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。