menu close Teknologiens Mediehus
Enorme tårnsektioner ligger på rækker i et skovområde i Lemnhult i Sverige. Her kollapsede en Vestas-mølle juleaftensdag med en højde, inklusive vinger, på 185 meter og en vægt på 400 ton .
Indbyggere, Vestas og energiselskabet Stena Renewables undrer sig alle over kollapset, der skete i roligt vejr omkring klokken 9 om morgenen.
»Det er et ekstremt sjældent tilfælde. Faktisk har vi aldrig oplevet det på nogen moderne vindmølle i MW-klassen,« siger pressechef i Vestas Michael Zarin til Ingeniøren.
Billeder, taget af lokale, afslører, at tårnsektionerne er revet over ved samlingerne, hvor boltene er blotlagt. Den nederste tårnsektion står stadig tilbage, og en dansker i området, Thorbjörn Bjerregaard, mener, at alt tyder på, at det første brud er sket i den nederste samling.
Vestas har i øjeblikket teknikere på stedet, men vil af principielle årsager ikke kommentere på de mulige årsager til hændelsen eller give en nærmere beskrivelse af, hvad der er sket. Hvornår en rapport om ulykken er klar, kan Vestas heller ikke oplyse, og nu vil tiden gå med at undersøge de ødelagte dele og foretage test for at finde en forklaring.
Imens har Stena Renewables lukket for strømproduktionen fra de resterende 31 møller af typen V112 3MW.
Civilingeniør og vindmøllekonsulent Staffan Engstrøm mener, at det tyder på, at det er samlingen af boltene, der har givet efter, siger han til P4 Jönköping. Han mener, det er oplagt at se efter, om boltene har været forkert spændt eller er lavet af et dårligt materiale.
Flere lokale i området undrer sig over, at der gik omkring seks timer, før havarieksperter og beredskabet rykkede ud til stedet. Ifølge flere svenske medier rykkede beredskabet først ud til stedet ved 14-tiden, da der var blevet indrapporteret et olieudslip i området fra møllens gearkasse.
»Man skulle jo tro, at de havde sensorer til at opdage, at møllen var kollapset eller simpelthen havde set, at den ikke producerede strøm,« siger Thorbjörn Bjerregaard til Ingeniøren. Han var på besøg hos sin svigerfamilie i området, hvor møllen faldt sammen.
Vestas' pressechef Michael Zarin har ingen forklaring på, hvorfor det tog cirka seks timer fra kollapset til beredskabet var ude på stedet.
Er der noget der kan svare på hvordan flangerne og boltforbindelserne er udført?
Er nederste del udført med gevind/kontramøtrik og øverste del med gennemgangshul/møtrik?`
Det ser lidt spøjst ud at der nogle steder helt mangler gevindstykker. Da flere af de andre bolte ser ud til at have samme længde, må møtrikken være blev trukket af gevindet, og altså ikke et brud på selve bolten.(Selv om det selvfølgelig godt kan være startet der)
/Martin
Det er svært at se om det er gevindet eller bolten. Men det er nu ikke mærkeligt at de ender med at have samme længde ligemeget hvilken af de 2.
Det er spektakulært hvis det er en fejl i boltene. Det er rigtig mange bolte som er blevet forspændt uden en eneste har givet efter [1] - Samtidig med at de er med produktionsfejl, det er ihvertfald en konsistent fejl.
Jeg tror mere på en moment nøgle som har været forkert indstillet/håndteret så boltene ikke er spændt korrekt. Samtidig under indflydelse af at møllen står indlands i et skovområde hvor der kan være nogle turbulenser som laver betydeligt andre/flere lastcykluser end forventet.
Men det kan også være så meget andet.
[1] Antaget at bolte som er fejlet ved forspænding ikke bare er blevet kasseret og erstattet med andre, men tror de er mere professionelle end det.
Det havde været dejligt, hvis ing.dk havde spurgt ind til hvorfor Thorbjörn Bjerregaard tror at første brud er sket forneden.
Hans Jørgen - er det ikke lige som logisk i og med det nederste stykke stadig står tilbage?
Jeg tænker en resonans i flagen, som har dræbt boltene. Det var ved svag vind, det vil sige ikke stor belastning på boltene.
Denne resonans opstår måske kun ved en ganske bestemt vind, i en bestemt retning.
Flangesamlinger som dem der, er udført med bolte nedefra og møtrik for oven. Møtrikken øverst for at undgå at skulle løfte spændeværktøjet under tilspænding.
Den flangesamling der er nærbillede af er boltene revet over, men det er midt på tårnet og antageligvis sket da tårnet har ramt jorden.
