風力發(fā)電塔筒中承受拉壓交變荷載的螺栓,同時承受疲勞荷載。傳統(tǒng)的法蘭形式為厚型鍛造法蘭,這種法蘭的優(yōu)點就是焊縫少,螺栓長,抗疲勞 性能好,法蘭剛度大。然而這種法蘭也有其自身的缺點:造價太高,制造耗能大,端面要銑平, 材料用量大,螺孔偏差不易處理。大量靠進口,仍有螺栓松動問題,每年都需檢測維護。而且定期的維護并不能完全保證連接的可靠,高強螺栓反復緊固會引起螺紋的晶相組織發(fā)生變化,由于扭矩系數(shù)的增大而達到規(guī)范規(guī)定的扭矩卻達不到規(guī)范規(guī)定的預拉力。
為了達到預拉力而過分加大扭矩以致螺栓在外力作用下產(chǎn)生塑性變形甚至斷裂。一旦關鍵部位的螺栓因松動而失效,有可能造成巨大的損失。分析認為導致螺栓松動的原因有以下三點:
1) 螺栓防腐蝕方法,一般采用涂達克羅防腐,但是這樣會導致螺栓扭矩系數(shù)不合格。因此工程中再采用涂二硫化鉬來降低扭矩系數(shù)。但是這樣做會使螺栓螺紋摩擦系數(shù)減半,螺栓自鎖能力降低;
2) 這種螺栓一般采用扭矩法施工,由于扭矩法是通過擰緊給螺栓施加預拉力,這一過程中螺栓發(fā)生扭轉變形,其內部存了扭矩,當施工完成撤除外扭矩后,螺栓內將儲存一部分的扭轉彈性勢能,也就是反彈扭矩。
3) 在風荷載作用下,背風面螺栓的拉力減少,螺紋表面上壓力減小,阻止螺栓松動的摩擦力矩小于反彈扭矩后,螺栓會產(chǎn)生松動。當螺栓產(chǎn)生松動后,高強螺栓變成了普通螺栓,在風荷載作用下,螺栓的疲勞應力幅會顯著提高,螺栓的應力幅抵抗全部外力彎矩作用。
通常狀況下,螺紋連接具有一定的自鎖性,在受到靜止負載和工作溫度變化不大時,不會自行松脫。但在沖擊、振動或變載荷作用下,以及在工作溫度變化較大時,螺紋連接就會發(fā)生松動,導致事故的發(fā)生。為了保證螺紋連接安全可靠,對螺紋連接必須采取有效的防松措施。常用的方式有偏心、鋼片、鎖片、開槽、雙疊片、尼龍等等。但是這些防松方法都是鋼性的防松方法,并沒有徹底解決松動的本質問題點,從本質上講,這些防松方法只是延緩了螺紋松動的時間,最終螺紋連接的松動是必然要發(fā)生的。