大型風力發電機組塔筒制造流程解析

劉曉秋（葛洲壩內蒙古風電設備有限公司，內蒙通遼028400）

大型風力發電機組塔筒制造流程解析

劉曉秋（葛洲壩內蒙古風電設備有限公司，內蒙通遼028400）

重點介紹了大型風力發電機組塔筒的制造工藝、質量控制節點，并對塔筒的制造流程、質量節點檢驗方式、安全環境管理進行簡單闡述。

塔筒；質量控制；檢驗；防腐；安全環境管理

風電機組的重要承重支撐部件是塔筒，并起著重要抗震、抗傾覆作用。目前，大型風力發電機組塔筒多數采用圓錐體、鋼制圓柱、以及圓錐和圓柱相結合的筒形塔架，塔筒一般分為3～4段，總重100～150t不等。塔筒單元節間采用整體鍛造法蘭及高強緊固螺栓連接，塔筒板材主要材料多采用Q345E熱軋低合金高強度結構鋼。

1 制造工藝流程圖解

圖1

2 制作工序簡述

2.1 鋼板數控下料

筒體瓦片按照圖紙要求進行雙定尺切割，并對切割位置精準鋼印，并對材料原始信息進行移植；瓦片邊緣坡口依據板厚進行不同坡口制備，坡口采用半自動火焰切割機進行切割，切割完成后進行打磨，去除熔渣、毛刺、氧化層，并對瓦片尺寸進行復核。

2.2 瓦片卷板

通過數控卷板機對瓦片進行冷彎卷制，卷板前依據圖紙制作內弧面樣板，便于卷制過程中比對。縱縫合攏處進行打底焊接，防止卷制變形。

2.3 瓦片焊接

縱縫焊接采用埋弧自動焊焊接內縫，外縫使用碳弧氣刨進行清根后，使用十字懸臂埋弧焊機進行外縫焊接。埋弧自動焊采用H10Mn2 φ4.0mm焊絲和SJ101焊劑。焊接完畢后進行100%UT檢驗。檢驗合格進行卷板機校圓。

2.4 法蘭節拼裝與焊接

法蘭節拼裝采用水平拼裝平臺進行拼裝，法蘭平置于拼裝平臺，法蘭節瓦片豎直吊起，瓦片坡口與法蘭坡口精準對接，進行點焊加固。

法蘭節焊接采用十字懸臂埋弧焊機機型內外縫焊接，焊接過程中需嚴密監控，嚴格按照焊接工藝進行，防止法蘭面水平度局部變化及外翻。依據制造工藝要求，焊接完畢后進行100%UT檢驗及其他檢驗。

2.5 單元節拼裝與焊接

單元節拼裝采用液壓組隊機與滾焊臺車配合進行拼裝。拼裝順序為：法蘭節-相鄰瓦片-法蘭節。拼裝完成是需對整體尺寸、雙側法蘭同軸度進行檢驗，檢驗合格后轉交焊接。

單元節焊接采用埋弧自動焊機進行焊接，先焊接內縫，內縫焊接完畢后，利用碳弧氣刨進行外縫清根，打磨清根部位，進行外縫蓋面焊接。埋弧自動焊采用H10Mn2 φ4.0mm焊絲和SJ101焊劑。依據制造工藝要求，焊接完畢后進行100%UT檢驗及其他檢驗。

2.6 門框及焊接件拼裝、焊接

焊接件拼裝嚴格執行焊接件拼裝工藝，精準放樣，確保拼裝位置準確，進行點焊。拼裝完畢后進行檢驗。

焊接件焊接采用二氧化碳氣體保護焊進行焊機，使用ER50-6 φ1.2mm實芯氣體保護焊焊絲，角焊縫全部滿焊，并打磨光滑。

門框拼裝于底節塔筒上，拼裝前按圖紙尺寸在響應位置放樣，進行切割門框口，并切割坡口，打磨干凈，進行拼裝，組裝后焊縫間隙小于3mm。

門框焊接采用二氧化碳氣體保護焊進行焊機，使用E501T-1Lφ1.2mm藥芯氣體保護焊焊絲，焊前對焊接位置進行預熱，預熱溫度高于100℃。焊接采用分散施焊，控制焊接變形。

2.7 防腐

防腐主要對筒體主體機型噴砂、噴漆，法蘭面熱噴鋅等工作。噴砂進行表面預處理，起到除銹、清潔、提高表面粗糙度等作用，噴砂完畢后進行相應檢驗，合格后進行噴漆。

噴漆一般在表面預處理后4h內進行，漆層分為底、中、面三層，每層噴涂需在上一層油漆完全固化后進行。涂層應該表面光滑、顏色一致、無氣泡、流掛、褶皺、漏涂等缺陷。

2.8 其他安裝件安裝

安裝件包括鍍鋅件、爬梯滑軌、導電軌、電纜、電氣件等功能性零配件，安裝過程中需嚴格按照安裝工藝執行，確保安裝位置正確，零部件間距離安全，螺栓力矩適當。

2.9 包裝運輸

塔筒制作完成，并經檢驗合格后，可運往現場。集中包裝的方式進行運輸。將備品備件按照要求進行包裝，并采取防止損壞、防潮、防塵的措施，與主設備同時、一并發運。

在運輸過程中，為了防止法蘭變形，采用8#槽鋼將塔架下、上法蘭進行米字型支撐固定。進行包裝時，塔筒在采用包裝帶纏繞包扎后，放置于運輸鞍座上，將毛氈和膠皮鋪于鞍座上。為防止雨雪及灰塵進入塔筒內側，應用防雨布將塔筒兩端封堵。

