风机倒塌原因探讨

　　从2008年到2010年，发生了多起风电整机倒塌、风电塔筒法兰盘连接处折断倒塌、风机坠头叶片损坏等事故，如风电1.5MW在辽宁地区整机倒塌造成了巨大的损失，有关报道指出一台经济损失达数千万元。国内近两年这类倒塌事故屡见不鲜。随着大型风电2.5MW-5MW的上马，安装不当更会发生上述倒塌事故，必须予以重视。

　　分析上述风电整机倒塌、风电塔筒法兰盘连接处折断倒塌、风机坠头叶片损坏等事故的原因，可以得出如下几点：

　　（一）安装技术不科学，凭经验想当然。安装员工没有考虑到风电主要运行部件都位于80-100米的塔顶机舱内，运行时产生的振动极大，而且振动频率很高。安装连接风机机主螺栓没有按科学紧固，风机坠头风叶打坏。风电地脚螺栓没有紧固到位，在强大振动中螺栓松动，摩擦剪切造成迟断倒塌而且是整机倒塌，造成塔顶机舱内部件毁灭性破坏。风机塔筒安装法兰盘连接处螺栓预紧力和预紧扭矩值（摩擦系数μ≥0.14）才能防止螺栓螺母松动，因为塔筒从地面算起40米以下是受风机机仓内25吨左右部件和风叶片转动产生振动力最大部位处。风机拦腰折断倒下多是在连接法兰盘处，倒塌折断多是法兰盘振裂（法兰盘连接螺栓孔振裂）。但是，实际是螺栓松动后造成风机倒下而把法兰盘振开裂了，而风机倒下螺栓没有断是因为风机有直径4米的塔筒支撑，倒下没有把大直径螺栓折断而已，其实，罪魁祸首是螺栓没有按建设部公布的JG/T5057.40-1995预紧力和预紧扭矩值（摩擦系数μ≥0.14）紧固而造成螺栓螺母松动致使风机倒塌。这三类事故的发生都与安装有重大关系，没有按科学依据扭矩紧固螺栓螺母而造成风机倒塌。欧美日本等国家没有发生过整机倒塌和拦腰折断等重大事故，风机坠头现象也没有发生过。

　　（二）大型风机多是在80米以上，1.5MW以上风机的安装在国内是门新课。本人年青时做过设备、吊塔和宝钢建设安装，讲的螺栓预紧力是屈服强度70%，预紧扭矩值摩擦系数μ≥0.14。由于以前吊机和机械设备上使用表面发黑螺栓，扭矩值摩擦系数要求在0.15以上，原因是发黑螺栓表面有点油，必须扭矩值摩擦系数μ≥0.15才能预防螺栓螺母松动。否则吊机和机械设备运行时产生振动会造成螺栓松动而迟断，吊机在高空中倒下，当时追查责任要杀头的。现在讲究安装进度、经济效益，出事故是常有的事，讲效率低也就没有人去分析事故原因了，因此风机倒塌屡见不鲜了。

　　风电在国内是新发展的事业，又是节能环保型事业，而在欧美国家发展得早些，安装技术数据与国标JG/T5057.40中建设部发布的预紧力和预紧值摩擦系数μ≥0.14是一样的，如美国铁路工程师学会规定摩擦系数kt=0.2，西德1974年规定螺栓涂二硫化钼时kt=0.15-0.16，涂少量油时增加滑度必须摩擦系数值要高kt=0.2-0.21，日本国铁桥梁所规定kt=0.15-0.19。这些国家和我国建设部发布的JG/T5057.40-1995紧固扭矩最低值数据还不能算科学扭矩最低紧固值吗？

　　由于国内对高强度8.8级和10.9级螺栓紧固力的观点不同，按国标GB/T1228钢结构检测时的标准来代替扭矩值摩擦系数μ≥0.14的标准是不对的。观点不同，甚至是混为一谈的糊涂认识造成了风机安装不科学，导致了几十台风机倒塌的重大事故的发生。国标GB/T1228钢结构检测标准是用磷皂化增加滑度来控制螺栓螺母的摩擦系数μ=0.11-0.15。通过滑度来控制摩擦系数是GB/T1228检测标准之一，而不是扭矩紧固力的标准（检测螺栓标准是按国标GB3098.1机械性能）。当大直径M42以上检测合格，就不需要按建设部发布的JG/T5057.40-1995预紧力和预紧扭矩值（摩擦系数μ≥0.14），行吗？

　　现在安装公司在安装紧固时图快而对大直径M36以上螺栓扭矩时采用GB/T1228检测滑度控制摩擦系数在0.11-0.15范围内来紧固螺栓螺母，导致螺栓松动，风机倒塌。应该讲增加滑度，扭矩值必须高而不是扭矩值低，这最起码的常识不懂是造成风机倒塌的罪魁祸首。

　　我们来计算一下以下数据做个对比就全清楚了：

　　比如M64规格螺栓截面积是2680（mm）2，10.9级

　　（1）预紧力1750×摩擦系数0.11×直径M64 = 12320N·m

　　（2）预紧力1750×摩擦系数0.15×直径M64 = 16800N·m

　　二者相比同样规格M64扭矩紧固力相差4480 N·m，相当于少M42规格10.9级高强度螺栓扭矩紧固力的值。