風(fēng)電塔筒的卷制和裝配工藝研究

鄭振權(quán)

摘要：風(fēng)電塔筒的橢圓度、裝配控制是塔筒質(zhì)量控制的要點(diǎn)，為了控制好塔筒的質(zhì)量，就需要做好卷制和裝配工作的控制。本文就研究了如何進(jìn)行塔筒的生產(chǎn)，研究加工的工藝和作業(yè)次序，提高塔筒的生產(chǎn)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：風(fēng)電塔筒;卷制;裝配工藝;研究

隨著環(huán)境問題日益嚴(yán)峻，風(fēng)電成為了電力行業(yè)的重要發(fā)展方向。海上風(fēng)電能源具有更高的能源效益，不占用土地、噪聲污染少，所以海上風(fēng)電系統(tǒng)將會(huì)有快速的發(fā)展。風(fēng)電塔筒是風(fēng)機(jī)的基礎(chǔ)，為了保證正常發(fā)電就需要控制風(fēng)電塔筒的質(zhì)量。

1 塔筒卷制和橢圓度的控制

1.1 卷制的準(zhǔn)備

根據(jù)設(shè)計(jì)中對(duì)圓弧尺寸的要求，制作內(nèi)圓弧樣板，如果有特殊要求，則制作外圓弧樣板。制作前要檢查鋼板的表面質(zhì)量，并且清理表面異物。檢查邊緣切割渣是否被清理。鋼板在卷制之前必須要打磨縱縫，以提高焊接質(zhì)量，并且選擇正確的圓弧樣板，保證筒節(jié)和筒號(hào)對(duì)應(yīng)。

1.2 風(fēng)電塔筒的卷制工藝

筒節(jié)的卷制工作會(huì)經(jīng)過壓頭、卷制、尺寸檢驗(yàn)、焊點(diǎn)固定這幾個(gè)步驟，樣板和管內(nèi)壁的貼合間隙偏差需要在2毫米以內(nèi)，并且保證卷制過程中，弧度是均勻的。如果上料時(shí)沒有用中輥配合鋼板輸送床確保端部對(duì)齊，可能會(huì)導(dǎo)致竄角的情況，所以需要在卷制中做好控制[1]。上輥保持一定的傾斜度，對(duì)一端的頭部進(jìn)行預(yù)彎范圍在200到300毫米的圓弧，同時(shí)用樣板檢查大小口的端部，在合格之后才能夠繼續(xù)進(jìn)行后續(xù)的卷制工作。

卷制工作需要一次性完成，卷制時(shí)要做好預(yù)壓頭工作，并且避免機(jī)械損傷，如果出現(xiàn)機(jī)械損傷嚴(yán)重的位置需要進(jìn)行修磨，控制好修磨的速度，避免發(fā)生事故。卷制的過程中要做好對(duì)脫落的氧化皮的處理，并且注意在卷制過程中的成型情況，用內(nèi)弧樣板來檢查端部，保證符合凹凸度要求。也需要控制好回彈量，使同斷面的最大、最小直徑差值小于3毫米。卷制結(jié)束之后使用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊進(jìn)行點(diǎn)固焊，點(diǎn)固焊的焊縫長度在30-40毫米，間距為300-400毫米。

1.3 圓度的檢查

完成焊接后要對(duì)圓筒的圓度進(jìn)行檢查，同時(shí)檢查焊接點(diǎn)外部的情況，矯正焊接變形。用鐵皮樣板對(duì)局部橢圓進(jìn)行檢測，然后使用盒尺來測量管材的圓度，以管材的四分之一管段作為基準(zhǔn)，測量整個(gè)管材的圓度[2]。根據(jù)管徑來確定縱縫接口的間隙大小，通過調(diào)整胎膜保證符合要求。測量的過程中需要做好標(biāo)記和記錄，一般將測量好的尺寸在鋼管上記錄。并且檢查時(shí)要控制輔助裝置的高度，避免因?yàn)闄z查導(dǎo)致圓弧的形狀受到影響，甚至出現(xiàn)永久變形。帶有預(yù)彎頭的筒節(jié)，二次切割時(shí)要保證尺寸準(zhǔn)確，厚度方向的切割面應(yīng)該和板面垂直。

1.4 二次校圓和橢圓度測量

二次校圓工作在縱縫焊接完成之后進(jìn)行，校圓之前需要先用氣刨切除的方式卸下引弧板，然后使用三輥卷板機(jī)進(jìn)行校圓。通過二次校圓，保證圓弧能夠自然過渡，并且保證縱縫處的凹凸度小于3mm。橢圓度測量使用激光測距儀，測量方向在45度位置，并且記錄好測量值。控制橢圓度的公差低于2毫米，對(duì)于有特殊加工要求的，需要進(jìn)行更嚴(yán)格的控制。

