淺談陸上風(fēng)電基礎(chǔ)預(yù)應(yīng)力錨栓運維檢測技術(shù)

向乾

（中鋼集團（貴州）業(yè)黔檢測咨詢有限公司，貴州 貴陽 550081）

0 前言

我國風(fēng)電發(fā)展步入快車道逾十年，已成為推動全球風(fēng)電裝機量增長的主引擎。然而，近期集中爆發(fā)的風(fēng)機倒塌事故則為我們敲響了警鐘，預(yù)應(yīng)力錨栓這種基礎(chǔ)作為風(fēng)力發(fā)電基礎(chǔ)的一種基礎(chǔ)形式，雖然避免了基礎(chǔ)環(huán)應(yīng)力集中以及將混凝土分割開來的缺陷，受力相對均勻，且基礎(chǔ)內(nèi)部混凝土基本上仍然保持一個整體狀態(tài)[2]，是一種廣泛使用的結(jié)構(gòu)。但是在結(jié)構(gòu)運行中也存在一定的問題，也就是會出現(xiàn)錨栓欠張拉或過張拉現(xiàn)象。但隨著預(yù)應(yīng)力錨栓連接方式的廣泛應(yīng)用，預(yù)應(yīng)力錨栓在預(yù)應(yīng)力張拉后的失效問題日益凸顯，具體表現(xiàn)為在設(shè)備吊裝完成后對基礎(chǔ)錨栓進行張拉施加預(yù)應(yīng)力時存在錨栓松動甚至拔出的現(xiàn)象，該問題在各地風(fēng)電場建設(shè)中屢見不鮮[1]。

為保證后期風(fēng)機的運行安全，對于欠張拉的錨栓應(yīng)進行補充張拉至設(shè)計預(yù)拉力；對于過張拉的錨栓應(yīng)將螺母卸載后重新張拉至設(shè)計預(yù)拉力。

1 方法和原理

隨著工業(yè)安裝對螺栓拉力要求的提高，靠扭矩計算拉力已不能滿足精度要求，液壓螺栓拉伸器是利用手動或電動高壓泵生產(chǎn)的拉力作用在螺栓上，使其在彈性彎形區(qū)內(nèi)被拉長，螺栓直徑微量變小，螺母可輕松地旋到底，拉伸器卸載后即完成緊固工作，反之則可輕松地拆下螺母，而螺栓副的螺紋不受損傷，拉力準確，是一種安全、高效、便捷的螺栓副緊固、拆卸方法。螺栓拉伸器設(shè)備圖如圖1所示。

工作注意事項：

（1）檢測前必須檢查各部件是否正常。

（2）使用時應(yīng)嚴格遵守主要參數(shù)中的規(guī)定，切忌超載荷使用。

（3）如泵體的油量不足時，需先向泵中加入充分過濾后的液壓油才能工作。

圖1 螺栓拉伸器設(shè)備

（4）使用時先將泵體上的放油螺釘旋緊，即可工作。欲使活塞桿下降，將泵體放油螺釘按逆時針方向旋松，拉伸器卸荷，壓住活塞桿即逐漸下降，拉動拉頭旋轉(zhuǎn)使油缸下壓復(fù)位。

2 工程實例

貴州某風(fēng)力發(fā)電場，項目總裝機45MW，項目上網(wǎng)電量9094萬kWh，設(shè)計安裝金風(fēng)科技風(fēng)力發(fā)電機組68臺2.5MW風(fēng)力發(fā)電機組，總裝機容量170MW，風(fēng)機塔筒中心高度為90m，配套建設(shè)220kV升壓站一座及220kV送出線路一條與電網(wǎng)連接。風(fēng)機采用陜西海豐生產(chǎn)的錨栓式基礎(chǔ)，每臺機組安裝M48螺母2×106顆，如圖2所示。

2.1 工作參數(shù)

在基礎(chǔ)混凝土強度達到設(shè)計要求且塔筒底段吊裝到位后，可進行預(yù)應(yīng)力錨栓的張拉緊固工作?；A(chǔ)預(yù)應(yīng)力錨栓的張拉力應(yīng)滿足表1的要求。

2.2 檢查級別

A級：為風(fēng)機剛投入運行累計運轉(zhuǎn)滿500h后的檢查，單個法蘭按比例抽檢，如錨栓松動，緊固該錨栓并檢查其相鄰的四顆錨栓，對重新緊固的錨栓作好標(biāo)識和記錄。

