探讨风电塔筒制造技术及质量控制要求

探讨风电塔筒制造技术及质量控制要求

李春娜

十一冶建设集团有限责任公司 广西柳州市 545007

摘 要：在风力发电机组运行过程中，风电塔筒就是风力发电的塔杆，主要功能就是支撑风力发电机组，吸收风电机组的振动。在风电机组运行中，塔筒的制作质量关系着生产安全，笔者结合多年工作经验，阐述风电塔筒制造技术，并深入分析质量控制要求，以期为相关人员提供借鉴与参考。

关键词：风电塔筒；制造技术；质量控制

1 塔筒制造流程

一般而言，风电塔筒的制作流程主要有钢板下料、卷板校圆、纵缝焊接、法兰拼装及焊接、环缝焊接、大节拼装及焊接、附件拼装及焊接、塔筒防腐、内饰件安装、包装以及装车运输等。在制作流程中，必须对焊接操作进行质量控制，针对焊接处的焊缝进行探伤检测。

2 塔筒制造方案

2.1 材料准备及检验

对于钢板、法兰等原材料，在入库前要对其尺寸、厚度、外形等进行检验，检验其是否达标。在初次检验合格后，还要抽取10%的钢板对其外形、尺寸进行超声波复检，质量达到所要求的标准方可入库。而环锻法兰在初次检验合格后也要抽取10%进行超声波以及磁粉检测，确保两种检测方法下均符合要求，便可入库。

2.2 钢板下料

一般情况下，钢板的下料过程要采用数控切割机进行操作。操作前，要严格按照工艺的具体难度进行数控编程，并调试无误后才可进行下料工作。在完成下料操作后，还要对钢板瓦片的方向、顺序等进行标记，同时还要对钢板号、瓦片编号等进行标记。对于钢板的切割尺寸，其长度偏差要求在上下2mm以内，钢板宽度的误差要不超过2mm，对角线的误差不超过3mm。对零件的环缝、纵缝的坡口等进行处理时，务必要严格按照工艺要求，且要将坡口及以其为中心的30mm范围打磨光滑。

2.3 卷板及校园

在进行卷板操作时，要用长度为 1.2m的样板进行辅助控制，将样板与同体间的缝隙严格控制在2mm以内。在完成卷板后，还要用气保焊对卷板与筒体坡口进行进一步的加固。纵缝要求筒体间对接的间隙范围不超过2mm，错边量不超过3mm。

2.4 纵缝焊接

在进行焊接时，要先焊接内缝，完成后再将背缝及其周围做彻底的清理，使其露出焊缝坡口的金属，然后再将其焊接起来。在焊接过程中，需要注意的是：焊接前，首先要检测纵缝对接处间隙的距离，若间隙大小超过1mm，则应先使用对应规格的气保焊对其进行打底，且焊接的温度要控制在100-250℃之间，焊接线的能量要低于39千焦每厘米，以达到焊缝冲击功的标准。焊接完成后，按照《承压设备无损检测》中的要求对所焊接的纵缝进行超声波探伤检验，检测结果达到一级，即为合格。与此同时，焊接部位的外观也要进行一定的检测，若未达到标准，则重新进行处理。此外，检验合格后，按要求使用切割片或是火焰割枪将引熄弧板切除，并将其遗留的坡口打磨光滑。

2.5 拼装（法兰拼装、大节拼装）

对于法兰节的拼装工作，务必在特定的拼装地点进行拼装。在进行拼装前，首先要对瓦片与法兰接口处的管口的周长进行测量，并对错边量的大小进行估计。拼装时演讲法兰有坡口的一端放置朝上，并将各部位安装所需的中心线位置以及方位线等在法兰上做出标记。在进行拼接时要严格确保法兰与筒节无缝对接，且筒管外壁与法兰相对齐，误差范围在1.5mm以内。拼装完成后对其进行检验，结果合格后再将缝口处进行封焊。在对每一节管节进行拼装之前，要详细测量每一管节管口的周长进行测量，并预估错边量。若周长未达到标准要求，则不能强行进行拼装。拼装时，各管节间的纵缝不能处于同一平面上，必须错开180°，以确保管节间不存在间隙且完璧完全对齐，局部误差低于2mm。封焊也是管节拼装中极为重要的一环，务必确保封焊稳固。单元节拼装完成之后，要依次对环缝对口的错边量、间隙、棱角以及表面的平整度、塔筒的高度、安装的平行度等进行检查。确保每一项的测量结果都在误差允许的范围内，若未达到标准，则重新进行调整。

