案例模板-機組吊裝塔架螺栓1226

1、企業(yè)生產(chǎn)實際教學(xué)案例：風(fēng)力發(fā)電機組塔筒螺栓的緊固目錄1 生產(chǎn)案例21.1 案例背景概述21.2案例一 寧夏某風(fēng)電場塔筒螺栓問題21.2.1案例陳述21.2.2案例分析31.3案例二 “8.26”瓜州北大橋第五風(fēng)電場風(fēng)力機倒塌事故51.3.1案例陳述51.3.2案例分析61.4案例三 “2.1”某風(fēng)電場風(fēng)機倒塌事件81.4.1案例陳述81.4.2案例分析91.5案例經(jīng)驗與使用推介102 相關(guān)知識112.1 塔筒以及其螺栓緊固112.1.1塔筒結(jié)構(gòu)原理112.2 機組螺栓及其緊固132.3 機組螺栓緊固要求143 行業(yè)相關(guān)要求與標(biāo)準(zhǔn)（行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)鏈接）153.1 某1500KW系列風(fēng)機塔筒吊裝與螺栓緊

2、固力矩施工規(guī)范153.2 國內(nèi)某風(fēng)電場塔筒螺栓維護計劃（節(jié)選）173.2.1維護計劃173.2.2 維護清單173.2.2維護計劃說明173.2.3維護計劃表181 生產(chǎn)案例1.1 案例背景概述1）風(fēng)力發(fā)電安裝可分為機務(wù)安裝和電氣安裝兩部分。2）風(fēng)力發(fā)電機務(wù)安裝可以歸納為兩大主要板塊：設(shè)備吊裝和螺栓緊固。3）緊固螺栓雖然在龐大的風(fēng)力發(fā)電機組中十分不顯眼，但是細(xì)節(jié)不能忽視，千里之堤，也會潰于蟻穴，在各種風(fēng)機倒塌嚴(yán)重事故中，相當(dāng)一部分事故的原因都出現(xiàn)在緊固螺栓質(zhì)量不過關(guān)或者螺栓緊固工藝不嚴(yán)格之上。本單元通過企業(yè)生產(chǎn)實際事故案例認(rèn)識塔筒螺栓緊固的重要性，學(xué)習(xí)相關(guān)的操作要求和標(biāo)準(zhǔn)。1.2案例一 寧夏某

3、風(fēng)電場塔筒螺栓問題1.2.1案例陳述案例事故發(fā)生時間為2010 年2月4日，在機組消缺工作過程中發(fā)現(xiàn)4號機組有一顆（二段和三段塔筒連接螺栓）螺栓（M42x240）斷裂，斷裂情況見下圖。圖1 二月四日塔筒螺栓斷裂情況在發(fā)現(xiàn)之后，現(xiàn)場人員第一時間將螺栓取下，并進行登記，向公司反饋信息。同時，使用增力包對本臺機組螺栓力矩進行檢驗，重點在斷裂螺栓的周圍，發(fā)現(xiàn)并不存在力矩打超的現(xiàn)象；按照質(zhì)量事務(wù)跟蹤系統(tǒng)上公司相關(guān)部門給出的信息，將斷裂的螺栓及相鄰四顆一起換下。同年3月10日，在機組進行靜態(tài)調(diào)試工作過程中，該風(fēng)電場的7號機組再次出現(xiàn)有一顆塔筒螺栓（M42x240）斷裂的現(xiàn)象，與四號機組發(fā)現(xiàn)的螺栓斷裂的情況

4、幾乎一樣（見下圖），通過檢驗塔筒螺栓力矩，并按照公司相關(guān)部門要求，更換了斷裂螺栓以及相鄰四顆螺栓，并發(fā)往西安質(zhì)量檢測中心，對螺栓進行檢驗。圖2 三月四日塔筒螺栓斷裂情況1.2.2案例分析對于這兩次風(fēng)機塔筒螺栓斷裂事件，公司相關(guān)部門也給子相當(dāng)?shù)闹匾暫图夹g(shù)支持，經(jīng)過西安質(zhì)量檢測中心鑒定，結(jié)果認(rèn)為螺栓質(zhì)量存在問題。按照品質(zhì)部的要求，收到新螺栓后，又在7號機組隨機更換了五顆基礎(chǔ)環(huán)和塔筒連接螺栓（M42x270），并發(fā)到西安質(zhì)檢中心進行檢驗。塔筒螺栓廠家又要求第三方出具質(zhì)量監(jiān)測報告，于是，2010年4月21日開始按照公司要求更換塔筒螺栓，即更換4號機組10個（隨機抽換）、7號機組10個（隨機抽換），又隨