1.5 焊縫的質(zhì)量控制

塔筒的工作環(huán)境比較差，所以必須要保證嚴(yán)格控制工藝才能夠有足夠的使用壽命。對(duì)焊縫檢查一般使用超聲波檢驗(yàn)的方法，或者用射線檢驗(yàn)保證質(zhì)量[3]。對(duì)焊縫進(jìn)行100%探傷，探傷標(biāo)準(zhǔn)一般按照NB/T47013一級(jí)執(zhí)行。焊接的質(zhì)量控制中，保證外觀不出現(xiàn)咬邊，沒有凹坑和飛濺，并且沒有焊瘤，控制好焊縫的高度和寬度。

2 塔筒裝配的工藝控制

2.1 保證塔節(jié)對(duì)齊

對(duì)于組對(duì)的塔節(jié)，需要先測量塔節(jié)的外周長，并且計(jì)算整體均勻分布后的錯(cuò)邊量。在對(duì)齊原則上，需要根據(jù)客戶的要求進(jìn)行，如果客戶要求采用中間對(duì)齊的原則，就需要考慮板厚差，計(jì)算錯(cuò)邊時(shí)就要加上板厚差[4]。如果客戶要求以外側(cè)對(duì)齊為原則，那么上塔節(jié)的周長差值要控制在12毫米以內(nèi)，錯(cuò)邊控制在3毫米以內(nèi)。其他情況下，則根據(jù)客戶允許的最大錯(cuò)邊進(jìn)行計(jì)算，如果有風(fēng)機(jī)客戶規(guī)定錯(cuò)邊不能超過相鄰薄板厚度的10%，最大允許錯(cuò)邊值也要控制在3毫米以內(nèi)。有間隙或者錯(cuò)邊存在，在調(diào)節(jié)的時(shí)候可以使用組對(duì)機(jī)調(diào)節(jié)塔節(jié)的方法。如果有局部錯(cuò)邊的情況，而且不能通過上述方法組對(duì)調(diào)節(jié)，就需要使用組對(duì)工裝調(diào)整的方法，工裝焊點(diǎn)的位置在坡口的邊緣，弧焊時(shí)要能夠?qū)更c(diǎn)的位置完全覆蓋。

2.2 塔架組對(duì)和焊接

組對(duì)的時(shí)候一般要在外側(cè)畫出0°、90°、180°、270°的位置線，并且在組對(duì)之前清理坡口的油污、氧化皮等等，通過打磨保證表面露出金屬光澤。組對(duì)的時(shí)候需要避免出現(xiàn)十字接頭的情況，以避免有應(yīng)力疊加。相鄰的筒體對(duì)接的時(shí)候，縱縫需要錯(cuò)開180度。如果采用臥式組對(duì)，還要控制法蘭筒節(jié)的偏移量。焊接的過程中，一般采用埋弧焊的方法，一般焊接環(huán)境溫度在0℃以上時(shí)不需要預(yù)熱處理，必須要清理焊接的坡口，保證沖擊性能和韌性都能夠滿足要求[5]。焊接后如果塔筒法蘭的平面度和內(nèi)傾度超差，不能使用打磨修正的方法。如果出現(xiàn)外翻的情況需要通知技術(shù)部門進(jìn)行處理。如果需要使用火焰矯正的方法，需要對(duì)加熱區(qū)域的溫度做好控制，一般要控制在500℃以下，同時(shí)要保證焊接的過程中，不能導(dǎo)致法蘭的損壞。焊接的過程中，必須要根據(jù)焊接工藝的評(píng)定和技術(shù)部門的參數(shù)要求進(jìn)行焊接工作，焊接接頭需要進(jìn)行自檢，自檢合格再通報(bào)專業(yè)人員進(jìn)行檢測，如果自檢有不合格情況，需要及時(shí)處理缺陷，對(duì)于同一個(gè)位置的挖補(bǔ)要控制在2次以內(nèi)。

3結(jié)束語

為了保證風(fēng)電塔筒的質(zhì)量控制，必須要加強(qiáng)相關(guān)的研究，并且增加相關(guān)工藝和檢測手段，制作過程中使用動(dòng)態(tài)的方式進(jìn)行質(zhì)量的監(jiān)控，減少外部因素對(duì)質(zhì)量的影響，確保風(fēng)電塔筒的制造質(zhì)量。裝配時(shí)需要根據(jù)客戶的要求進(jìn)行靈活調(diào)整，以便實(shí)現(xiàn)質(zhì)量管理的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]竇建榮，朱軍. 風(fēng)電塔筒的卷制和裝配工藝研究[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017（16）：28-29.

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[5]薛端陽.風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒制造的過程控制方案 [J]. 沈陽大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013，25（6）：481-484.

（作者單位： 華電曹妃甸重工裝備有限公司）