2.6 环缝焊接

焊接时，先焊接内环缝，然后对外环缝的根部进行清理，直到露出焊缝坡口金属本来的颜色后，才能焊接外环缝。据焊接工艺卡要求，焊接时要严格控制道间温度在100至250℃之间，且焊接线的能量要低于39千焦每厘米。在进行焊接时，严格禁止出现其余非焊接部位与地面接触或是焊接材料引燃电弧的情况的出现，也禁止在塔筒的其他部位焊接接地线等。此外，焊接所需的材料要在焊接前按要求进行烘干。当要进行多层焊接时，焊接下一层前要完全清除上一层所残留的熔渣。且同一位置的焊缝修理次数不能多于2次。焊缝两端30cm内不能出现焊缝接头。在焊接法兰时，要严格控制法兰向内倾斜的程度。且还要选取合适的铝型材辅助焊接，防止法兰变形。

2.7 附件拼装及焊接

附件安装工艺要求：附件的焊接只能采用手工焊和气保焊两种方式，两种方式所采用的焊接工具以及材料均不相同。手工焊的焊接材料要事先按一定的标准进行烘烤，故在实际操作时，操作人员必须配备保温筒。

3 焊缝检测及材料复验

3.1 焊缝探伤检测

各个部位的组合焊接标准都应当达到超声波检验NB/T47013-2015的Ⅰ级合格状态，且均为100%合格状态，例如塔筒与筒体之间的缝隙、各个筒体的环缝、筒体之间的纵缝以及门框和筒体之间的额焊接部位。基本焊接项目中的全部T型焊缝均能100%满足检验NB/T47013-2015的Ⅰ级合格标准；而各个附件的检验标准相对地没有那么严苛，仅仅需要满足10%磁粉检验NB/T47013-2015的Ⅰ级合格。已经被检验过的焊接部位，按照生产要求不能有任何缺陷。同时，应当在将缺陷完全清除的基础上再补焊，在补焊工作完成后依照原来的检测方法重新开展检测工作。假如在检测局部探伤的焊接部位时，探测到没有达到标准的缺陷，需要将探测部位向两端延伸进行再次检测，延伸长度应当为原长度的10%，同时≮250mm。加入依旧存在此类缺陷，就再度进行100%MT和100%UT检测，之后的验收标准也按照同样的标准进行。

3.2 焊缝外观检查

所有焊缝的外观、尺寸等均要严格依据图纸和相关工艺的要求进行设计，确保焊缝与材料间衔接完美，除此之外，焊接接头的焊缝高度应尽可能小，最好为零。焊接完成后，将焊缝及其周围的熔渣，毛刺等清除干净，再对焊缝的外观进行检测，避免出现气孔、裂纹、烧穿以及未熔合的弧坑等问题，咬边的深度要不超过0.5mm。若焊缝的外表尺寸与标准值不符，则应进行修磨或是局部补焊，确保二次修正后即合格。若对焊缝外观无明确要求，则按照《钢结构焊缝外形尺寸》中的标准进行执行。

3.3 材料复验

筒体钢板到货后，对其抽取10%进行超声波检测，但若是其中有一个样品不合格，就必须对所有的样板进行重新检验。对于钢板，则要对所有的钢板均要进行检验，按照炉号对其化学组成成分进行检验，根据批号对其力学性能进行检验。检验后将件号、质量等级、炉批号等信息在钢板上进行标记。

对于锻造法兰，要进行磁粉探伤检测，且检验结果要达到《承压设备无损检测》标准中规定的一级标准即为合格。对其进行超声波探伤检验时，也是抽取10%的样品进行检验，同样检验结果达到《承压设备无损检测》标准中规定的一级标准即为合格，才能投入使用。至于焊接材料焊条、焊剂等的质量，则按批次出示相关的力学性能报告、质量合格证等即可。

4 塔筒包装及运输

塔筒从防腐车间运输出来后，首先要对其进行检验，检验合格后进行标记，再用专门的包装布进行包装。包装完后，将防腐车调离并将其安放在工装上的安装附件上。为避免在运输过程中由于外力的挤压导致塔筒发生变形的情况的产生，必须使用米字撑对法兰进行支撑，并用螺旋栓进一步加固米字撑，防止其在运输过程中倒塌。

在发运塔筒前，要将其捆绑结实，在捆绑时勿损坏塔筒外部的油漆层。除此之外，在塔筒与支撑物之间，要放置充足的缓冲物，以避免运输过程中防腐层受到损坏。在运输塔筒时，务必要携带相关单据，且单据必须保持清晰完整，且包括塔筒内所有的附件信息。在到目的地进行交接时，必须要由接收单位的负责人员对塔筒进行验收并在发运单上签字确认。

结 语

综上所述，在风电塔筒制造过程中，要严格遵守相关的技术规程，制造出符合国家要求的风电塔筒，促进我国的风电事业的进步和发展，为人们的日常生活提供丰富的电力资源。

参考文献

[1]王嵛民.风电塔筒制作过程中质量控制关键点及要求[J].科技资讯,2018,16(27):35-36.