3 質量控制關鍵節點

表1

（1）鋼板驗收：鋼板進廠后，對鋼板進行長、寬、厚度進行測量，與側噴標識進行核對，按照原材料入庫程序進行登記；按照技術要求，以爐批號為依據，對鋼板進行10%UT復檢；切割前，將鋼板至于水平下料平臺，檢查鋼板表面；切割取樣，按照爐號進行化學成分復驗、按照批號進行力學性能復驗。

（2）法蘭驗收：法蘭進廠后，依據圖紙對法蘭進行內外直徑、高度、螺栓孔進行測量，檢查外表面是否存在缺陷；按照技術要求對法蘭進行100%UT復檢；使用激光平面度儀，對法蘭進行100%平面度檢驗。按照法蘭爐批號，對法蘭試樣進行化學成分、力學性能、金相組織復驗。

（3）下料：數控下料后進行四邊、對角線尺寸復核，坡口尺寸符合技術要求，邊緣打磨干凈，物熔渣、毛刺、氧化層及火焰切口缺陷。

（4）卷圓：使用內弧樣板對卷制弧度進行復核，要求對接口錯邊≤1.5mm，管口縱縫錯牙≤1mm。

（5）法蘭節、單元節拼裝：法蘭拼裝采用水平拼裝平臺進行，只允許咋內側壓縫，法蘭外側與筒體外壁對齊拼裝，要求坡口間隙＜2mm，錯邊＜2mm，筒節中心與法蘭面垂直度≤1mm。

單元節拼裝：相鄰筒節縱縫相對拼裝，法蘭節拼裝時，螺栓孔應該跨縱縫拼裝，拼裝中嚴禁在筒壁上焊接工裝、使用錘擊等方式。環縫對口錯邊量≤0.1板厚+1mm，不得大于2mm，環縫對口間隙≤2mm。拼裝后檢查整體尺寸，長度差-10～5mm，塔筒上下左右對角線≤3mm，領用水準儀對雙側法蘭同軸度進行檢驗。

（6）法蘭節、單元節焊接：依據焊接工藝進行焊接，焊接完畢后，進行外觀檢查，確保無咬邊、寬度不均、高度不一等缺陷。焊縫冷卻后進行100%UT檢查，確保焊縫無未融合、未焊透、夾雜、氣孔等內部缺陷。制造工藝有RT要求的，特別注意縱環縫丁字接口處影像。按照工藝要求，對焊縫進行磁粉、PT檢驗。

（7）焊接件、門框焊接：依據焊接工藝進行焊接，焊接完畢后，進行打磨，角焊縫圓滑，無漏焊、燒穿、裂紋、氣孔等缺陷，焊接件需要進行30%PT檢驗。

門框焊接后外觀平整，高低、寬窄均勻，不得有焊疤、飛濺、弧坑、咬邊等缺陷，進行100%UT檢測和PT檢測。

（8）防腐：噴砂后，對鋼板進行表面清潔度等級、表面粗糙度檢驗；噴漆后，對油漆噴涂厚度、油漆顏色、附著性能檢驗。檢測儀器使用粗糙度儀、漆膜測厚儀、涂層劃割儀。

4 生產中安質環境管理主要事項

（1）質量保證基礎：焊接工藝評定。焊接工藝評定按照《壓力容器焊接工藝評定》（NB/T47014）標準進行試板制備，選取具有省級資質金屬材料檢驗機構進行檢驗，確保焊接工藝符合產品生產技術要求。

（2）認真、如實、準確做好原材料原始信息、作業人員信息移植，使用鋼印在規定位置進行移植，確保產品信息持續可追溯。

（3）生產過程中注意各崗位安全作業，嚴格按照設備操作規程進行操作；特種設備作業人員必須持證上崗、對起重作業的吊具進行定期檢查、維護和保養；集中供氣站須有專人進行看護，嚴格按照操作規程作業，適時調整管道壓力；焊接與打磨過程中做好個人防護，口罩、面罩、護目鏡、手套等勞保齊全，高空作業必須在穩固高點位置系緊安全帶；涉及電氣作業必須由電工進行，其他人員不準進行操作。

（4）做好危險源辨識工作，塔筒制作危險源主要有：物體打擊、機械傷害、起重傷害、觸電和灼傷等。這些危險源主要分布在部件吊裝、拼裝、焊接、校正和倒運過程中。

（5）環境保護及職業健康，在塔筒制作中主要有以下幾種因素：噪聲、焊接煙塵、噴砂粉塵、油漆等有害化學品、廢棄物污染等。對于影響人員健康的這些因素應做好積極預防措施。

TM315

A

2095-2066（2016）36-0037-02

2016-12-13

劉曉秋（1986-），男，助理工程師。