表1 風(fēng)機錨栓檢測技術(shù)要求

圖2 現(xiàn)場檢測

B級：為風(fēng)機運行滿一年后的檢查，單個法蘭按比例抽檢，如錨栓松動，緊固該錨栓并檢查其相鄰的四顆錨栓，對重新緊固的錨栓作好標(biāo)識和記錄。

C級：為風(fēng)機運行滿三年后的檢查，單個法蘭按比例抽檢，如錨栓松動，緊固該錨栓并檢查其相鄰的四顆錨栓，對重新緊固的錨栓作好標(biāo)識和記錄。

2.3 現(xiàn)場檢測

（1）除了正常的檢查計劃外，凡遇11級（32m/s）以上大風(fēng)，或者風(fēng)機結(jié)構(gòu)發(fā)生共振（風(fēng)機反復(fù)啟停）應(yīng)檢查錨栓緊固標(biāo)識（螺紋、螺帽、墊片、法蘭板）是否有相對轉(zhuǎn)動。所有的操作和檢查都必須有完整的記錄。

（2）檢查采用拉伸法，對檢查錨栓張拉到驗收油壓，螺母與法蘭板之間無間隙且螺母用扳手施加扭矩50～100N·m不能擰動，則說明該螺栓達到驗收要求。

（3）如螺栓、螺母有損壞，應(yīng)更換，更換后應(yīng)作好標(biāo)記，并在檢查報告中做好記錄。

（4）拉伸設(shè)備安裝完備后，加壓到“超張拉油壓”，用呆扳手或撥動環(huán)擰緊法蘭錨栓螺母，擰緊力矩不小于300N·m，并標(biāo)識緊固標(biāo)識（從錨栓螺紋過螺母、墊片到法蘭盤畫一道直線），對于檢測時防腐層遭到破壞的，重新進行防腐處理后標(biāo)識緊固標(biāo)識。

（5）目測：仔細查看法蘭全部錨栓，如錨栓無已緊固標(biāo)識或錨栓上端露出法蘭板長度異常，則應(yīng)重點抽檢。

（6）檢測時，按照塔筒門方向為中軸線，將基礎(chǔ)均分為8個區(qū)域，按照抽檢比例，所抽檢的錨栓應(yīng)平均分布在每個區(qū)域。

（7）每一項檢測需要有兩人以上共同進行，每一個檢測點的檢測數(shù)據(jù)需經(jīng)復(fù)核無誤后，填入原始記錄表。

（8）對于檢測不合格的螺栓，在記錄表填寫相應(yīng)檢測數(shù)據(jù)后，對欠張拉的螺栓進行補充張拉至設(shè)計預(yù)拉力；對于過張拉螺栓，用不大于1.3倍設(shè)計預(yù)拉力將螺母卸載后重新張拉至設(shè)計預(yù)拉力，若使用超過1.4倍設(shè)計預(yù)拉力才能將螺母松動，則需要更換該錨栓。

（9）每臺機組錨栓檢測工作結(jié)束后，對抽檢的所有螺栓做好防腐處理。

（10）現(xiàn)場檢測時，應(yīng)嚴格遵守機組相關(guān)的規(guī)章制度和安全操作規(guī)程。

2.4 檢測結(jié)果

根據(jù)檢測統(tǒng)計表分析，本次檢測工作共對68臺風(fēng)機基礎(chǔ)3128顆錨栓進行了檢測，整體上看，欠張拉檢測錨栓共計2992顆，共發(fā)現(xiàn)73顆錨栓欠張拉，占檢測錨栓的2.44%，過張拉檢測錨栓共計136顆，未發(fā)現(xiàn)有錨栓過張拉。從單臺風(fēng)機上分析，共發(fā)現(xiàn)39臺風(fēng)機存在欠張拉現(xiàn)象，每臺風(fēng)機基礎(chǔ)欠張拉錨栓數(shù)量基本為1～2顆，最多的為4顆，位于10638N4風(fēng)機。檢測結(jié)果見表2。

表2 風(fēng)機錨栓檢測結(jié)果

通過對該風(fēng)電場68臺風(fēng)機基礎(chǔ)錨栓張拉力進行的欠張拉與過張拉抽檢，可得出如下結(jié)論：

該風(fēng)電場68臺風(fēng)機基礎(chǔ)錨栓整體運營狀態(tài)良好；所抽檢2992顆錨栓中發(fā)現(xiàn)73顆錨栓欠張拉，占檢測錨栓的2.44%，維護檢測過程中均已張拉至設(shè)計張拉力；所抽檢錨栓中未存在過張拉現(xiàn)象，實測張拉力均未超過設(shè)計值的1.3倍，且現(xiàn)場檢測過程中均已恢復(fù)至設(shè)計張拉力。

3 結(jié)語

由此可見，針對預(yù)應(yīng)力錨栓的風(fēng)電基礎(chǔ)形式，在后期運維中對其進行定期檢測，可有效防止事故的發(fā)生，保證后期風(fēng)機的運行安全，對事故進行防范。同時，錨栓定檢技術(shù)方便、高效、快捷，在風(fēng)機運維過程中既能保證質(zhì)量又能節(jié)約檢測成本。