風(fēng)電塔架制造工藝總結(jié)

風(fēng)電塔架制造工藝探討

王書海

廣東水電二局股份有限公司廣東增城511340

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅猛發(fā)展及風(fēng)場(chǎng)技術(shù)水平的日益提高，適用于多種風(fēng)場(chǎng)條件等優(yōu)點(diǎn)而被越來(lái)越多的采用。

關(guān)鍵詞：塔架制造工藝技術(shù)難題措施1、概述

海南某風(fēng)電場(chǎng)一期（49.5MW）工程位于海南東方市感城鎮(zhèn)至板橋鎮(zhèn)一帶，風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)址沿海南西海岸，北起感恩河入海口，南至板橋鎮(zhèn)利章港一帶，近南北向長(zhǎng)約10km、東西寬約1.0km，面積約10km2。本風(fēng)電項(xiàng)目的裝機(jī)規(guī)模為49.5MW，安裝33臺(tái)單機(jī)容量為1500KW的風(fēng)電機(jī)組，共需33套塔架。

塔架制造工作內(nèi)容包括：基礎(chǔ)環(huán)、分節(jié)塔筒及其內(nèi)部平臺(tái)、樓梯、門框等的制造及防腐，塔架工廠制造及防腐好運(yùn)到工地用高強(qiáng)螺栓法蘭連接，分節(jié)間的法蘭均采用外購(gòu)專業(yè)廠生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)法蘭，埋入地下的基礎(chǔ)環(huán)底法蘭自制。1.5MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒外形尺寸大(φ4200mm),單段長(zhǎng)度較長(zhǎng)(28000mm),焊接工作量大，制造精度要求高，工期緊。本文重點(diǎn)探討如何控制塔架加工重點(diǎn)工序的制造精度，如何利用自動(dòng)焊接解決焊接工作量大等難題。2、解決技術(shù)難題方法

本項(xiàng)目主要采用做實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行研究，采取制定工藝小量試制及時(shí)總結(jié)改進(jìn)小量生產(chǎn)再次改進(jìn)批量生產(chǎn)。2.1總體思路：

了解目前風(fēng)電塔架制造的主要流程，使用設(shè)備測(cè)量手段。對(duì)塔架制造質(zhì)量控制的如下幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行攻關(guān)：(1)塔筒卷制精度的控制；(2)內(nèi)外環(huán)縫自動(dòng)焊工藝；(3)塔筒組對(duì)機(jī)應(yīng)用技術(shù)；(4)筒體與法蘭組對(duì)整體外形尺寸控制；(5)塔筒及法蘭焊接變形控制；(6)激光檢測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用。2.2技術(shù)方案

首先根據(jù)我廠現(xiàn)有廠房情況布置2條風(fēng)電塔架制造生產(chǎn)線。新購(gòu)生產(chǎn)線設(shè)備有：3000*40全液壓四混卷板機(jī)1臺(tái)，10噸可調(diào)式焊接滾輪架1套，20噸可調(diào)傾斜焊接滾輪架1套，60噸可調(diào)式焊接滾輪架6套，30噸組對(duì)滾輪架2套，60噸可調(diào)式噴漆滾輪架2套；80噸可調(diào)式噴砂滾輪架1套；立柱式內(nèi)環(huán)縫焊接操作機(jī)1臺(tái)，立柱式外環(huán)縫焊接操作機(jī)1臺(tái)，激光測(cè)平儀1套，從硬件上保證生產(chǎn)線的先進(jìn)性。我們通過(guò)小量塔架試制（共5套），解決了如下幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：

