風力發電機整體吊裝工裝的制作探究

嚴世寬

浙江運達風電股份有限公司 浙江 杭州 310000

在國家建設發展的過程中鋼結構產業發揮了至關重要的作用,鋼結構產品也逐漸趨向多元化發展,風力發電機整體吊裝工裝制作過程是就是一項大型的鋼結構工程,通過本文的敘述分析,為類似鋼結構制作提供過程參考。

一、工程概況

本套工裝重量為160t,采用Q345B材質,構建呈圓錐臺形狀,單件最大高度為4.15m,直徑為14.54米,風力發電機外形較大,要求以精準度完成安裝。工裝由上下兩部分系統組成,制作精準度要求較高,由于結構體積較大、鋼板較厚,會應用到機械加工。其工程制作難點在于環形箱梁、上下部系統機械加工整體組焊時,要求精準控制。

二、上部系統下環箱梁制作

下環箱梁結構可以分為兩個半圓,應用螺栓連接為完整的圓。在對箱型梁進行焊接時,要應用一級焊縫,但內部加勁板可以不用,全面應用一級焊縫會造成焊接變形大,箱梁的上翼板只有5mm的加工條件,控制焊接變形是操作過程中的重點。在下料階段就要做好控制工作,尤其是兩處腹板下料時,開35賭坡口,保證坡口均勻統一,單邊小2mm,為后續組裝焊接奠定良好基礎。此外,由于上下環梁單件較大,難以在制作完成后難以進行機械除銹,人工操作費時費力,難以取得滿意成果,因此對上下翼板與腹板進行單件除銹,在焊接坡口50mm以內不進行防腐處理,其他部位都要涂刷車間底漆。然后在鋼平臺構建組裝胎膜,先組裝上翼板、兩塊腹板與內隔板,在焊接時要隨時注意焊接變形,靈活調整焊接順序,最大限度控制變形范圍,在焊接兩條環縫,在進行焊接前需要對坡口及周圍進行清理,將組裝時的焊接點清除掉,一旦發現方焊接坡口存在問題,需要立即進行修整。完成上述操作后方可進行正式焊接,應用對稱分段的方法焊接,在焊接的過程中要注意焊接變形的情況。完成后需要檢測變形情況,在變形達到12mm的時候需要進行調整,然后再組裝下翼板,操作方法與焊接上翼板相同。其他的箱形環梁也應用同樣的制作方法。

三、工藝選擇與實現

由于構件整體平面度有一定的要求,因此在上下環梁與立柱連成一體后再進行合縫面的劈銑和法蘭連接面車平,如此一來需要銑床與車床較大,在行業內部資源不多并且成本較高,經過分析后發現此工裝需要受力大的結構,只需法蘭平面即可。每個空位準確,法蘭面與同步升降平面的共差確保在規定范圍內的情況下不會影響使用,所有保證項目都在下環梁與下環梁相連接的平面上,因此,只要保證下環梁的精準度便可保證上部系統的精準度,從而有效解決問題。下環梁在銑膛床上一次銑出合縫面后,用螺栓連接在一起,在車床上調平、固定。首先車內圓,然后車法蘭平面,同時在平面車好后,利用車床的數控系統劃出孔位中心線、點出96等分點,最后用鉆床在數控點好的等分點鉆孔。

四、整體預裝

其余單件制作難度不大,在完成單件制作后,要對剩余的單件即興修割,優先選擇自動或半自動切割。工裝自身是一件構建,完成拼裝后,難以進行陸路運輸,需要運到港口進行拼裝,預拼裝工作是此階段的重要內容。首先,在鋼平臺上放樣,構建整體胎膜。然后,將出去同步升降平面與緩沖液壓缸安裝法蘭面之外的上部系統組成一體,現在上下環梁與四根立柱上進行等分,平均分為八等份之后在進行焊接,然后在等分出選出50mm,分別掛一個現錘,用作變形控制觀測,安排人員做好焊接過程中的變形數據,對焊接前后的數據進行準確記錄,要求四個焊接操縱人員同時進行焊接,沒完成一道,需要記錄一次位移情況,一旦發現異常需要及時進行調整,或者重新焊接,重視對變形量的控制。最后,完成上下環梁與四根立柱焊接后,查看每根平撐與斜撐的位移情況,并將位移量記錄好,為后續現場總拼裝提供參考,而且要在對應的位置做好標記,便于現場總拼操作。此外,需要加固每個支撐的焊接墊板,做好工件分解與清理。要對每個支撐單件進行噴丸除銹[1]。

五、現場總拼、焊接

選擇在船廠碼頭的露天場地進行總拼接,選擇較為平整的水泥地面,應用SOT形成進行配合,如果總拼現場自然環境惡劣,出現大風天氣,需要采用一定的焊接防風措施。根據工件的不同大小,上部吊裝系統用20mm厚的鋼板鋪設20m x20m的拼裝鋼平臺,放樣搭高600mm的拼裝胎模后,將己焊好的上下環梁部分用螺栓連接,放置于胎模上,根據做好的標識組裝各支撐,在平支撐的外端中心各設一個變形監測點,觀察變形情況。在進行焊接前,要對焊接坡口進行檢查與清理,8個焊接操作人員同時焊接8根平支撐與下環梁的焊縫,每完成一道,焊接斜撐與上環梁、平撐、水平撐的焊縫各一道,每一道焊縫完成后,需要檢查構件是否變形,及時調整焊接順序和焊接量,控制焊接變形。如果總拼現場風較大,在焊接前每個焊接位置時,需要應用彩鋼板制作防風罩,可以用圓鋼固定在焊接坡口周圍,同時可以在工件四周搭建臨時防風墻。在選擇焊接材料時,為了保證焊接質量應用氣保焊用藥芯焊絲,保證了焊接外觀成形質量。完成焊接后,發現對上下環梁及立柱組成的單件并沒有明顯影響,如果發現有平撐上翹的情況,需要及時進行處理,控制在合理的范圍內再進行后續操作,安裝同步升降平面與緩沖液壓缸安裝法蘭面,確保與下環梁法蘭面平行、與法蘭面上孔的垂直后進行焊接。焊接完成后,清理工件,局部手工除銹后進行補底漆,然后再作面漆。操作至此上部吊裝系統制作完成[2]。

結束語

綜上所述,本文對整個風力發電機吊裝工裝的制作過程進行了大致的敘述,分解了重大構建部分的吊裝吊工。對于鋼結構件的制作來說,在制作前對其進行詳細的了解與分解有助于后續操作。在進行制作的過程中,需要控制好焊接變形問題,此項內容決定而來構件是否成功。