5、機更換1號機組的10個螺栓。在更換螺栓過程中，再一次檢驗螺栓力矩，并確定螺栓力矩不存在問題，4月23日隨機更換的三臺機組共30顆（M42x240）螺栓更換完畢，4月24日已發(fā)往北京進行檢測。在同一維護周期在同一風(fēng)電場連續(xù)發(fā)生兩起螺栓斷裂事故，雖然最終檢測結(jié)果還沒反饋，但是由于塔筒緊固螺栓質(zhì)量不過關(guān)的可能性十分大?？紤]到風(fēng)力機組屬于高重心大質(zhì)量設(shè)備，其塔筒及其連接部分零件的可靠性要求非常高，在設(shè)計施工過程中一定要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格把關(guān)。同時，在吊裝運行后的日常維護保養(yǎng)中也要合理針對性定制螺栓狀態(tài)檢查項目。1.3案例二 “8.26”瓜州北大橋第五風(fēng)電場風(fēng)力機倒塌事故 1.3.1案例陳述案例事故發(fā)

6、生時間為2010 年8月26日凌晨4點10分左右，事故風(fēng)機是2010年8月19日開始吊裝，2010年8月20日完成葉輪吊裝。發(fā)生事故時風(fēng)速達(dá)到38m/s。 圖3 倒塌事故后的機艙與葉片部分事故前風(fēng)力機在吊裝完畢后葉輪處于鎖死狀態(tài)，此狀態(tài)在預(yù)強風(fēng)后葉輪不能隨風(fēng)慢速正常旋轉(zhuǎn)，致使葉輪受風(fēng)作用力增大，隨之將此作用力傳動至風(fēng)力機塔架整體；葉片角度處于順槳位置，即90 度。風(fēng)力機安裝完畢后塔架螺栓力矩均未達(dá)到50%預(yù)緊，（要求風(fēng)力機機艙安裝完畢后，葉輪吊裝之前塔架及機艙力矩必須達(dá)到100%力矩緊固）中段塔架上法蘭和上段塔架的下法蘭連接螺栓只進行對交50%力矩緊固，其他螺栓人工擰至擰不動為止。中段塔架下法

7、蘭以下與下段塔架連接螺栓均按50%力矩液壓扳手全部緊固。 圖4 倒塌事故后的中斷塔架發(fā)生事故后，風(fēng)力機下段塔筒完好，中段塔架上法蘭較中度變形，中段上法蘭與上段下法蘭面連接螺栓斷裂20顆，上段塔架與機艙、葉輪發(fā)生倒塌；機艙嚴(yán)重摔毀，葉片全部摔毀、上段塔筒嚴(yán)重變形、倒塌。1.3.2案例分析經(jīng)過對事故發(fā)生原因分析，認(rèn)為具體責(zé)任有以下幾點：（1）由于業(yè)主要求施工單位必須在2010 年8 月底前完成，吊裝項目啟動于2010 年5 月8 日開始吊裝，事故發(fā)生前已完成吊裝116 臺；從7月中旬開始采取24小時吊裝作業(yè)方案，夜間也進行風(fēng)力機吊裝，夜間作業(yè)照明采用探照燈，業(yè)主要求吊裝單位2臺400 噸履帶吊進行

8、上段塔架、機艙、葉輪吊裝；1 臺250履帶吊進行下、中段塔架吊裝；2臺70噸汽車吊及配套汽車吊完成葉輪組裝及卸貨工作，必須在24小時內(nèi)完成4 臺風(fēng)力機吊裝。致使施工單位超強度工作，導(dǎo)致事故發(fā)生的原因之一。 （2）吊裝單位在進行此臺事故風(fēng)力機機艙吊裝時為能夠按照華銳公司要求完成中段塔筒螺栓力矩的緊固，在葉輪吊裝完畢后由于天時太晚，管理人員及施工人員工作時間太長人員過于勞累，管理人員思想麻痹大意，忘記對上段塔架螺栓的堅固工作，導(dǎo)致事故發(fā)生，此責(zé)任占主要責(zé)任。 （3）此塔筒上段的下法蘭面有輕微變形，筒口發(fā)生橢圓且法蘭面外翻，塔筒在出廠前沒有見到第三方檢驗報告；在吊裝前吊裝單位沒有做詳細(xì)檢查。由于天時

