6月30日，由中国船舶自主研发的18兆瓦中速全集成海上风电机组在辽宁营口完成吊装，此次吊装的风电机组主机超过400吨，叶片长度126米，安装叶片犹如高空“穿针引线”，需要在近150米的高空，将170多颗螺栓精准插入轮毂对应的孔内。这台海上风电机组的吊装完成，使国内该类型海上风电机组容量从13兆瓦跃升至18兆瓦。
风电用紧固件是一个巨大的市场和挑战
随着我国风电行业尤其是大容量的兆瓦级别大型风力发电机组得到快速发展，风电设备用的高强度紧固件由于长期野外服役，环境恶劣，维修条件差，所以，要求风机可靠性、稳定性强，正常连续工作情况下，风电机组紧固件要求必须保证20a以上的使用寿命。
对于紧固件行业来说，风电用紧固件无疑仍将是一个巨大的市场和挑战。
近年来，我国在风电机组技术研制开发方面取得较大的成就，但与国外先进水平相比还存在一定的差距，尤其是缺乏有效的实践经验。
据统计，在机械装备运行故障中有80%左右是因为高强度紧固件问题引起的。
高强度紧固件不仅要求具有很高的抗疲劳强度和屈服比，而且还要具有很高的低温冲击韧性。
材料与热处理，这一环节也是提高风电机组的研发能力的关键点，是产品及可靠性的前提保证。
风电紧固件在技术上的特点
风电紧固件在技术上有一系列特点：高强度、高精度等级；
服役条件严酷，它将随主机一起常年经受酷暑严寒和极端温差的影响，承受高温、低温的侵蚀；功率高，最高达到15兆瓦级；
速差大、震动、腐蚀、重载等；除受到轴向预紧拉伸载荷的作用外，还会在工作中受到附加的拉伸交变载荷、横向剪切交变载荷或由此复合而成的弯曲载荷的作用，有时还受到冲击载荷；
附加的横向交变载荷会引起螺栓的松动，轴向交变载荷会引起螺栓的疲劳断裂。而在环境介质的作用下，轴向拉伸载荷会引起螺栓的延迟断裂，以及高温条件下引起螺栓的蠕变等。
通过对风电机组各关键部件高强度螺栓的受力分析，可以发现：
1)塔筒地脚螺栓主要承受由风荷载变化带来的交变拉应力；
2)塔筒法兰螺栓的受力情况和地脚螺栓相似，主要承受交变拉应力；
3)偏航系统用螺栓主要承受由扭转动作带来的切应力；
4)主轴螺栓主要承受风轮转动所带来的扭矩，表现为剪切应力，由于风力变化会导致叶轮转速提高或降低，因此，剪切应力也会随着风荷载的变化而变化；
5)叶片螺栓，主要承受风力引起的交变拉应力与切应力。
风电紧固件的失效形式
近10年来，随着风电机组安装数量增多，也时常发生多起倒塔事故，对事故原因进行分析总结后发现，多数倒塔事故是由风电机组高强度螺栓断裂所导致的。
据统计各类风电机组高强度螺栓断裂事故和受力分析情况，风电机组高强度螺栓的主要失效形式可归纳为疲劳断裂、脆性断裂、变形脱扣等类型。
1、疲劳断裂
高强度螺栓在承受弯曲拉应力多次循环作用后，首先会产生微观尺度上的裂纹，随后裂纹扩至临界尺寸后，高强度螺栓发生断裂。
高强度螺栓发生断裂的本质是其结构的有效承载面积及有效抗弯刚度逐步缺失。
疲劳破坏起源于高应力的局部区域，对于螺杆而言，其危险区域位于自身的外表面。
高强度螺栓产生疲劳断裂的因素包括：
1)应力集中。风电机组位于风力较大的区域，为了防止高强度螺栓松动，安装时会加载一定量的预紧力，会在螺栓杆部与端面根部出现应力集中的现象。
2)交变应力。风电机组所在区域的风力变化幅度较大，会出现风速为20～30m/s的交变，且风电机组需要常年在这种交变应力下工作。
3)由于安装与维护时高强度螺栓预紧力不足，导致风电机组运行过程中的振动加剧。
4)若高强度螺栓存在缺陷，①螺栓材质不良，钢材内非金属夹杂物严重，成为疲劳裂纹源；②螺栓制造工艺欠合理，造成螺栓力学性能不符合标准要求或螺栓制品具有原始裂纹，使用时扩展断裂；③设计选择的螺栓满足标准要求，但疲劳强度难以满足实际工况需求，无法达到紧固扭矩。当螺栓出现微裂纹时会造成裂纹处应力急剧集中，加快裂纹扩展速率，最终导致高强度螺栓失效断裂。
2、脆性断裂
高强度螺栓的脆性断裂产生机理主要是与腐蚀环境和高强度螺栓内应力有关。
而对于常年工作在具有腐蚀性介质的环境内的风电机组而言，在腐蚀介质和应力作用下，高强度螺栓的热处理综合力学性能不佳，会发生应力腐蚀，最终导致螺栓脆性断裂。
高强度螺栓产生应力腐蚀的影响因素包括：
1)残余应力。高强度螺栓机械加工或热处理时产生的残余应力，一般指拉应力，组织缺乏均匀性。
2)腐蚀介质。若高强度螺栓长期接触的环境存在其敏感的腐蚀介质，如大气环境中Cl含量较高时，易造成腐蚀。
