風電高強螺栓在風電機組正常運行中發(fā)揮著不可替代的作用，葉片、塔筒、輪轂、機艙等關(guān)鍵部件的連接與鎖緊均采用風電高強螺栓，一旦高強螺栓出現(xiàn)問題，將直接影響發(fā)電機組的正常運行。
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由于螺栓在整體結(jié)構(gòu)中的位置與作用，加上風電機組所處的惡劣工作環(huán)境，以及交變載荷的影響，使得螺栓受力較為復(fù)雜，在軸向應(yīng)力、彎曲應(yīng)力、剪切應(yīng)力等作用下，容易在螺紋上產(chǎn)生較高的局部應(yīng)變和應(yīng)力，使螺栓處于疲勞應(yīng)力狀態(tài)。隨著時間的推移，螺栓性能逐漸下降，或受到哪怕非常細微的缺陷，都可能會導(dǎo)致高強螺栓斷裂的發(fā)生，這也并非單一原因引起，多種因素都可能會引起高強螺栓發(fā)生斷裂。
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在導(dǎo)致高強螺栓斷裂的諸多影響因素當中，機械加工過程中存在的質(zhì)量缺陷是較為基礎(chǔ)和常見的一種。一方面是生產(chǎn)加工過程中材料自身形成的缺陷，如含有氣孔、夾雜物、夾渣等，破壞了金屬基體的均勻性和連續(xù)性，會影響高強螺栓的力學(xué)性能，導(dǎo)致其在使用過程中出現(xiàn)斷裂；另一方面是螺栓成品本身存在的質(zhì)量缺陷，如受加工設(shè)備精度的影響，螺栓牙底處形成加工刀痕，導(dǎo)致在實際應(yīng)用中產(chǎn)生應(yīng)力集中，在應(yīng)力集中處萌生微裂紋，最終發(fā)生斷裂。
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風電螺栓使用環(huán)境也會對其性能造成不同程度的影響，導(dǎo)致或促進螺栓斷裂情況的發(fā)生。當風電螺栓長期處于惡劣的環(huán)境中，如海洋氣候、高溫高濕等，會發(fā)生腐蝕，質(zhì)量逐漸降低，容易出現(xiàn)裂紋，從而導(dǎo)致風電高強螺栓的疲勞削弱和斷裂。而在低溫環(huán)境下，螺栓材料的塑性和韌性會減弱，易導(dǎo)致螺栓在荷載作用下發(fā)生斷裂。
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另一方面，風電螺栓應(yīng)用過程中表面脫碳層的形成，加上其他因素的影響，也會降低其表面材料性能，脫碳層組織與基體組織之間膨脹系數(shù)的不同會在螺栓局部引起較大的應(yīng)力集中，從而使螺栓脫碳層上形成微裂紋，最終導(dǎo)致螺栓斷裂的發(fā)生。
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例如，在對某風電機組進行定期檢修過程中，發(fā)現(xiàn)其塔筒基礎(chǔ)環(huán)外側(cè)所用高強螺栓發(fā)生斷裂，而此螺栓所用材料為35CrMo鋼。根據(jù)《風電機組塔架用高強度螺栓連接副》（NB/T 31082-2016）規(guī)定，螺栓所用材料應(yīng)符合GB/T 3077中的相關(guān)要求，但通過對其進行化學(xué)成分分析，發(fā)現(xiàn)其表面碳含量遠低于GB/T 3077—2015 《合金結(jié)構(gòu)鋼》的要求。按照相關(guān)標準規(guī)范中金相法對螺栓螺紋脫碳層進行觀察分析，發(fā)現(xiàn)螺紋表面存在明顯的脫碳現(xiàn)象，且平均脫碳層深度遠高于標準規(guī)范要求值。
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即使螺栓本身質(zhì)量沒有問題，在安裝和使用過程中不當操作也可能導(dǎo)致其斷裂。預(yù)緊力過大易造成螺栓損傷，運行過程中又會使損傷進一步擴大，但預(yù)緊力太低，連接處的部件之間容易產(chǎn)生相對滑動，同樣會對螺栓產(chǎn)生負面影響。
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總之，影響風電螺栓斷裂的原因有多種，由于載荷太高產(chǎn)生過載問題、酸洗工藝控制不當導(dǎo)致氫脆斷裂、結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理等等，也可能是多重因素共同作用的結(jié)果。
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針對以上引起風電高強螺栓斷裂的原因，應(yīng)采取積極有效的應(yīng)對措施，同時還應(yīng)加強其質(zhì)量檢測，防患于未然。在對風電螺栓進行斷裂原因分析及質(zhì)量檢測時，力學(xué)性能檢測、化學(xué)成分分析、金相檢驗、掃描電鏡分析、硬度檢測等都是常用的手段與方法，多種方法相互結(jié)合，能夠更好地從科學(xué)角度把控螺栓質(zhì)量，保障風電機組的運行安全。
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