Den interessante samling er den nedste der ligger på jorden - ikke det bedste billede, men det er tydeligt at det er boltene der er fejlet. Det kan skyldes fejl i bolte, fejl i flangegeometri, overbelastning eller ukorrekt boltetilspænding. Det sidste velsagtens det mest sandsynlige.
Skorstene kan godt komme i resonans med vinden, derfor ser man ofte vindbrydende stålbånd på dem.
Et vindmølletårn er en god kandidat, så det er måske en ny erfaring.
Jeg har set video af en svingende skorsten, men endnu ikke vindmøller lave det samme.
Det hedder vortex shedding, og er kendt i branchen.
https://en.wikipedia.org/wiki/Vortex_shedding
Det er kun et problem for tårnet før nacellen bliver monteret.
Derfor skal man have et vejr vindue der sikre at man kan færdige gøre montagen af tårn og nacelle inden vinden stiger. (Elles kan det koste et nyt tårn)
Man kan bryde vortexen ved at vikle et meget tyk tow i en spiral form omkring toppen af tårnet.
Boltene spændes eller strækkes med nogle værktøjer der ser således ud:
https://www.youtube.com/watch?v=jOk6ZYggc4g
https://www.youtube.com/watch?v=Ga1XjAof-jo
Nogle af værktøjerne arbejder med et hydraulisk tryk på op til 900bar.
Det skyldes vel at de nedstyrtede tårnsektioner ligger på en "pæn" række, så man kan konkludere at samlingerne mellem disse først har fejlet, da de ramte jorden.
Som Thomas Frederiksen også skriver, så er flangerne boltet nedefra, så på de flanger der måtte være sepereret mens sektionen stod lodret, må skruerne formodes at være faldet ud af hullerne. De flanger, der ses på billederne, hvor de fleste af skruerne stadig sidder i hullerne, må formodes at være sepereret da tårnet ramte jorden, i vandret stilling.
Det bemærkelsesværdige, er de to buler/mærker i den nederste tårnsektion (som stadig står), som ses på de to sidste billeder. Det er svært at se hvad der har ramt denne, men jeg formoder det må være den brudte tårnflange, som har "skrammet" ned ad den stående sektion, efter nacellen har ramt jorden.
Søren - kunne det ikke være 2 møllevinger lige efter hinanden, der har banket bulerne?
Når tårnet knækker i første samling, kommer vingerne tættere på det tilbageværende, tror jeg
Materialefejl er en oplagt mulighed.
Men også software kan være interessant.
Der er indbygget beskyttelse i softwaren mod resonanssvingninger i tårnet og tårnene er sandsynligvis udstyret med aktiv tårndæmping pga længden
Dvs ud over komponentsvigt pga materialefejl, er også softwarefejl en oplagt mulighed.
/Jakob
Ja, mere præcist tror jeg at tårnet (af ukendt grund) er knækket der og bolterne i faldretningen har først virket som et hængsel. Da nacellen har ramt marken knækkede de øvrige samlinger i en dynamik som har revet "hængslet" løs og sektionen over der hvor bruddet først skete, ramte den del af tårnet som stod tilbage med et par "hak".
John Larsson
Karsten - på det allersidste billede, kan du sammenligne proportionerne med møllen i baggrunden, og se hvor langt der er ned fra vingespidserne til den nederste tårnsektion.
Hvis tårnet er vælter over den nederste tårnsamling, vil vingerne slet ikke kunne nå den nederst sektion.
Faktisk skal tårnet brække mindst to steder, og folde sammen som et Z, for at vingerne kan nå derned, og så ville tårnsektionerne ikke ligge så fint på række efter faldet.
... billede 1.
Det der ligger i forgrunden, er for mig at se rotoren, der har forladt generatoren. Det siger noget om hvor hårdt nacellen har ramt terrænet, når det har kunnet splitte generatoren så meget ad.
Så er det heller ikke så underligt hvis smøreolie og hydraulikvæske er spredt ud i terrænet.
Enig.
For at være mere specifik; vingerne er 55m, tårnet 120m. Det kræver flere på hinanden følgende fejl og altså mindre sandsynligt. Bulerne i sig selv får næppe flangesamlingen til at fejle.
Et kvalificeret gæt på godstykkelsen i 10-15m højde på et 120m tårn er omkring 35mm - det skal mere end en vingespids til at slå en hård bule i den.
Søren - tak :-) Den er fesset ind
Et forsigtigt bud, uden at ane en pind om Vestas vindmøllerne.
-Jeg tænker umiddelbart, et blad-kolaps/blad der splintre og derved bringer den 3 bladede rotor så meget ud af balance, så den river/bøjer tårnet.
Desværre er der ingen billeder der giver indikation af hvor bladene/vingerne er endt henne.
Det var jo det der skete for den meget mindre mølle i Hornslet for 7-8 år siden. Dét mener jeg dog at man kan udelukke her. Møllen er tilsyneladende faldet som et nedsavet træ fra den høje "stub" som står tilbage. Desuden har der åbenbart ikke været en vind som har fået møllen til at løbe løbsk!
