随着风力发电机组投运时间的增长，机组故障问 题日益突出，特别是风机叶片螺栓断裂问题，直接影响 到风电机组的安全运行，严重时还会导致风机叶片掉 落和风塔倒塌事故的发生［1］。目前国内风电机组大 多存在叶片螺栓断裂问题，常规处理办法仅是更换新 的叶片螺栓，未进行断裂原因分析，断裂根本原因未查 清往往导致新更换螺栓在运行一段时间后再次发生断 裂，如此往复，极大影响机组安全稳定运行。本文将从 叶片螺栓设计、叶片螺栓质量、叶片螺栓安装等方面进 行问题排查，通过理论分析和试验研究［2］，深入探索 叶片螺栓断裂原因，给出相关处置建议，力求从根本上 解决螺栓断裂难题。 

1 叶片螺栓的设计与质量分析 

1．1 叶片螺栓 

    风电场叶片连接轮毂螺栓为 10．9 级高强双头螺 栓，规格为 M36×3×461 mm，螺杆直径是 Ф 26 mm 见 图 1，材料为 42CrMoA( 高级优质钢) ，最终热处理工艺 为调质处理，螺杆表面采用达克罗防腐处理。

1．2 宏观检查 

    螺栓断面基本与轴向垂直，大部分为黑色附着物 所覆盖，有少许锈红色，断面的圆周边缘和断面局部有 明显的摩擦痕迹并呈金属光泽，未见颈缩等显著塑性 变形现象，螺栓呈脆性断裂见图 2。螺栓断面形貌特 征类似低应力旋转疲劳断口，根据形貌特征将断面分 为四个区: 

1) 第一区。图 2 箭头所指处为裂纹源区，裂纹起 源于螺杆表面; 

2) 第二区。裂纹扩展前区，该区隐约可见疲劳弧 线，区内金属断面细腻、光滑，呈细瓷状; 

3) 第三区。裂纹扩展后区，面积约占整个断面的 70%，较第二区断面粗糙，该区后部有放射状纹路; 

4) 第四区。瞬时断裂区即最终断裂区，倾斜于螺 杆横截面( 斜断面) ，面积约占整个断面的 1 /5，瞬断区 面积占比较小说明螺栓在断裂时所受的应力不大。该 区颜色较深，为陈旧断口，显示该螺栓已经断裂失效一 段时间。

    螺杆表面在出厂时进行了达克罗涂覆处理，涂层 呈银灰色，螺杆表面的环形机加工刀痕较为明显，如图 3( b) ，紧接断面裂纹源的螺杆表面( 断口附近侧面) 色 泽光亮且平滑，有较强的反光性，已失去原先的银灰 色，有明显的碰磨痕迹如图 3( a) ，螺杆表面的达克罗 涂层和机加工刀痕已消失，在断裂螺栓的螺杆变径线 附近表面也发现了同样的碰磨痕迹见图 4 虚线框内。

2 光谱分析 

    采用 NITON XL3T 800 合金分析仪对断裂螺杆合 金成分进行光谱分析，结果见表 1。