9、太晚，塔筒廠在現(xiàn)場對此問題做簡單處理后進行吊裝。吊裝完成后由于塔架存在缺陷且又長時間放置未做處理，又 加連接螺栓力矩不夠，所以在遇到大風(fēng)天氣后塔筒在晃動的同時塔蘭面對螺栓產(chǎn)生了剪切力，塔筒螺栓也隨之晃動開始松動，導(dǎo)致事故發(fā)生的原因之一。 （4）風(fēng)力機廠家人對風(fēng)力機吊裝質(zhì)量把關(guān)不嚴(yán)謹(jǐn)，工作從在嚴(yán)重失職，吊裝單位在風(fēng)力機吊裝時風(fēng)機廠家人應(yīng)在全程進行質(zhì)量監(jiān)督，安裝指導(dǎo)，由于風(fēng)機廠家安裝指導(dǎo)失職，導(dǎo)致事故發(fā)生的原因之一。 （5）監(jiān)理管理不到位，在風(fēng)力機吊裝前，監(jiān)理交底不到位，監(jiān)理工作失職，也是導(dǎo)致事故發(fā)生原因之一。 1.4案例三 “2.1”某風(fēng)電場風(fēng)機倒塌事件 1.4.1案例陳述案例事故發(fā)生時間為20

10、10 年2月1日凌晨3點18分左右，發(fā)生了43#風(fēng)機發(fā)生了倒塌事件。塔筒從中、下段法蘭連接處折斷倒塌，主機隨同塔筒上段和中段朝著主導(dǎo)風(fēng)向北偏西60度方向，扭曲旋轉(zhuǎn)約180 度后倒在大致為北偏西15 度方向，法蘭盤脖頸距端部12mm 處撕裂近三分之二（連接螺栓83孔），三分之一螺栓斷裂（42條），中塔筒下法蘭約三分之一撕裂隨中塔筒倒下。塔筒中段、上段、風(fēng)機機艙、輪轂順勢平鋪在地面上，塔筒上段在中間部分發(fā)生扭曲變形。風(fēng)力發(fā)電機摔落在地，且全部摔碎，齒輪箱與輪轂主軸軸套連接處斷裂，齒輪箱連軸器破碎，葉片從邊緣破裂大量填充物散落在地面上。圖5 倒塌后的43#風(fēng)機機頭部分圖6 倒塌后的43#風(fēng)機塔筒部分

11、輪轂主軸套筒斷裂損壞的事故發(fā)生后，現(xiàn)場將風(fēng)機全停，并進行外觀、內(nèi)部的全面檢查。3月4日，檢查發(fā)現(xiàn)61號風(fēng)機中下塔筒法蘭連接螺栓斷裂48根（共125根），在螺栓未斷裂面的法蘭與焊縫間有長度為1.67米的裂縫，其異?，F(xiàn)象與倒塌的43號塔筒情況基本一致。1.4.2案例分析根據(jù)現(xiàn)場反映，倒塌的43#風(fēng)機通過了240驗收，運行時間為兩個月左右。該事件的直接原因為： （1）根據(jù)對塔筒法蘭材料的檢測，塔筒法蘭的低溫沖擊韌性遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到國標(biāo)的要求； （2）風(fēng)場現(xiàn)場施工單位對螺栓力矩沒有按照施工要求進行，機組的塔筒連接螺栓大部分存在力矩不足，有些螺栓用手就可以擰動。監(jiān)理、業(yè)主及主機廠家沒有進行認(rèn)真驗收； （3）沒

12、有按照定檢要求對塔筒螺栓力矩進行定期維護。1.5案例經(jīng)驗與使用推介以上企業(yè)生產(chǎn)實際案例適用于推介給以下工作作為經(jīng)驗參考：案例適用對象：中大型水平軸/垂直軸風(fēng)力發(fā)電機組；案例適用場所：以上風(fēng)力發(fā)電機組的塔筒及其緊固螺栓的安裝和維護；案例適用工作范圍：以上工作對象和場所的吊裝施工以及日常維護工作。通過案例總結(jié)避免發(fā)生類似事故的防范措施有：（1）充分認(rèn)識到風(fēng)力機組塔筒緊固可靠性對機組運行安全的重要性；（2）設(shè)計環(huán)節(jié)嚴(yán)格按照企業(yè)/行業(yè)施工標(biāo)準(zhǔn)對緊固零部件以及工具進行質(zhì)量把關(guān)，選用正規(guī)廠家的零部件和螺栓，避免在日后使用過程中出現(xiàn)安全隱患；（3）不得因工期要求而放松對吊裝工作質(zhì)量的要求于監(jiān)管；要加強對監(jiān)理