John Larsson
Er det ikke en af vingerne, der ligger på tværs af en tårnsektion i billede nr. 3 og nr. 6?
Thomas - måske/ måske ikke
Når man ser vindmøller i klassen 0,125-0,5 Mw løbe løbsk, så sker kollapset typisk ved at vindmøllevingerne slår buler i tårnet, hvorefter tårnet knækker på det trufne sted
I opskallereringen fra 0,125 til 3,25 Mw forbliver forholdet mellem vinger og tykkelse af materialet til tårnet vel stort set samme?
Og ja - jeg er opmærksom på at vingerne er blevet meget lettere over de sidste 20 år
Uden at gøre mig klog på skalering af impulsvirkning af møllervinger i forhold til deres størrelse er det vel rimeligt at påstå, at vingerne kun kan bule tårnet inden for deres rækkevidde som installeret (med væsentlig kraft) og det tilfælde du nævner bucklede tårnet i anslagspunktet og ikke en flangesamling et stykke derfra.
Thomas - det kan vi så kun være enige om
jeg vil komme med det gæt at tårnet er begyndt at svinge frem og tilbage, og så har tårnet fået de to buler og bøjet hen over bulerne til at det knækkede i nærmeste samling.
Det kunne måske være interessant med en større sensorpakke og optager på en vindmølle.
Mit bud er at boltene i tårnsamlingen har været spændt for hårdt.
Boltene er deformations hærdede.
En mulighed er vel også, at det er (nogle af) møtrikkerne, der har givet efter i den nederste samling.
i den nederste del af tårnet ser da meget mystiske ud. Det kunne se ud som om et par objekter har ramt tårnet med stor kraft og chok-påvirket tårnet sådan, at den nederste flangesamling er flået fra hinanden. Billederne giver ikke anledning til at tro, at det kan være en møllevinge, der har ramt tårnet, og bulerne ser ikke ud til at have en karakter, der kan forklares med, at de væltede tårndele har ramt den nederste sektion. Det er jo langt ude at gætte på artilleribeskydning, anden sabotage, meteorer o.l., men hvad pokker er det så?
Uidentificerede flyvende objekter sikkert!
Hvad tænker du på ?
Hvis det er forkert tilspænding af tårnboltene der er årsagen til haveriet, så vil problemet (sansynligvis) ikke være observerbart i den øvrige del af møllen før bolte samlingen giver efter.
Og på det tidspunkt er det sent at gøre noget.
Der er systemer på markedet til at monitorere bolte tilspændinger.
En type af systemer er et værktøj med datalogger, og bolte med RFID tags, det gør det muligt at dokumentere tilspændingen. Men det er stadig afhængig af den håndværksmæssige udførsel, f.eks. om gevindet er smurt eller ej.
En anden metode er at have bolte med sensorer indbygget, men da der ikke er vibrationer nok til energi harvesting, skal der trækkes ledninger til alle bolte der skal overvåges.
Jeg kender ikke antallet af bolte, men hvis der er 4 tårnsektioner, med 5 flange samlinger, og som hver har ca. 100 bolte, så er der 500 bolte at overvåge i tårnet..
Så kommer alle de andre bolte på krøjesystemet, maskinfundament-hovedleje, hovedaksel-nav, nav-vingelejer, og vingelejer-vinger.
Jeg vil tro at der er over 1000 bolte i den primære struktur i en vindmølle.
Jeg synes altså at det første billede er interessant. Det med nacellen, og det forvredene stykke metal, cirka midt i billedet.
Hvordan har det fået den farve det har? Det ser nærmest rustent ud, og malingen er sort som efter en brand? I en mølle der maksimalt kan være 3 år gammel?
En brand, eller anden voldsom varmeudvikling, lyder selvfølgelig usandsynlig. Eller rettere sagt, en sådan bliver vel detekteret med det samme, og møllen stoppet. Men det ser da mærkeligt ud.
Men mangt en hollandsk mølle er jo brændt ned, fordi bremserne ikke har kunnet holde. Men jo oftest i stærk blæst. Alligevel tænker jeg, at et havari i en 120 ton nacelle, godt kunne være fatalt for tårnet.
Når boltesamlinger i en dynamisk belastet konstruktion svigter er årsagen næsten altid udmattelsesbrud.
Udmattelsesbrud opstår når boltens forspænding er for lille eller hvor boltesamlingens forspændingen helt er væk.
I en bolt som mangler sin forspænding, falder den dynamiske styrke til under 10% af den statiske styrke.
En flangesamling hvor de 2 flader ikke er spændt helt plant sammen er en god kandidat til et senere udmattelsessvigt.
