超声波夹紧力测试：确保螺栓预紧力适宜的最佳方法

近年来，风力发电已经成为电力生产的重要来源。与其他技术一样，风机维持正常运行的时间有限。现有风机的设计高效且可靠，其运行时间长达20年或更久。

持续对风机进行检查非常重要，因为这样可以尽可能延长风机的预期寿命，尽可能降低故障风险。然而，正确螺栓预紧力的重要性却常常被忽视。螺栓用于固定重要部件，因此安装错误会导致局部或整机故障风险的增加。
完全拧紧的螺栓连接可以承受数百万次负载周期，不出现任何问题。但若螺栓未拧紧，通常几个周期后就会出现故障。如果螺栓松动，则可能发生连锁反应，最终导致整个风机故障。

施加的扭矩与螺母轻微拉伸螺栓所产生的张力之间的相互关系是紧固过程中最具挑战性的部分之一。张力所产生的反向夹紧力将接头的两部分固定在一起。如果夹紧力过小，会导致螺栓分离或疲劳。相反，如果夹紧力过大，则可能损坏接头的结构部件，例如变形或断裂。

达到正确螺栓预紧力不仅能确保夹紧力最佳，还能最大限度地提高风机的可靠性，同时减少维护和停机需求。

现有检查方法仅关注螺栓是否松动或生锈，很难对螺栓连接的状态有所评估。然而，大多数接头故障并不是由接头的设计或紧固件引起的。它们通常是因组装接头时夹紧力不足或不稳定而导致。

通常可以通过达到并保持正确的接头夹紧力来防止螺栓疲劳、振动松动等问题。在组装时达到并保持螺栓连接处的夹紧力对于螺栓连接的完整性至关重要。使用超声波测量法测量新螺栓和现有螺栓紧固件伸长量已被证明是一种非常精确、可靠且性价比高的解决方案。

通过该方法，不仅可以在安装新螺栓时达到正确的螺栓预紧力，还可以在确定风机的使用期限时评估现有螺栓状态。

但凡涉及到风机，安全都是至关重要的。每台风机都有数百个不同尺寸的螺栓，用于将风机的关键部件固定在一起。如果在安装过程中未达到适当的螺栓预紧力，则可能损害接头的完整性，从而导致未对中，最终导致螺栓连接故障。

因此，我们有必要使用有效且精确的方法拧紧螺栓，尽可能减小故障风险。如果能从一开始就确保预紧力正确，就能够确保从最初调试就采取最佳预防措施。长远来看，也能确保风机以较低的成本产出能源。

安装新螺栓时，该工具能在整个紧固过程中跟踪夹紧力，并在不影响接头刚度的情况下确定夹紧力。因为一开始就达到了正确预紧力，所以该数据可用于制定维修维护计划。此外，该数据可在索赔时作为正确螺栓预紧力的证据。

检查螺栓，确保其夹紧力适宜并分析疲劳损失。制定维修维护计划，不仅可确保风机安全运行，还可减少对非计划维护的需求。螺栓松动会导致计划外停机，并导致因风机停机而造成的收入损失。

同时，高效、可控的维修维护至关重要，因为可以降低成本。超声波夹紧力测试是一种可靠且经济的方法，可用于确定螺栓连接的状态，并且已被证明是一种更简单的测量方法。与其他测量方法相比，使用超声波测量工具意味着降低维修维护频率和缩短螺栓连接维修维护的时间。

风机中，不同的螺栓连接可接近性也不同。例如，叶片接头比风塔法兰连接处更难以接近、控制和维修。到目前为止，由于只能从螺栓的一侧接近，盲孔的测量非常困难。不同于千分尺或卡尺等其他测量工具，超声波测量工具不需要接近螺栓的两侧，因此成为评估盲孔的唯一工具。

声速取决于环境温度。如果环境温度升高，声速增加；反之，声速减小。由于固定目标受温度影响，因此这种变化会影响测量的准确性。而螺栓连接的测量需要精确到毫米，所以即使是轻微的温度变化也可能导致测量结果错误。超声波测量工具通过整体温度补偿网络来解决温度变化的问题。因此，无需在相同的环境条件下测量螺栓连接。

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