近幾年來世界各國能源事故頻頻發生造成了嚴重的后果人員傷亡財產損失環境污染給人類帶來了一場又一場的浩劫而誰又能想到一些能源事故竟與小小的螺栓密切相關螺栓猶如一把雙刃劍既可以造福人類一旦疏忽又會造成難以彌補的損失以下幾起典型的能源事故值得駛上快車道的中國傳統能源及新能源行業參考借鑒認真反思

一薩揚-舒申斯克水電站事故

薩揚-舒申斯克水電站建在西伯利亞的葉尼塞河上它擔負著西伯利亞地區大約10%的電力供應是俄羅斯最大的水電站2009年8月17日當地時間早上8時13分這座擁有10臺64萬千瓦機組的巨型水電站內一道水柱沖天而起隨后的67分鐘里發生了世界水電站歷史上最大的慘案伴隨著電站進水口閘門緊急落下昔日充滿歡聲笑語的電廠變得死一般寂靜正在擔負電網440萬千瓦負荷的大電廠的電站出力瞬間變為零

9時20分水輪機進水口工作門在壩頂被手動關閉截斷了沖入水輪機室的水流11時32分位于壩頂的移動式應急柴油發電機組啟用11時40分大壩溢洪道閘門被打開

事故導致3臺64萬千瓦的機組嚴重毀壞其余7臺受到重創當時正在廠房內工作的300多名員工中有75名不幸遇難

世界各路媒體紛紛猜測事發原因水電行業的工程師們用當今的知識和技術手段力圖復原慘案的演變過程人們從互聯網上出現的現場照片一致認定了電廠內的2號機組是事發的嚴重受害者又是衍生慘案的元兇人們驚奇地發現躺在2號機坑內的油混水中的一串機件除了通?？衫斫獾乃啓C大軸轉輪發電機轉子等轉動部件外竟還有機組的承重部件頂蓋和支持在頂蓋上的發電機推力支架等固定部件像這一串部件中的頂蓋本應在水下靜默工作卻從原來位置與澆灌在混凝土內的部件――座環脫開了竄升10米左右倒在發電機層樓板上

64萬千瓦水輪機的頂蓋用49個螺栓緊固在水輪機座環上綜觀近200年水輪機的發展史還沒有發生過大水電機組的頂蓋能夠脫離座環的束縛獨自凌空飛起的離奇事故就是這個離奇竟使人們不能相信這是事實

然而事實勝于雄辯現場拍攝的圖片證實了這一點俄羅斯當局發布的技術原因報告也肯定了這是事實那么將頂蓋和座環緊固在一起的49個螺栓螺母為什么不作為呢?

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更為可怕的是事故發生后的調查取證試驗檢驗確認了49個螺栓確是沒有起到聯結緊固的作用并且正由于此衍生成為重大慘案的關鍵之一

49個螺栓螺母的設計沒有問題使用的材料合乎標準否則很難解釋為什么只有2號機的頂蓋飛出其余9臺機組的還堅守崗位原地不動

螺栓的制造質量有問題嗎?技術原因報告說沒有認定是廢品

那么是安裝或拆卸檢修后回裝的質量不合格嗎?對49個螺栓螺母的目測發現有6個螺栓上并無螺帽斷裂的痕跡這表明事故發生時這6個螺栓是沒有螺帽緊固的通俗一點說這些螺栓根本就沒有套上螺母

是運行有問題嗎?是的經肉眼檢查2號機組49個頂蓋緊固螺栓其斷口可分為2個區域:疲勞斷口區和徹底破壞區通俗地說其斷口分為舊傷和新傷兩部分

舊傷就是疲勞破壞螺栓破壞的主要原因是經過20多年運行后疲勞裂縫的發展這些疲勞裂縫起自螺槽內表面無損檢查發現螺槽表面有很多疲勞裂縫狀的缺陷這些裂縫狀缺陷均是不能容許的因為它們是螺栓破壞發展的起源會降低這些零件的強度和承載能力以及降低可拆的連接結構的整體承載能力

對49個螺栓的斷口逐個檢驗后發現有41個螺栓螺紋斷裂的疲勞斷口面積平均達64.9%斷口面積占螺栓面積70%以上的螺栓有14個甚至有8個螺栓斷口斷裂面積超過90%也就是說螺栓已完全失去承載能力用探傷方法檢驗還發現螺母上有裂縫狀的較長不連續螺圈上還有不容許的缺陷