(1)塔筒卷制精度的控制：筒節(jié)鋼板下料用數(shù)控切割機(jī)下料，保證了下料精度，使相鄰管節(jié)周長(zhǎng)差達(dá)到技術(shù)要求，按工藝圖下料檢查合格的板先用四混卷板機(jī)兩端壓頭及滾圓，筒節(jié)的精度關(guān)鍵是兩端部,只有端部?jī)蛇吀?米范圍壓頭及滾圓合格才能后續(xù)滾整圓，管節(jié)兩端做內(nèi)弧樣板檢查合格，在四混卷板機(jī)組對(duì)縱縫后才能下架，管節(jié)縱縫焊接焊縫檢查合格后回四混卷板機(jī)滾圓時(shí)，必需調(diào)平上下輥的平行度，嚴(yán)禁單邊壓力過(guò)大。局部壓力過(guò)大會(huì)產(chǎn)生單側(cè)板伸長(zhǎng)，出現(xiàn)大頭現(xiàn)象（本工程開(kāi)始未注意到此點(diǎn)，共報(bào)廢管節(jié)7節(jié)）。使回圓管節(jié)達(dá)到圓度技術(shù)規(guī)范要求。

(2)內(nèi)外環(huán)縫自動(dòng)焊工藝：內(nèi)外環(huán)縫自動(dòng)焊是關(guān)鍵控制點(diǎn)，我們對(duì)板厚≤16mm鋼板采用不開(kāi)坡口自動(dòng)焊焊接工藝，焊前對(duì)組對(duì)間隙≥1.5mm的局部位置背縫用二氧化碳?xì)獗：秆a(bǔ)焊一道,防止自動(dòng)焊焊穿,背縫自動(dòng)焊再把補(bǔ)焊的焊道清除，清除深度3~4mm（為使焊道寬度一至，未補(bǔ)焊部位一并清除）；對(duì)板厚＞16mm鋼板采用開(kāi)坡口自動(dòng)焊焊接工藝，焊前開(kāi)坡口內(nèi)側(cè)先用二氧化碳?xì)獗：负?~3道，確保自動(dòng)焊不焊穿，背縫自動(dòng)焊前不一定清根，但必需氣刨清平焊縫底面。所有自動(dòng)焊嚴(yán)格按試驗(yàn)確定的工藝參數(shù)焊接。

(3)筒體與法蘭組對(duì)焊、處理工藝：筒體與法蘭組對(duì)焊是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，因塔筒工地安裝精度靠法蘭平面度保證，頂法蘭焊后平面度要求≤0.8mm（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)草案規(guī)定，明陽(yáng)要求為0.5mm）,其它法蘭焊后平面度要求≤2mm,通過(guò)工藝實(shí)踐總結(jié),我們總結(jié)出法蘭焊后平面度間與組對(duì)坡口,焊接方法,管節(jié)圓度有重大關(guān)系,我們最后采用頂法蘭和≤14mm管節(jié)法蘭縫用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊工藝,＞16mm管節(jié)法蘭縫手工焊打底后用自動(dòng)焊.并嚴(yán)格按焊接工藝規(guī)程操作。法蘭焊后經(jīng)平面度檢查局部達(dá)不到要求時(shí)，采用火焰處理，外翻法蘭采用火焰烤法蘭肉轉(zhuǎn)角辦法，局部高點(diǎn)采用火焰烤對(duì)應(yīng)環(huán)縫的方法，火焰烤溫度局寬度視趙標(biāo)情況確定。

(4)塔筒組對(duì)及焊接工藝控制：塔筒組對(duì)按管節(jié)編號(hào)對(duì)號(hào)入座，先把管口兩端周長(zhǎng)四等分，劃出素線，縱縫按規(guī)定的相對(duì)法蘭方位組對(duì)，每組一節(jié)測(cè)量四個(gè)方位素線長(zhǎng)度差控制≤3mm，最后組完1條分節(jié)塔筒素線長(zhǎng)度差控制≤2mm，對(duì)角線長(zhǎng)度差控制≤3mm。測(cè)量時(shí)必需用測(cè)力器，拉力5~10kg,因使用相對(duì)差比較，同組測(cè)量拉力要相等。尺寸不符時(shí)要?jiǎng)澇鲈�因，�?yán)禁隨意修割管口，塔筒組對(duì)嚴(yán)禁管外焊鋼碼。