3)高强度螺栓表面改性的防腐措施不足。
此类脆性断裂而引起的失效事故不多，但由于海上风电机组运行环境的腐蚀情况难以改变，因此对于预防高强度螺栓脆性断裂的方法只有加强高强度螺栓表面改性处理的防腐措施。
3、变形脱扣
高强度螺栓的失效形式还包括变形脱扣，其主要表现形式为螺栓整体被拉长或螺母脱扣，失去紧固效果。
变形脱扣的原因包括：
1)材料本身疲劳强度低或热处理时脱碳，螺纹机械加工存在缺陷，造成螺纹受力后脱落；
2)安装与维护时高强度螺栓的预紧力不均匀，造成个别螺栓预紧力远大于其他螺栓，易于产生塑性。
全球主要风电紧固件生产商大盘点
Cooper&Turner
DokkaFasteners
DokkaFasteners总部位于美国密歇根州奥本山，是风力涡轮机、起重机和重型工程设备用高强度螺柱、大直径螺栓、紧固件和螺杆的领先供应商。他们是少数能够满足最关键规格要求并能锻造直径达4英寸的螺栓的制造商之一。根据Owler的数据，公司拥有173名员工，预计年收入在3660万美元左右。
ITHBoltingTechnology
作为全球领先的螺栓连接技术整体系统供应商，ITH的紧固件供应范围包括不同设计和配置的螺栓、螺母和垫圈。通过统筹全局和丰富的专业知识，ITH设计了高效的螺栓连接，为客户创造最佳的技术和成本效益解决方案，其产品广泛应用于风电领域。
PeikkoGroup
Peikko集团是全球领先的小型地板结构、风能应用以及预制和现浇建筑连接技术的供应商。Peikko的创新解决方案提供了一种更快、更安全、更可持续的设计和建造方式。公司在亚太、欧洲、非洲、中东和北美的30多个国家设有销售办事处，在12个国家设有制造业务。Peikko在2022年的营业额为3.14亿欧元。
飞沃科技
湖南飞沃新能源科技股份有限公司成立于2012年，是一家专注于高强度紧固件研发与制造，并提供紧固系统解决方案的国家高新技术企业。公司主要产品包括叶片预埋螺套、双头螺杆、主机机舱螺栓、地锚螺栓及锚板法兰组件等，主要应用于风电领域。
飞沃科技是全球风电紧固件主要生产厂商之一。数据显示，2022年公司营收达到13.4亿元。据估算，飞沃科技已经占据全球风电紧固件市场份额的15%左右。2023年6月15日，飞沃科技正式在深交所创业板上市，成为常德市科技企业上市第一股。
大通风能
杭州大通风能动力有限公司创建于1974年，前身为杭州高压紧固件厂，是一家专业研发与制造高强度、特殊要求的紧固件的企业，产品涉及风能、汽轮机、核电、石化、高速列车、航空、工程机械等领域。
公司拥有先进的制造高强度紧固件所需要的专用设备和检测设备，注重引进先进工艺技术，拥有一支稳固的经验丰富、技术精湛的紧固件研发与制造专业团队，成就了公司在紧固件行业的专业市场地位。
舟山正源
舟山市正源标准件有限公司地处浙江省舟山市，成立于1996年，专业生产高强度螺母及螺栓标准件。舟山正源从事标准件制造多年，参与起草与制定多项国家紧固件标准。产品主要用于风力发电、石油、化工、船舶、桥梁、航空、核电、兵工等。
公司主要生产叶片螺栓、T型螺母、塔筒螺栓以及配套整机高强度紧固件。产品出口远销北美、欧洲、韩国、日本、东南亚各国及台湾地区，覆盖全国各省市、自治区。
（舟山正源已报名参加华网组团2023年10月美国拉斯维加斯展，如需要美国展位报名请咨询：18616837551）
江苏中成
江苏中成紧固技术发展股份有限公司成立于2011年4月21日，是一家致力于高强度紧固件产品的研发、生产和销售的新三板企业、国家高新技术企业。2022年公司营收为2.34亿元。
公司通过十几年的研发和生产经验积累，已具备强大的生产制造能力，产品系列覆盖了风电领域，目前产品主要包括风电基础锚栓、机舱螺栓、塔筒连接螺栓、叶片连接螺栓、叶片预埋螺套、螺母等紧固件产品。产品直径从M30到M72，最大长度可达12米，同时也可为客户定制非标产品的生产和制造。
上海申光
上海申光高强度螺栓有限公司是生产成套风力发电机组用高强度螺栓、核电装备用紧固件、钢结构用高强度螺栓连接副、电弧螺柱焊用圆柱头焊钉、高强度环槽铆钉及非标准专用高强度紧固件产品的专业公司。
公司拥有一整套国内先进的风力发电紧固件产品专用的生产和检测设备，已成为我国风力发电行业主要供应商，产品广泛应用于1.5~8兆瓦的主机、塔架、叶片和基础部件，在国内高强度紧固件行业享有盛誉，公司综合实力和产销规模名列行业前茅。