风电塔筒制作过程中质量控制关键点及要求

时间：2024-05-18

王嵛民

摘要：风力发电的塔杆就是指风电塔筒，其发挥的作用主要为支撑风力发电机组，且对机组振动起着吸收作用。风电塔筒的制作质量关系机组运行安全，因此，控制风电塔筒的质量具有重要意义。文章基于风电塔筒制作情况及工序步骤，提出具体的风电塔筒制作方案，然后对其焊接检测、塔筒包装及运输进行分析，就风电塔筒制作过程中的质量控制关键点及要求进行探究，以此为保证风电塔筒制作质量提供一些参考。

关键词：风电塔筒质量控制法兰

中图分类号：TM614 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）09（c）-0035-02

从实际情况来看，当前大型风力发电机组塔架形式较多，其中圆锥、钢制圆柱、圆锥与圆柱相结合的筒形塔架是较为常见的，塔架的段数一般为3～4段。风电塔筒制作质量与塔筒生产效率有着密切联系，因此，为了保证风电塔筒制作质量，文章主要对风电塔筒制作过程中的质量控制及要求展开深入探究。

1 风电塔筒制作情况及工序步骤

大唐广元何家山风电场位于四川省广元市利州区境内，毗邻望江坪风电场，距离广元市区直线距离约15km，场址中心地理坐标约为东经106°00′08.00″、北纬32°29′32.07″。整个风电场场址内由数条近西南-东北走向的主山脊及支脉山脊组成，海拔高度介于1350～1670m，场址总面积约28.9km2。本合同含2.0MW（风机塔筒，含基础环）×51（套）。

风电塔筒制作的第一步为钢板下料，之后进行卷板校圆；纵缝焊接结束之后需拼装及焊接法兰，然后再进行环缝焊接、附件的拼装及焊接；完成塔筒防腐工序后需安装内饰件，最后再进行包装与装车运输[1]。

质量控制关键点涉及到风电塔筒制作过程中所有焊接环节，因此，需对所有焊缝进行探伤检测，以此为确保风电塔筒制作质量奠定基础。

2 风电塔筒制作方案

2.1 材料准备及检验

风电塔筒制作的材料主要包括法兰、钢板，材料质量直接关系到塔筒的制作质量，因此，材料进厂后需要对其进行验收，需注意对其外观、尺寸及厚度等方面进行严格核查。环缎法兰外形尺寸验收合格之后，应当按照总数量的10%进行100%UT和MT抽查，使其达到质量标准要求；钢板外形尺寸验收合格之后，也需要对总数量的10%进行100%UT复验，使其质量满足实际需求。

2.2 钢板下料

钢板下料主要采用数控切割机，操作之前应保证校核检验无误之后才可进行钢板下料，完成下料后应做好标识工作，主要对钢板瓦片的编号、方向、方位等进行标识。筒体板材切割尺寸偏差长度、板宽之差、对角线之差应控制在一定范围内。对于各瓦片的环缝及纵缝的坡口的切割，应当按照零件工艺卡的要求进行操作，坡口角度及坡口周围的平整度、光滑度应达到标准要求。

2.3 卷板及校圆

在卷板的控制中可采用弦长度1.2m的样板，需注意控制样板与筒体的间隙，一般情况下<2mm。卷板合格之后，采用气保焊对筒体坡口外部进行电焊加固，纵缝组对控制筒体的对接间隙应保持在一定范围内，即0～2mm，错边量应<3mm；Dmax-Dmin≤0.5D%为调圆后筒节任意横截面圆度公差值。

2.4 纵缝焊接

首先进行内缝的焊接，之后进行焊接背缝，需注意将焊接坡口金属露出进行操作。在焊接过程中应注意对接处的间隙，如果>1mm，那么需要用气保焊打底焊牢该部位，ER50-6Ф1.2mm为气保焊丝的指标，H10Mn2Ф4mm为埋弧焊丝的指标，SJ101为焊剂的指标。需要确保焊接温度控制在合理范围内，一般为100℃～250℃，另外，接线能量需≤39kJ/cm，其目的是为了使焊接质量得到保障[2]。完成焊接作业后，应当对纵缝进行检验，主要进行100%的超声波探伤检验，使其达到《承压设备无损检测第3部分：超声检测》（NB/T 47013.3-2015）的要求。另外，还需要检测焊缝的外观，如果存在不合格现象，应采用有效措施进行处理，直到纵缝焊接满足实际需求。采用切割片切除引弧板和熄弧度板，并将坡口打磨干净，注意在引熄弧板的切除过程中不得采用大锤敲打的方法。

2.5 拼装

法兰节的拼装：需要在法兰拼装平台上进行操作，首先应当对法兰脖颈和法兰对接处的管口周长进行测量，并对错边量进行估算；之后再进行法兰节的拼装作业，在这个过程中应注意管口的方向，将法兰有坡口的管口朝上。在法兰上放出梯子安装中心线、进人门中心线、导电轨中心线、筒节纵缝位置，做0°、90°、180°、270°象限线等方位线的标记。法兰与筒节的拼装时无需留间隙，需对齐管道外边，局部错边量应在1.5mm以下。拼装达到标准要求之后再进行封焊处理，位置处于外壁焊缝处。环缝组对对机上进行单元节拼装，在此之前，需要对管口周长值进行检测，其目的是为了进行错边量的估算。如果存在周产值相差较大的情况，则不能进行拼装操作。在拼装过程中，需要注意各管节之间无間隙，且对齐管节外壁。完成管节操作之后进行外缝缝焊，需确保质量的牢固性。结束单元节的拼装之后，需检查环缝对口错边量、环缝对口间隙、环缝棱角度等是否符合标准要求。

附件拼装及焊接需按照工艺技术进行操作，主要采用气保焊（E501T-1LФ1.2mm焊丝）或手工焊进行焊接（J507RH焊条），需要按照相关规定进行操作。

3 焊接检测

通常来说，主要采用100%超声波检验塔筒法兰、筒体纵缝、筒体连续组合缝等，使其达到实际标准要求。如果焊接接头存在缺陷，应当对其进行后续的补焊，并重新检查该部位是否合格[3]。

在进行焊缝外观的检查之前，应将其表面的毛刺、熔渣等进行清除，检查指标应达到外观尺寸的标准要求，且焊缝表面应平整与光滑，不得出现裂纹、气孔、烧穿等现象。

4 塔筒包装及运输

塔筒验收合格后，应进行标识的涂刷，之后再对其进行包装，主要采用专业红塔筒包装布进行包装，最后将其放置于工装上进行内附件的安装，并采用螺栓固定法兰，防止运输时出现松开的问题。

塔筒发运时应保证牢固捆绑塔筒，但需注意塔筒油漆涂层不能受损。为了防止运输时碰伤防腐层，应将缓冲物垫于塔筒与支墩之间。在塔筒交接工作中，应由相关单位进行签字验收，其中包括接收单位、业主单位或现场监理，以此使塔筒的运输效率得到保障。

5 结语

综上所述，当前风电塔筒制造技术正在逐渐发展，因此关于其质量控制方面是非常重要的。文章从塔筒的实际制造流程出发，分析其制造方案，并且探究如何有效控制其生产质量，继而保证了风力发电组的效益，促进了风力发电的发展，减少了火力发电，有效保护了环境，其意义是十分深远的。

参考文献

[1] 杨峰.自密实混凝土风电塔筒试验模型的制作及材料力学性能试验[D].大连：大连理工大学，2016.

[2] 康学军，朱锴年.埋弧自动焊在风电塔筒生产中的应用[J].机电产品开发与创新，2017（1）：23-25.