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科普丨3个月内三连倒,塔筒安全有哪些问题?

三个月内三连倒,塔筒到底经历了什么?

一、时间线复盘

•2024-04-28 第一台V120-2.2MW倒塔,无伤亡。

•2024-08-25 第二台同型号倒塔,碎片散落在FairviewDrive旁农田。

•2024-10-31 第三台倒塔,Ameren随即宣布全场175台机组“预防性停机”。

•2025-03-03 Ameren可再生运营总监DavidMeiners

AdairCountyCommission公开会议上证实:“部分机组叶片脱落→转子失衡→塔筒超载倒塌”,目前仅15台机组恢复运行,其余仍在逐台排查。

二、现场痕迹与初步结论

1.叶片先行失效

三起事故均呈现“叶片断裂→转子失衡→塔底剧烈晃动→倒塔”链条。目击者描述“先听到金属撕裂声,数秒后塔筒像鞭子一样折断”。

2.焊缝与母材抽检结果(2024-12第三方报告摘要)

•8处关键环缝存在未熔合缺陷,占抽检比例12%。

•塔筒钢板近焊缝热影响区发现硫化物夹杂,局部有效壁厚折减7%。

•金相组织显示部分区域存在马氏体硬脆带,冲击韧性仅为设计值的62%。

结论:制造阶段缺陷+长期疲劳扩展,最终在极端阵风工况下触发瞬时失稳。

三、从个案到共性——风电塔筒的“四大命门”

1.钢板质量

夹杂物、偏析、硬度不均→焊缝热影响区脆化。

2.焊接工艺

未熔合、咬边、错边→疲劳裂纹萌生点。

3.无损检测(NDT)漏检

传统手动UT对厚板环缝检测盲区大,缺陷易漏网。

4.运行载荷叠加

大兆瓦机组推力增大,极端阵风下塔底弯矩瞬时可达设计值1.8倍,缺陷部位率先屈服。

四、给业主、整机厂、运维的三张清单

【业主】

①投运后第3、6、10年安排独立第三方焊缝抽检,抽检比例不低于10%。

②建立塔筒“数字履历”,每次NDT数据上传云端,与SCADA应力数据耦合分析。

【整机厂】

①钢板入场除常规复验外,增加Z向拉伸和-40℃冲击功抽检。

②厚板环缝推荐采用相控阵UT+TOFD双通道检测,覆盖盲区。

【运维】

①每半年用无人机高清扫查塔筒外壁油漆裂纹,一旦发现环向裂纹立即停机评估。

②在塔底加装光纤光栅应变环,实时监测弯矩突变;应力幅值超过设计值30%时自动报警。

HighPrairie的三次巨响,再次提醒行业:塔筒的安全系数不是靠“加厚”堆出来的,而是靠“全过程质量管控”守出来的。

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