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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由于螺栓在整體結構中的位置與作用，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雜，在軸向應力、彎曲應力、剪切應力等作用下，容易在螺紋上產生較高的局部應變和應力，使螺栓處于疲勞應力狀態(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量缺陷是較為基礎和常見的一種。一方面是生產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性能，導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量缺陷，如受加工設備精度的影響，螺栓牙底處形成加工刀痕，導致在實際應用中產生應力集中，在應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，質量逐漸降低，容易出現(xiàn)裂紋，從而導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的不同會在螺栓局部引起較大的應力集中，從而使螺栓脫碳層上形成微裂紋，最終導致螺栓斷裂的發(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)其塔筒基礎環(huán)外側所用高強螺栓發(fā)生斷裂，而此螺栓所用材料為35CrMo鋼。根據《風電機組塔架用高強度螺栓連接副》（NB/T 31082-2016）規(guī)定，螺栓所用材料應符合GB/T 3077中的相關要求，但通過對其進行化學成分分析，發(fā)現(xiàn)其表面碳含量遠低于GB/T 3077—2015 《合金結構鋼》的要求。按照相關標準規(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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即使螺栓本身質量沒有問題，在安裝和使用過程中不當操作也可能導致其斷裂。預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，但預緊力太低，連接處的部件之間容易產生相對滑動，同樣會對螺栓產生負面影響。
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總之，影響風電螺栓斷裂的原因有多種，由于載荷太高產生過載問題、酸洗工藝控制不當導致氫脆斷裂、結構設計不合理等等，也可能是多重因素共同作用的結果。
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針對以上引起風電高強螺栓斷裂的原因，應采取積極有效的應對措施，同時還應加強其質量檢測，防患于未然。在對風電螺栓進行斷裂原因分析及質量檢測時，力學性能檢測、化學成分分析、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，多種方法相互結合，能夠更好地從科學角度把控螺栓質量，保障風電機組的運行安全。
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