风电塔筒制造技术及质量控制探讨

风电塔筒制造技术及质量控制探讨 贠康靖 包头天顺风电设备有限公司， 内蒙古 包头 014010

摘要：传统的化石燃料资源会对环境造成一定程度的污染。随着石油、天然气、煤炭等能源资源的不断消耗，全球变暖不断加剧，能源供应也不断出现危机。风力发电是一种新的替代能源，全世界可以利用风能1300亿千瓦，开发利用风能可以有效减少二氧化碳的排放。风力发电塔筒对发电机组有支持和吸收冲击的作用,塔筒为锥形,圆柱形,数量设置为3 ~ 4段,风力发电塔筒主要采用热轧低合金钢,确保塔筒椭圆度、直线度是关键,以确保生产的质量,需要根据不同的生产工艺进行精度控制。

关键词：风电塔筒；制造技术；质量控制

1塔筒制造流程

为了更好的保证风电塔筒生产的质量，设计部门有必要对加工图纸进行再次确认，并明确所采用的技术规范。做好塔筒加工生产的技术交底工作，与客户技术人员和用户进行沟通和联系，对设计图纸进行交流并指出设计中需要改进的地方，以便更好的结合客户的使用要求。技术部门需要组织设计人员对图纸进行细化设计，绘制出具有生产指导作用的工程图，制定出焊接工艺规程和制作工艺，在正式的制作以前还需要组织生产人员进行技术交底，让工作人员充分领会设计意图，避免在加工过程中产生偏差。还要做好材料的采购工作，法兰、钢材、附件等需要外购，应该严格筛选供应商，从技术经济性方面选择生产材料，对入场的材料进行检验，不合格产品应该退货处理。生产部门组织人员进行风电塔节制作，严格控制加工制作流程，加强质量检验工作。塔节制作好进行组对，对组对质量进行检验，组对完成进行焊接，然后，进行黑塔终检，后续进行塔筒内部元件的装配工作，再对塔筒成品进行验收，验收合格后，可以运输给客户。

图1 制造工艺总流程

2风电塔筒制造具体方案

2.1材料与检验

钢材、法兰是外购材料，进厂后，需要对外观尺寸和厚度进行检验。钢板材料外观质量达到要求后，需要按照进厂数量总数的10%进行抽检，采用超声探伤对钢材进行质量检验，需要抽验合格率达到100%。法兰外形检验合格后，也按照进货总数的10%进行抽验，有用磁粉探伤和超声探伤，检测结合要达到国家相关要求。

2.2钢板下料

采用数控切割机进行钢板的下料，根据设计图纸和生产工艺先进行数控编程，保证设计的程序准确无误后再进行正式的下料。塔体板制作时，在切割后要保证每90°割一条基准线。下料后，需要对钢板瓦片进行编号，标记好对应的方向和方位线，标记好瓦片钢板出炉批号与钢板号，采用钢印方式标记于钢板上。风电塔筒体钢板切割尺寸偏差长度方向应该将误差控制在±2mm，板宽误差不可以超过2mm，测量位置不可以少于5个，对角线偏差应该控制在3mm以内。根据制定的零件工艺卡要求，需要保证切割好每个瓦片环缝、纵缝的坡口，坡口角度值达到以加工工艺需要，在进行组对前将坡口周围30mm范围进行打磨，保证达到足够的光滑度。

2.3卷板及调圆

在对风电塔筒进行卷板时，可以制作成弦长为1.2m样板进行长度控制，保证筒体与样板相互间的缝隙不超过2mm。卷圆加工时，需要对纵缝进行定位焊接，做好错边量的控制，在筒体坡口外侧，采用气体保护焊进行点焊固定，正式进行焊接时，还需要加装好焊接试板、引弧板及熄弧板。纵缝组对时，需要将筒体对接间隙限定在0～2mm，错边量控制在3mm内。调圆处理后，将风电筒节任何横截面圆度公差达到0.5D%的要求。

2.4纵缝焊接

先进行筒节内缝的焊接，完成内缝焊接以后，对背缝进行清根处理，将焊缝坡口完全暴露出来，再对背缝进行焊接。焊接作业过程中，当纵缝对接部位间隙值大于1mm，可以针对该部位应用气体保护焊进行打底处理，焊丝规格为φ1.2mm，采用埋弧焊应该保证焊丝规格为φ4mm。焊接作业时，层温维持在100～250℃，线能量控制在39kJ/cm，可以更好地保证焊线可以承受-40°冲击功。焊接作业完成后，需要根据质量检测标准对纵缝采用超声波探伤，使纵缝合格级别达到Ⅰ级。还需要对焊缝外观质量进行检测，查看是否存在咬边等质量缺陷，不合格的需要进行返工。纵缝焊接质量达到合格标准以后，需要将熄弧板、引弧板完全切除掉，对坡口部位进行打磨处理。将熄弧板、引弧板进行切除，可以利用切割片或割枪进行处理，不可以采用大锤方法对熄弧板、引弧板进行敲击。

2.5拼装

风电塔筒法兰节需要在拼装平台上完成，拼装作业前，需要先对法兰节瓦片、法兰对接部位周长进行准确的测量，对错边量进行估算。实际的拼装过程中，可以把法兰坡口部位向上放置，也就是保证上法兰颈部向上。将象限线、梯子安装中心线、筒节纵缝位置等方位线在法兰上标记清楚。拼装作业需要保证法兰与简节间不可以存在间隙，保证塔筒壁外部对齐，使局部错边量不超过1.5mm。拼装质量达到合格要求后，需要将外壁焊缝进行封焊处理。在环缝组对机或滚轮架上进行单元节接装，进行环缝的定位焊接，可以对简体周长值进行测量，这样可以很好地进行错边量的控制，如果周长值相差比较大，不可以进行强行进行拼装。还需要保证每个管节相互间的纵缝错开180°，使管节相互间隙尽量达到0，外壁要保证对齐，局部错边不应该大于2mm。管节拼装达到合格要求后，对外缝进行封焊施工，保证封焊施工质量达到牢固要求。单元节拼装施工后，对法兰孔位置度、环缝对口错边量、筒体两端面平行度、环缝对口间隙等进行检测，环缝对口错边量应该小于0.1tmm，t是钢板公称厚度，两板厚度差不可计入错边量。

2.6环缝焊接

先进行内环缝焊接，再对外缝清根处理，然后，进行外环缝焊接，当焊缝坡口金属完全裸露出来后进行正式焊接，严格按照焊接工艺要求组织焊接作业。层间温度需要控制在100～250℃。不可将筒体非焊接部位进行接地，接地线应该应用专用工装，焊材使用前进行烘干。进行多层焊接，需要将前层焊道进行清理，相同部位不可以进行两次以上的返修，T字头部位300mm不可认存在焊缝接头。法兰节焊接时，需要控制好内倾度，可以采用铝型材贴紧法兰面，结合实际的变形情况对焊接顺序进行合理调整。

2.7附件拼装及焊接

需要严格按照制定的工艺进行风电塔筒附件的安装，可以采用气体保护焊或手工焊。

结束语：

为避免塔截面在运输过程中变形，可采用米式支撑对法兰进行加固，并用螺栓拧紧。塔段应绑扎牢固，不能对腐蚀涂层造成损害。在塔段和支撑墩之间安装缓冲器。塔筒交接时，客户单位和监理单位应在清单上签字确认。

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