智能螺栓预警案例：风电机组基础锚栓预紧力偏差>28% 智能螺栓让风险无所遁形-北极星风力发电网

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痛点直击：液压拉伸法-锚栓预紧力不足导致塔筒倒塌风险

风力发电的基础锚栓一旦安装完成便成为监测盲区。锚栓是否达到设计轴力、是否因施工不规范而未有效拉伸，在长期运行中是否松动通常无法实时掌握。

部分风场盲目相信液压拉伸一拉就准，甚至存在预紧力维护"摆拍"现象，导致维护流于形式，埋下塔筒倾斜、振动加剧甚至整机倾覆的隐患。

图 1 锚栓安装

液压拉伸法之所以无法保证一定能够达到设计预紧力，原因有以下多重因素。

锁紧螺母回弹效应：拧紧时，螺母自身的回弹导致释放轴力。
操作不当：在保持拉伸载荷时没有完全拧紧螺母，导致轴力释放。
同步拉伸不到位：每根锚栓单独拉伸必然导致轴力重新分配，锚栓预紧力变化。
拉伸力不足：压力设置过低或未达计算值。

这导致锚栓预紧力与设计值偏差很大。

过去，由于无法实时测量锚栓轴力，锚栓轴力一直无法量化，是管理盲区。

智能锚栓精准破解“轴力盲区”

某风场6.25MW风电机组基础共有96根锚栓，其中12根采用上海应谱制造的智能锚栓（如图2、3），其通过内置的传感器实时上传轴力数据（智能锚栓传感器工作原理见公众号文章《揭开智能螺栓的神秘面纱》）。

图 2 每台96颗锚栓，Sen920系统监测12颗智能锚栓（红色标注）

图 3 智能锚栓等间隔布置并通过有线方式上传轴力数据

问题发现：

2022年7月，4号机组96根锚栓全部安装结束，智能锚栓立刻就检测到锚栓轴力与设计值（716kN）存在最大28%的偏差（如表1所示）。轴力均值602kN与设计值716kN相差大于15.6%，离散度很大（图5所示）。

锚栓预紧力不足，基础存在安全隐患。

表 1 轴力和偏差率对比

问题溯源与解决：

首先确认传感器

现场施工人员认为已经完全按照液压拉伸标准作业，安装没有问题。质疑传感器不准。
我方现场任意抽取5根锚栓，在拉伸器不泄压的时候与传感器轴力进行对比，施工人员确认传感器没有问题。
最终双方一致认定在安装时锚栓预紧力即不达标。

重新张拉锚栓

我方通过轴力数据现场指导对锚栓的重新张拉（图4）。

图 4 重新张拉

重新张拉后轴力偏差率降至10%以内（见表2）。

表 2 重新张拉后的轴力数据

安装质量得到极大提升，超差数量100%下降。CPK达到1.67（见表3）表明质量控制稳定。

表 3 两次张拉锚栓轴力统计分析对比

重新张拉紧固锚栓轴力集中度极大改善（图6绿色线），锚栓的轴力得到了有效控制。

图5 重新张拉后的偏差率对比

图6 两次预紧力（轴力）集中度对比

智能锚栓帮助现场识别和溯源安装质量问题，真正实现了“过程可回溯、责任可追溯”。精准确认每颗锚栓的轴力，避免了传统的预紧不足。

技术+管理双变革：构建"透明化安装"新标准

这一案例颠覆了行业对液压预紧的盲目信任，推动了管理变革：

安装质控：实时量化锚栓轴力，杜绝"纸面合规"
责任追溯：电子数据链实现轴力数据回溯，打造“透明风电”

应用价值：数字风电的基石

智能锚栓系统不仅是监测工具，更是“数据驱动管理”的入口：

✅ 安装质量即刻量化✅ 责任明确可追溯✅ 提前干预防事故

智能锚栓，让安全从塔基开始，让安装运维透明，消除“隐形盲点”，把控质量防线。

未来，我们期待更多风场将其作为标准配置，实现“紧固看的见，安全管得住”。

备注

*CPK（Process Capability Index）是衡量生产过程稳定性和一致性的关键指标，表示实际工艺能力满足技术规格要求的程度。在螺栓预紧场景中，它量化了预紧力控制在公差范围内的能力。

核心计算公式：

CPK等级解读：

原标题：智能螺栓预警案例（1）- 《风电机组基础锚栓预紧力偏差>28%,智能螺栓让风险无所遁形》

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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