新傷就是2號機在進入不推薦的機組運行工作區域時振動擺度激增水輪機頂蓋錨定螺栓被拉斷在水壓力作用下機組轉子帶著水輪機頂蓋以及上機架開始向上彈射由于密封被破壞涌水淹沒水輪機室和其他機組部位就因為這樣由于2號機組的49個螺栓的不作為就奪去了75條活生生的生命

業內專家普遍認為49個螺栓不同程度失去了承載能力不能起到將兩個部件緊固作用是慘案發生的直接原因

中囯是世界水電大國水電站的總裝機容量世界第一2011年的政府工作報告中強調了要優先發展水電我國也有與薩揚-舒申斯克相同年代建設安裝運行的水電站亟待對水電機組進行修復與現代化改造對于新建升級改造以及現代化改造的水電站機電設備一切應從安全環保出發在電站機電設備運行的規章制度責任范圍問責體制等方面要進行系統化規劃對巨型水電設備機組要有完善的檢修制度和修復計劃對有缺陷的大機組的更新修復計劃要落實對自動化元件保護元件和系統進行及時的升級換代對設備運行狀況應有專人負責記錄要進一步研究更準確檢測機組外特性振動擺動頻率溫升間隙的方法并應對檢測結果進行快速研判和果斷決策發現水電設備問題缺陷應及時修復更換部件進行現代化改造而不是讓其長期帶病運行特別是新機組大修后重新投運的機組發現了問題還未安排大修的機組更應成為重點定期巡視的對象

薩揚慘案是一面鏡子水電工作者都應以此為戒杜絕一切隱患使之不會在中國重演

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二英國石油公司（BP）的石油泄漏事故

2010年4月英國石油公司BP因鉆井事故導致墨西哥灣石油泄漏長達近3個月造成了人類史上罕見的生態災難就在國人感慨其害之深時7月16日遼寧大連新港發生輸油管道爆炸事故原油泄漏進入渤海灣給我們留下切膚之痛

隨著中國對于石油依賴程度的加深溢油風險也愈加突出英國石油公司BP的經驗和教訓值得我國能源業學習

面對這一人類史上空前的生態浩劫英國石油公司曾想出諸多解決辦法

在事故發生的3個月后經歷多種堵漏方法失敗的英國石油公司決定采用高難度的密封罩安裝工程對現有的技術而言這次密封罩安裝工程無疑是一次異常艱難的嘗試BP的堵漏最大程度地檢驗了該公司工程師的專業技能這項密封罩安裝工程被形容為在5000英尺深水下的漆黑環境中進行腦外科手術

首先面臨的技術難題是在5000英尺的水下為了拆卸已損壞的井口必須先要擰松螺栓特固蘭公司提供的高性能液壓力矩扳手可以承受水下5000英尺的壓力正常工作為損壞井口的拆卸提供了技術保障最后在BP復雜的堵漏方案中美國特固蘭公司提供了創新的螺栓緊固拆卸方案在5000多英尺的深水下成功拆除了損壞的井口設備成功安裝了新的井口設備

7月15日BP公司首次成功堵住近三個月來墨西哥灣深海鉆井平臺爆炸引起的原油泄漏為9月19日墨西哥灣漏油油井的永久封堵奠定了基礎在墨西哥灣堵漏的艱難歷程中這是一次里程碑式的勝利

事后美國權威電視頻道ABC新聞頻道曾作專題報道對特固蘭的貢獻作出高度贊譽特固蘭公司生產的液壓扳手及其拆卸方案對這次墨西哥原油泄露事故的成功封堵功不可沒為世界生態環保事業做出了卓越的貢獻特固蘭的成功不僅進一步提升這一世界品牌的影響力也讓很多業余人士第一次認識到了液壓緊固行業的重要性

三我國現狀安全事故警鐘長鳴加強螺栓緊固技術安全刻不容緩

近幾年國內發生多起起重吊機龍門吊機及風電機頭倒塌事件造成眾多人員傷亡及巨大經濟損失這其中安全隱患原因之一是高強度螺栓擰預緊扭矩力和預緊力不足造成動態振動中松動動態拉伸剪切載荷達到一定極限則自然斷裂而造成的事故如

2009年7月上海某機械公司在上海石洞口電廠一部吊機試機后轟然倒塌死三傷二損失人民幣1200萬元

2010年初山西某風場發生風機倒塌事故事故報告中記載風力發電機摔落在地且全部摔碎齒輪箱與輪轂主軸軸套連接處斷裂齒輪箱連軸器破碎葉片從邊緣破裂大量填充物散落在地面上經調查這起事故的主要原因被認為一是塔筒所用法蘭的低溫沖擊韌性遠達不到國標的要求二是現場施工單位對螺栓力矩沒有按照施工要求進行機組的塔筒連接螺栓大部分力矩不足有些螺栓用手就可擰動

