风机螺栓预应力及安全监测技术方案

1螺栓常见病害简介

风机螺栓存在两大常见病害：螺栓松动和螺栓断裂。螺栓松动多发生于塔筒螺栓。螺栓断裂多发生于叶根螺栓。

叶片变桨齿轮转动以及交变载荷等因素作用下，叶根法兰和螺栓频繁发生超设计预期的不规则强振动，引起叶根螺栓振动疲劳，最终导致叶根螺栓断裂。

塔筒螺栓由于数量以及直径都优于叶根螺栓，在荷载以及涡激振动的作用下，以松动病害为主，较多的螺栓松动会引起法兰盘缝隙增大。

2、螺栓常见病害监测方法简介

叶根螺栓断裂病害的前兆是螺栓逐渐被拉伸或直接开裂。超声波监测方法是向螺栓内部定期发射超声波信号，当超声波传播到螺栓的另一个端面或断裂面时，会被反射回来，据此可以判断螺栓的拉伸长度和断裂的位置。当叶根螺栓逐渐被拉伸时，螺栓存在异常受力的问题，需要提高重视重点排查；当监测到螺栓长度陡然下降，则证明螺栓内部出现裂缝，螺栓处于断裂边缘，需要立刻进行更换。利用精确的测量手段，提前预判叶根螺栓的断裂等状态。

塔筒螺栓松动最常见最直观的现象就是螺母相对于螺栓发生转动。如果螺母已经产生较大角度的旋转，螺栓也必然已经产生了较大的预应力损失。当螺栓松动严重时，法兰盘缝隙的波动幅值也会明显的增加。此时已经处于故障的晚期阶段，需要及时采取相应措施，防止故障进一步扩展。

高精度的磁角度传感器的感应部件1固定在螺母上，感应部件2粘贴在螺栓顶部。当螺母相对螺栓转动时，传感器输出对应的转动角度值。法兰盘缝隙位移则使用高精度的动态位移计监测法兰盘的缝隙波动幅度。

螺栓测点布设示意图和监测系统拓扑图如下图1所示

图1风机螺栓在线监测系统