Et udmattelsesbrud efterlader et tydeligt fingeraftryk i brudfladen, som en erfaren maskiningeniør kan identificere med det samme.
For en maskiningeniør er ovenstående basal viden.
Søgeord: Smith-diagram + Wöhler kurve + fatique fracture
Tillad mig at gætte på at en bommert jeg lavede som meget ung ingenioer er en mulig forklaring på ulykken i Sverige.
Jeg lavede design af en 24 tommers gas rørledning som meget ung ingeniør. Hjulpet af et kabel havde det en spændvidde på 150 m. Jeg undersøgte mulig resonans pga hvirvelafløsning og konkluderede fejlagtigt at det kunne ikke være noget problem da resonans ville forekomme ved an vindhastighed på 1 m/sek. Nu gik røret ikke i stykke, men det blev nødvendigt at sætte spoilere på efter røret blev taget i brug.
Jeg kender ikke til de tekniske detaljer. Jeg gætter på at tårnet er 2.4 m i diameter og at vægtykkelsen er 30 mm. Jeg gætter ydermere på at generatoren med vinger vejer 300 tons.
Forudsæt at Strouhal tallet er 0.2 og at vi regner tårnet for vægtløs så får jeg at en vindhastighed på 1.5 m/sek giver resonans.
Jeg fortsætter med at gætte at natten før var uden skyer og at luften nær jorden blev afkølet så den var yderst stabil. Muligvis var terrænet hældende så den tunge luft kunne løbe nedad med en fart på 1.5 m/sek. Jeg går ud fra at vingerne stod stille og at ingen af vingerne var parallelle med tårnet. I så fald kunne tårnet gå i voldsomme svingninger. Hvis der så ydermere var en dårlig samling så har vi ulykken.
En plade uden på tårnet i form af en skruelinie vil hvis jeg har ret forhindre gentagelse.
Svingninger forårsaget af Hvirvelafløsning var ikke problemet.
Vestas udtaler: "Vi har aldrig oplevet noget lignende”.
Så årsagen var specifik for det aktuelle vindmølletårn.
Et svigt af boltesamlingen i tårnet, pga. udmattelsesbrud er fortsat det mest realistiske bud.
Se tidligere indlæg om dette.
Jeg burde have kikket på et vejrkort før jeg lavede min kommentar. Min hypotese at hvirvelafløsning var årsagen til mølleforliset er åbenlyst forkert.
til. montører og mekanikere som blot tænker: "jeg er stærk; nu ska den fandme spændes godt så den står til evig tid" er standard, og skal foregribes
Ved du hvordan værktøjet til den størrelse bolte virke? Det har ikke noget med montørens fysiske styrke at gøre.
Nu ved vi jo ikke hvad der er årsagen til haveriet..
Det er absolut ikke mit indtryk at der er nogen laissez faire holdning til det at spænde tårnbolte.
Men derfor kan der jo godt være foregået fejl.
En vindmølle platform vil ofte have flere forskellige tårn designs, afhængig af tårnhøjde, IEC vindklasse, og muligvis også hvilken fabrik der fremstiller tårnene.
Jeg er absolut ikke ekspert på området, men man kunne godt forestille sig at de forskellige tårn designs har bolte der skal tilspændes forskelligt.
Det er ikke sikkert at de forskellige installations teams (kan være underleverandører) har samme fabrikat/model momentnøgle. Det kan betyde at de selv skal udregne/slå det tryk op som værktøjet skal indstilles på.
Det er også muligt at friktionen har været forkert, pga. forkerte skiver, eller smøring.
Boltene kan være forkerte, eller have brintskørhed, derfor er der krav til at have et kvalitets styrings system som kan spore hvilke batch af bolte er gået i hvilke møller.
Jeg er også sikker på at de pågældende montører skal kvittere for dette i forbindelse med installation.
Jeg har også set tårne hvor der f.eks. er skrevet: RSL8 xxxbar <Initialer> <Dato>
Her er noget info om spændeværktøj:
http://www.hydratight.com/sites/default/fi...
Vestas har haft boltproblemer med 600KW møller før. Er det kun et Vestas problem?
@Niels Danielsen
Selvom din omregningsfejlsteori umiddelbart lyder vanvittig, så kan jeg bekræfte at den slags fejl sker. Jeg var engang ansvarlig for en bar, hvor vi fik leveret en container med øl (Roskilde Festival), hvor temperaturen var stillet efter Fahrenheit istedet for Celsius med det resultat at der var sprængte ølflasker og øl-is over det hele.
Jeg har prøvet at tælle efter. Kan det passe med 120, 3 grader imellem? Hvad er det for dimensioner på boltene? Er det rigtige maskinbolte med møtrik eller er der gevindskårne boltehul i den ene flange?
John Larsson