13、單位、風(fēng)機廠家和吊裝單位的管理；（4）在日常使用與維護中，要嚴(yán)把風(fēng)機定檢持質(zhì)量關(guān)，嚴(yán)格按照規(guī)程規(guī)范和主機廠家的定檢手冊進行定檢工作，及時發(fā)現(xiàn)潛在危險。2 相關(guān)知識2.1 塔筒以及其螺栓緊固2.1.1塔筒結(jié)構(gòu)原理（1）塔筒的作用：首先，讓風(fēng)力機組獲得較高且穩(wěn)定的風(fēng)速，即讓風(fēng)輪處于風(fēng)能最佳的位置。其次，給風(fēng)輪及主機(機艙)提供滿足功能要求的、可靠的固定支撐。最后，提供安裝、維修等工作的平臺。（2）塔筒的設(shè)計思想：一方面使所用的風(fēng)輪捕獲盡可能多的風(fēng)能；另一方面滿足所處的工況(從機械強度方面考慮)要求；同時做到兼顧風(fēng)機整體制造成本控制。（3）塔筒高度限制：塔筒越高，輪轂中心高度處風(fēng)力越大，發(fā)電量也越高

14、，但并不能無限制增加高度。塔筒增高，塔筒成本費用也相應(yīng)提高，兩者存在費用比。目前風(fēng)電所用塔架(以輪毅中心高計算)主要為:40米、65米、70米、80米、100米。以運行的環(huán)境溫度劃分有:低溫型( -40 )、常溫型(-20 )。圖7 風(fēng)力發(fā)電機組塔筒（4）塔筒的結(jié)構(gòu)分兩種：一種是無拉索式塔筒，包括桁架式和圓筒式；另一種是有拉索式塔筒，包括四散的基礎(chǔ)、無水泥基礎(chǔ)、中心相對很小的基礎(chǔ)幾種形式。目前大型風(fēng)力發(fā)電機糾.所用的塔架主要為錐形鋼制塔架。兩種結(jié)構(gòu)塔架性能對比:拉線結(jié)構(gòu)塔架圓筒式塔架重量輕重組裝、安裝費用較高較低基礎(chǔ)費用較高結(jié)構(gòu)簡單、占地小、費用低（5）塔筒的質(zhì)量檢驗中未吊裝前檢查項目：包括對

15、質(zhì)量文件、完工報告單、平面度(隨機的質(zhì)量文件)、工具（激光測平儀或塞尺）、法蘭平面度允許最大誤差的檢查。（6）塔筒的質(zhì)量檢驗中的實物檢查項目包括：檢查法蘭面噴鋅，法蘭孔噴漆；避雷螺柱噴鋅（注意:上段頂法蘭用于安裝接油盤的孔可能有漏鉆的情況）；檢查塔筒登高梯子，有部分現(xiàn)場使用鋁合金的成型梯子，質(zhì)量較好，但可能有漏焊情況，需要注意檢查；以及對塔筒外表的油漆檢查。（7）塔筒的質(zhì)量檢驗中吊裝完后的檢查項目包括：垂直度檢查：當(dāng)理論正確角度相對于基準(zhǔn)面為90時，稱為垂直度公差；公差帶：當(dāng)以平面為基準(zhǔn)時，若被測要素為平面，則其垂直度公差帶是距離為垂直度公差值，垂直于基準(zhǔn)平面的兩平行平面之間的區(qū)域。垂直度量測

16、用量角器或垂直度量測儀。上段、中段塔筒允許最大偏差、下段塔筒允許最大偏差、塔筒總的垂直度。直線度檢查：直線上各點跳動或偏離此直線的程度。主要是測量圓柱體和圓錐體的素線直線度誤差 (見形位公差)、機床和其他機器的導(dǎo)軌面以及工件直線導(dǎo)向面的直線度誤差等。常用的測量方法有直尺法、準(zhǔn)直法、重力法和直線法等。理想的移動路徑為直線，任何在直線水平方向的偏移量稱為水平直線度，垂直方向則稱為垂直直線度。上、中、下段直線度允許范圍。預(yù)緊完螺栓后，檢查各法蘭連接情況，不允許出現(xiàn)縫隙。2.2 機組螺栓及其緊固風(fēng)力發(fā)電機組的塔筒作用之一是提供滿足功能要求的、可靠的固定支撐，在實際吊裝過程中風(fēng)力機組的絕大多數(shù)設(shè)備包括塔

