明扭矩值不符合设计要求。

造成这种情况的原因有很多,例如扭矩值设定不正确、加压到设定值后保持时间太短、最后紧固时漏紧固等。

但下列情况需引起重视。

6.扭矩值超过设计要求

高强度螺栓的扭矩值是经过科学计算的,不得擅自调整。为了防止验收时扭矩值达不到设计值,需要返工重新紧固,施工人员在最终紧固时故意将预设值调高。

如果检查时不能按照设计的扭矩值进行拆卸,必须加大扭矩值才能松开螺母,则存在故意加大最终扭矩值的可能性,风力发电机设备制造商应评估确定是否需要更换所有螺栓。

在进行技术交底时,必须明确告知工人超过设计扭矩值的危险,以防止此类事故的发生。

7. 螺纹长度不正确

机舱与顶塔法兰连接螺栓为双头螺柱,螺柱上部旋入机舱法兰,实际施工中部分螺钉外露长度不符合设计要求,施工人员擅自使用管夹夹紧螺钉进行调整,导致螺纹损坏严重,后期维修拆卸时螺母无法旋出。

正确的调整方法是用两个螺母互相锁紧,然后用扳手调整。

8.螺栓断裂

断裂螺栓显示

大六角螺栓断裂一般发生在螺杆与头部连接处,上图为某工程中断裂的螺栓,经检测,确定是螺栓出厂前未进行全面检查,造成应力集中而导致的。

需要注意:

GB/T33628-2017规定同一构件所采用的螺纹连接副应为同一厂家、同一批次的产品。高强度螺栓、螺母、垫圈安装完毕后拆除。

不得再采用对预紧精度要求严格的扭矩法安装。

05

高强度螺栓预紧力

扭矩法

使用工具

扭矩法通常采用扭矩扳手进行紧固,是预紧螺栓最常用的方法,所用工具主要有以下几种:

张紧轮原理

拉伸法是先利用外力使螺栓达到规定的伸长量,然后再拧紧螺母,待外力消除后,即可获得连接螺栓所需的预紧力。

液压拉伸装置:由套头、螺母旋转套、拉伸器、气缸组成,通过气缸、拉伸器直接与螺栓连接,利用油压对螺栓进行拉伸,当螺栓拉伸到设定值时,旋转螺母,使其与连接件表面接触,然后卸压、拉伸器脱开,形成拉力,达到预紧的目的。

06

高强度螺栓检测

规范要求:试验螺栓扭矩时,应在每个法兰面上抽检螺栓总数的10%,但不少于10个螺栓。

抽检比例:以风机设备生产企业的技术规范为准,一般不小于20%。

钢结构高强度螺栓连接的设计 施工及验收规范_螺栓强度检测标准_螺栓验收标准

扭矩紧固检查方法

拉伸法紧固检验方法

检查方法:用95%预紧力拉伸钢结构高强度螺栓连接的设计 施工及验收规范,如不能转动即为合格,如松动则用设定的预紧力重新拉伸,不检查螺栓是否拉伸过大。

定期检查

定期检查仅检查是否拧紧不足。

按位置重要性比例(20%或50%)抽检,以100%扭矩进行检查,螺栓旋转10°以内视为合格,超过10°视为扭矩不足,必须重新拧紧同一位置安装的所有螺栓。

07

质量控制重点

在风力发电机组安装过程中,高强度螺栓连接扭矩是主要的控制点,只有有效控制扭矩值,才能保证风力发电机组的安装质量,因此扭矩控制是吊装过程中的重点。

本文对高强度螺栓的应力及预紧力进行了全面的论述,并提出了注意事项。风电场现场施工过程中控制预紧力非常重要,预紧力过大或不足都会影响高强度螺栓的寿命,从而影响风电机组的质量和寿命。

因此,在施工过程中必须严格控制预紧力,防止施工人员将螺栓拧得过紧或不够紧,同时在安装过程中应对细节进行指导和监督。

追根溯源,保证高强度螺栓安装质量的关键在安装施工人员,提高安装工人的责任感,使其严格遵章守纪是各级管理人员矢志追求的最终目标。

·结尾·

本文观点仅代表个人探索分析,相关内容来源于监管要求和工程实践,不作为行业或企业指南,盲目引用风险自负。

 
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