风电塔架制造工艺总结.doc

风电塔架制造工艺探讨
王书海
广东水电二局股份有限公司广东增城511340

摘要：随着经济建设的迅猛发展及风场技术水平的日益提高，适用于多种风场条件等优点而被越来越多的采用。
关键词：塔架制造工艺技术难题措施
1、概述
海南某风电场一期（49.5MW）工程位于海南东方市感城镇至板桥镇一带，风电场场址沿海南西海岸，北起感恩河入海口，南至板桥镇利章港一带，近南北向长约10km、东西宽约1.0km，面积约10km2。本风电项目的装机规模为49.5MW，安装33台单机容量为1500KW的风电机组，共需33套塔架。
塔架制造工作内容包括：基础环、分节塔筒及其内部平台、楼梯、门框等的制造及防腐，塔架工厂制造及防腐好运到工地用高强螺栓法兰连接，分节间的法兰均采用外购专业厂生产的标准法兰，埋入地下的基础环底法兰自制。1.5MW风力发电机塔筒外形尺寸大(φ4200mm),单段长度较长(28000mm),焊接工作量大，制造精度要求高，工期紧。本文重点探讨如何控制塔架加工重点工序的制造精度，如何利用自动焊接解决焊接工作量大等难题。
2、解决技术难题方法
本项目主要采用做实验的方法进行研究，采取制定工艺小量试制及时总结改进小量生产再次改进批量生产。
2.1总体思路：
了解目前风电塔架制造的主要流程，使用设备测量手段。对塔架制造质量控制的如下几个关键点进行攻关：(1)塔筒卷制精度的控制；(2)内外环缝自动焊工艺；(3)塔筒组对机应用技术；(4)筒体与法兰组对整体外形尺寸控制；(5)塔筒及法兰焊接变形控制；(6)激光检测系统的应用。
2.2技术方案
首先根据我厂现有厂房情况布置2条风电塔架制造生产线。新购生产线设备有：3000*40全液压四混卷板机1台，10吨可调式焊接滚轮架1套，20吨可调倾斜焊接滚轮架1套，60吨可调式焊接滚轮架6套，30吨组对滚轮架2套，60吨可调式喷漆滚轮架2套；80吨可调式喷砂滚轮架1套；立柱式内环缝焊接操作机1台，立柱式外环缝焊接操作机1台，激光测平仪1套，从硬件上保证生产线的先进性。我们通过小量塔架试制（共5套），解决了如下几个关键点：
(1)塔筒卷制精度的控制：筒节钢板下料用数控切割机下料，保证了下料精度，使相邻管节周长差达到技术要求，按工艺图下料检查合格的板先用四混卷板机两端压头及滚圆，筒节的精度关键是两端部,只有端部两边各1米范围压头及滚圆合格才能后续滚整圆，管节两端做内弧样板检查合格，在四混卷板机组对纵缝后才能下架，管节纵缝焊接焊缝检查合格后回四混卷板机滚圆时，必需调平上下辊的平行度，严禁单边压力过大。局部压力过大会产生单侧板伸长，出现大头现象（本工程开始未注意到此点，共报废管节7节）。使回圆管节达到圆度技术规范要求。
(2)内外环缝自动焊工艺：内外环缝自动焊是关键控制点，我们对板厚≤16mm钢板采用不开坡口自动焊焊接工艺，焊前对组对间隙≥1.5mm的局部位置背缝用二氧化碳气保焊补焊一道,防止自动焊焊穿,背缝自动焊再把补焊的焊道清除，清除深度3~4mm（为使焊道宽度一至，未补焊部位一并清除）；对板厚＞16mm钢板采用开坡口自动焊焊接工艺，焊前开坡口内侧先用二氧化碳气保焊焊2~3道，确保自动焊不焊穿，背缝自动焊前不一定清根，但必需气刨清平焊缝底面。所有自动焊严格按试验确定的工艺参数焊接。
(3)筒体与法兰组对焊、处理工艺：筒体与法兰组对焊是最关键的环节，因塔筒工地安装精度靠法兰平面度保证，顶法兰焊后平面度要求≤0.8mm（国家标准草案规定，明阳要求为0.5mm）,其它法兰焊后平面度要求≤2mm,通过工艺实践总结,我们总结出法兰焊后平面度间与组对坡口,焊接方法,管节圆度有重大关系,我们最后采用顶法兰和≤14mm管节法兰缝用二氧化碳气体保护焊工艺,＞16mm管节法兰缝手工焊打底后用自动焊.并严格按焊接工艺规程操作。法兰焊后经平面度检查局部达不到要求时，采用火焰处理，外翻法兰采用火焰烤法兰肉转角办法，局部高点采用火焰烤对应环缝的方法，火焰烤温度局宽度视赵标情况确定。
(4)塔筒组对及焊接工艺控制：塔筒组对按管节编号对号入座，先把管口两端周长四等分，划出素线，纵缝按规定的相对法兰方位组对，每组一节测量四个方位素线长度差控制≤3mm，最后组完1条分节塔筒素线长度差控制≤2mm，对角线长度差控制≤3mm。测量时必需用测力器，拉力5~10kg,因使用相对差比较，同组测量拉力要相等。尺寸不符时要划出原因，严禁随意修割管口，塔筒组对严禁管外焊钢码。
(5)塔筒焊接工艺控制：每组2个管节，用内环缝操作机先焊内环缝。湿度大的的天气焊前必用火焰烤焊道水份，焊完分节塔筒的全部内环缝，再用外环缝操作机焊外环缝。外环缝焊前清除封间隙的背缝，并用砂轮磨光焊缝两侧刨渣。为减少变形外环缝焊接用调焊法。
(6)分节塔筒焊后检查及平面度平行度控制。本工