17、筒均為螺栓連接。所以，為了保證完成吊裝之后的風(fēng)力發(fā)電機組能夠長期安全運行，所有螺栓均必須嚴(yán)格按要求緊固。圖8 風(fēng)力發(fā)電機組塔筒的吊裝圖9 風(fēng)力發(fā)電機組塔筒螺栓的緊固2.3 機組螺栓緊固要求風(fēng)力機組塔筒螺栓緊固的配套工具為電動扳手（力矩必須是1000N * M ）初次緊固，然后再用電動液壓扳手緊固到規(guī)定力矩。每個結(jié)合面的螺栓緊固力矩均不同。在設(shè)備吊裝前各法蘭接觸面均要均勻涂抹密封膠。在法蘭穿螺栓前螺栓上涂防咬劑。 圖10 螺栓螺紋處涂固體潤滑膏 圖11 固體潤滑膏的涂抹長度 圖12 螺栓頭部下端涂固體潤滑膏 圖13 固體潤滑膏的涂抹完成后注:1.對帶*標(biāo)記螺栓的螺紋旋合面和螺母或螺頭(扳手轉(zhuǎn)動的

18、一個)與平墊圈接觸面涂抹固體潤滑膏 (MOLYKOTE G-Rapid Plus)。固體潤滑膏(MOLYKOTE G-Rapid Plus)使用規(guī)定：螺栓的螺紋部分涂固體潤滑膏(MOLYKOTE G-Rapid Plus)，用油漆刷在螺栓的螺紋部分薄薄的涂固體潤滑膏(MOLYKOTE G-Rapid Plus)一周（見圖10) ，涂抹長度L為螺紋的旋合長度（見圖11)，同時在螺栓頭部下端面(與平墊圈接觸的面)涂固體潤滑膏(MOLYKOTE G-Rapid Plus)（見圖12) 。3 行業(yè)相關(guān)要求與標(biāo)準(zhǔn)（行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)鏈接）3.1 某1500KW系列風(fēng)機塔筒吊裝與螺栓緊固力矩施工規(guī)范這里以國內(nèi)某品牌

19、的1500KW系列風(fēng)力發(fā)電機組安裝手冊（塔架部分）企業(yè)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)Q/JF 2SJ1500SM.13-2008為例。其中對于三段式塔筒下段部分的吊裝工藝步驟節(jié)選如下：（1）兩臺吊車緩緩提起下段塔架，下段完全成豎直狀態(tài)后，拆下輔助吊具(見圖14、圖15)； 圖14 塔架下段吊裝 圖15 拆下輔助吊具（2）移動塔簡使下法蘭高于主控柜上方100cm處，然后逐漸下落，注意用3根20, 30米尼龍導(dǎo)向繩調(diào)整塔簡位置，使其準(zhǔn)確套入主控柜外（須特別注意塔簡移動時不能碰撞主控柜），繼續(xù)緩慢下落至基礎(chǔ)環(huán)上方lOcm處；（3）調(diào)整相互位置，注意對準(zhǔn)法蘭標(biāo)記位置，確保塔架門的朝向準(zhǔn)確、無誤；（4）對稱裝上兒個塔架下段及塔架聯(lián)接螺栓，放下塔架下段，裝上所有螺栓，并用電動扳手預(yù)緊，預(yù)緊力矩為600N.m；（5）松開主吊具連接螺栓，組合成套后吊車將其吊至地面；（6）調(diào)整好液壓扳手的力矩，對角線方向緊固下法蘭螺栓。螺栓力矩分三次打1650N. m, 2475N.m,3300N.m。第三次力矩在機組安裝完成后打。(本力矩值按M42的螺栓給出，其它規(guī)格螺栓見表 螺栓緊固力矩表)。注：以上案例為特定品牌特定機型的下段塔筒施工標(biāo)準(zhǔn)，如果對該機組塔筒中段或上段進行吊裝施工，其力矩和施工流程會發(fā)生變化；同時，如果風(fēng)力機組的品牌發(fā)生變化或者機組大小發(fā)生變化其施工流程和力矩要求也可能發(fā)生變動。