谭彦显, 黄 珂, 罗书径

(湖南省产商品质量监督检验研究院, 长沙 410000)

近年来，随着我国国民经济持续稳定的发展，螺栓、螺柱、螺母等标准件在车辆、船舶、桥梁、风力发电机等大型钢结构中被广泛应用。然而，起紧固连接作用的螺栓，尤其是高强度螺栓的受力比较复杂，在其服役过程中频频发生断裂事故，使各种设备存在重大的安全隐患，造成人力、物力的巨大损失[1-6]。某风力发电场25台XE112-2000型风力发电机组(以下简称风机)于2016年8月全部吊装完成并发电，2017年3月出现第一台风机叶片连接用高强度螺栓断裂事故，随后其他风机叶片连接用高强度螺栓也较频繁地出现了断裂现象，至今累计发现6台风机共16根叶片连接用高强度螺栓断裂。高强度螺栓的正常使用寿命应与产品的结构年限一致，一般为20 a(年)，其中一个断裂螺栓仅使用1.5 a就发生了断裂，属于早期断裂，该断裂螺栓为10.9级φ36 mm×599 mm螺栓，材料为42CrMo钢，在海拔约为800 m且雾气较重的环境下工作，工作温度为-10～50 ℃，其生产工艺为：下料→平头倒角→打钢印→调质处理→车加工→探伤→滚丝→表面处理。

为找到该风力发电机叶片连接用高强度螺栓的断裂原因，笔者进行了一系列检验与分析，以期减少该类事故的频繁发生。

1 理化检验

1.1 宏观观察

对断裂螺栓进行观察，其宏观形貌如图1所示。可见断裂位于限位开关及叶片零刻度附近，如图1a)所示。对断口进行超声波清洗，然后进行观察，可见断口有大面积较明显的海滩状花纹，根据弯曲弧线的逆向，可找到裂纹源区，位于螺纹顶部；……