2010年8月西北某在建風場一個1.5MW發電機組發生倒塌事故事故報告表明風機安裝完畢后塔架螺栓力矩均未達到50%預緊（要求風力機機艙安裝完畢后葉輪吊裝之前塔架及機艙力矩必須達到100%力矩緊固）中段塔架上法蘭和上段塔架的下法蘭連接螺栓只進行對交50%力矩緊固其他螺栓人工擰至擰不動為止而吊裝單位管理人員和施工人員忘記對上段塔架螺栓的堅固工作也是導致事故發生的主要原因之一

這幾起事故表明造成吊機和風機倒塌事故的并不單純是吊機或風機本身的質量問題配套設備質量不過關及施工技術不成熟等多方面問題的疊加也是最終釀成大禍的重要原因而風機安裝過程中的螺栓緊固問題亟待引起重視

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風力發電機作為一種精密設備常在風沙暴雨鹽霧潮濕-30~40攝氏度中環境中安放這對各零部件的強度剛度穩定疲勞磨擦力矩等因素提出了很高的要求而且由于風機長期在自然條件較差的野外運行要保證風機的長時間有效工作就必須關注風機上的每一個細節精心呵護每一個部件若某一方面出了問題都有可能造成安全事故風機的外觀主要由四個部分組成塔架機艙輪轂葉片而這四個部分都需要靠螺栓來進行連接因此在風機的安裝過程中螺栓緊固效果的好壞將直接影響到日后風機的正常運行和發電效率尤其是塔架機艙轉向座軸承和葉片等關鍵部位的螺栓而傳統的螺栓緊固方式無法得到精確可靠的螺栓剩余載荷嚴重威脅到風機安全高效運行所以必須選擇安全可靠精確快速的螺栓緊固工具目前最常用的工具有電動力矩扳手液壓力矩扳手和液壓拉伸器

在風機安裝時應先用電動扳手進行初步鎖緊后根據螺栓本身特性和風機生產廠家的安裝指導工藝等情況對照使用的相應液壓工具廠家的螺栓螺母尺寸及扭矩值對應表再用液壓力矩扳手進行精準鎖緊操作

特固蘭的服務經理Dale擁有多年的海外風場的服務經驗他認為隨著國內風電行業的發展及風場維護投資力度的加大傳統螺栓緊固方式的改革和先進工具的配備勢在必行

四現代工業對螺栓緊固的技術要求

看似離我們很遙遠的的液壓緊固系統其實并不遙遠作為一個極端重要的行業它不僅曾在墨西哥灣堵漏進程中發揮過重要的作用還在更多的行業有著廣泛的應用

緊固件是將兩個或兩個以上零件（或構件）緊固連接成為一件整體時所采用的一類機械零件的總稱在各種機械設備車輛船舶鐵路橋梁建筑結構工具儀器儀表和用品等上面都可以看到各式各樣的緊固件緊固件包括螺栓螺柱螺釘等是應用最為廣泛的機械基礎件據有關統計在設備運行故障中有50%左右是因為螺栓問題引起的同時因螺栓問題而造成設備重大事故的數量也非常驚人對于螺栓螺母的緊固拆卸傳統的做法是人工松緊螺栓螺母速度低勞動強度大對于大螺栓往往需要錘擊法稍不注意容易造成周圍部件和人員的擊傷而且螺栓受沖擊力容易咬牙和剃牙因此傳統的螺栓緊固辦法已經不能適應經濟發展的需要了

針對傳統螺栓緊固的弊端在社會科技進步的時代潮流中美國特固蘭公司引領的液壓緊固系統應運而生美國特固蘭公司是一家國際領先的液壓緊固系統生產企業近30年以來特固蘭的專業經驗以及世界一流的解決方案一直在為客戶提供精確耐用專業的螺栓緊固工具幫助全球500強的公司解決螺栓緊固拆卸法蘭泄漏的問題作為行業領先者公司的行銷網絡遍布全球產品廣泛應用于世界各地的采礦電力石油化工海上采油冶金鐵路船舶航空航天重工機械等領域

歷史上因為螺栓緊固法蘭泄漏問題引發的能源事故屢見不鮮它在給人民生命財產帶來極大威脅破壞的同時也為我們鳴響了沉重的警鐘傳統螺栓緊固方式的改革和先進工具的配備勢在必行加強螺栓緊固技術安全刻不容緩小小的螺栓關系著能源安全