【风电平台螺栓连接松动预警实验获突破】

风电产业高速发展的背后，螺栓松动导致的倒塔、叶片脱落等事故频发，成为行业痛点。近期，风电平台螺栓连接松动预警技术取得关键突破，通过智能监测系统与多源传感技术的融合，首次实现了螺栓预紧力的高精度实时监测与风险预警，为风电机组安全运行树立新标杆。

一、技术突破核心：从“盲检”到“智能预警”

压电智能垫片技术

突破传统人工巡检的局限，研究人员将压电陶瓷传感器嵌入特制垫圈中（见图1），形成智能垫片该技术通过分析螺栓连接界面的应力波能量变化，量化预紧力退化程度。实验表明，其可精准识别螺栓松动导致的微米级位移变化，精度达0.001mm，误差小于2度

超声预紧力实时监测系统

基于超声波在螺栓内部的传播特性，研发团队开发了轴力-载荷计算模型。该系统通过测量声波传播时间差，实时计算螺栓轴向应力，精度达±3%1某海上风电场应用该技术后，成功将螺栓预紧力离散度降低40%，大幅提升法兰连接刚度

二、工程验证：从“限功率”到“满负荷运行”

江苏如东某海上风电场因单管桩基础法兰变形（图2），导致螺栓受力不均，风机被迫限功率运行3年，年损失超900万元。技术团队在变形区域部署9颗智能螺栓（图3），通过以下四阶段验证实现逆转9：

0.5MW阶段：基线监测，建立初始轴力模型；

1MW阶段：发现26号螺栓轴力异常升高38kN，触发预警并指导复紧；

2MW阶段：复紧后轴力离散度下降50%，结构稳定性达标；

5.5MW满发阶段：连续运行12个月无松动报警，年发电收益提升至1155万元。

图2：单管桩法兰变形区域（红色为高风险螺栓）

图3：智能螺栓布局方案（仅需9颗覆盖关键点位）

三、技术价值：重构风电安全运维体系

经济性革新

智能螺栓系统投入成本约数万元，但单台风机年收益可提升近百万，投资回收期短至1周相比传统液压拉伸法（预紧力偏差高达28%8），智能系统将维护成本降低60%。

安全预警闭环

系统通过云端平台实时分析螺栓松动趋势，预判维护周期（图4）。例如：

松动角度＞5°时触发黄色预警；

轴力衰减＞15%时启动红色报警并推送短信

标准推动

该技术已纳入《风电机组关键连接件监测导则》草案，为行业提供螺栓健康状态劣化模型和故障诊断算法库

图4：螺栓松动三级预警机制（绿→黄→红）

四、鸣途电力：智能监测技术的践行者

鸣途电力专注风电结构安全领域，其研发的螺栓松动监测系统融合非侵入式传感技术与物联网平台，实现对螺栓旋出角度（误差＜2°）、预紧力变化的毫秒级响应。系统通过低功耗无线传输与云端诊断，为风电、电网塔架等场景提供“预测性维护”方案，显著降低高空作业风险与运维成本

结语

螺栓松动预警技术的突破，标志着风电运维从“被动检修”迈入“主动防御”时代。随着超声监测、压电传感等技术的规模化应用，风电产业将构筑更坚韧的安全防线，为全球能源转型注入确定性力量。

参考文献

6 压电智能垫片设计原理｜9 海上风电验证案例｜11 超声预紧力测量技术｜52 物联网预警系统