(5)塔筒焊接工藝控制：每組2個(gè)管節(jié)，用內(nèi)環(huán)縫操作機(jī)先焊內(nèi)環(huán)縫。濕度大的的天氣焊前必用火焰烤焊道水份，焊完分節(jié)塔筒的全部?jī)?nèi)環(huán)縫，再用外環(huán)縫操作機(jī)焊外環(huán)縫。外環(huán)縫焊前清除封間隙的背縫，并用砂輪磨光焊縫兩側(cè)刨渣。為減少變形外環(huán)縫焊接用調(diào)焊法。

(6)分節(jié)塔筒焊后檢查及平面度平行度控制。本工序是控制塔筒制造精度的關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，單件檢查合格管節(jié)法蘭平面度受管段環(huán)縫焊接應(yīng)力影響，會(huì)變形改變法蘭平面度，塔筒組對(duì)后會(huì)焊接收縮，塔筒素線長(zhǎng)度，對(duì)角線長(zhǎng)度都有變化。環(huán)縫檢查合格后，通過(guò)激光測(cè)平儀平面度檢查，彈簧拉力器拉尺平行度檢查達(dá)不到要求的必須處理，通過(guò)工藝摸索我們掌握了一套行之有效的火焰校正法，部分因焊接變形引起的平面度平行度超差均可通過(guò)分析變形后在相關(guān)聯(lián)部位用火焰烤環(huán)縫的校正法處理。火焰烤的溫度、環(huán)縫位置，塔架支承位置通過(guò)尺寸變成分析確定，當(dāng)法蘭平面度和法蘭平行度同時(shí)出現(xiàn)趙差時(shí)，先處理法蘭平面度，后處理法蘭平行度，使分段塔架筒體達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。3、施工質(zhì)量保證措施及安全措施

3.1施工質(zhì)量保證方面，著重做好以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：

(1)開(kāi)工前抓好圖紙會(huì)審及轉(zhuǎn)換車間施工圖工作，對(duì)關(guān)鍵工序和特殊過(guò)程編制作業(yè)指導(dǎo)書；

(2)對(duì)進(jìn)場(chǎng)人員要求：配備足夠的技術(shù)人員、管理人員和技術(shù)工人，特殊工種都經(jīng)過(guò)嚴(yán)格培訓(xùn)，及做各種工藝試驗(yàn)；

(3)材料進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)制度：制訂材料標(biāo)識(shí)、可追溯性和材料檢驗(yàn)等制度；(4)技術(shù)交底制度：由項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人對(duì)總體施工方案、分項(xiàng)施工技術(shù)措施進(jìn)行技術(shù)交底，由分項(xiàng)工程師對(duì)每一道工序、每一班組實(shí)行交底；

(5)施工過(guò)程實(shí)行“三檢”制度。每一工序完工要通過(guò)自檢、復(fù)檢、終檢；

(6)質(zhì)量否決權(quán)：項(xiàng)目經(jīng)理、項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人、項(xiàng)目質(zhì)檢部門有權(quán)對(duì)不顧質(zhì)量的施工行為發(fā)出停工整改指令，待糾正檢查合格后才能復(fù)工；3.2安全保證措施

(1)所有進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)人員，必須按有關(guān)規(guī)定穿著工作服、勞保鞋、配帶安全帽，特殊工作人員要配帶專門的防護(hù)用品，如電焊工要配帶面罩和目鏡。

(2)施工現(xiàn)場(chǎng)存放的設(shè)備、材料，應(yīng)做到場(chǎng)地安全可靠，存放整齊，通道暢通。

(3)起重機(jī)械在吊塔筒前要經(jīng)過(guò)試車檢查，使用專用吊帶，應(yīng)專人指揮，禁止斜吊，禁止任何人在吊運(yùn)物品上或在下方停留和行走。物件懸空時(shí)，駕駛員不能離開(kāi)操作崗位。

(4)電工、焊工、起重機(jī)司機(jī)和各種機(jī)動(dòng)車輛司機(jī)，必須經(jīng)過(guò)專門培訓(xùn)，考試合格后發(fā)給操作證，方準(zhǔn)獨(dú)立操作。

(5)氧氣、乙炔的使用要符合安全操作規(guī)程，以防引起火災(zāi)、爆炸事故。(6)現(xiàn)場(chǎng)照明線路必須絕緣良好，布線整齊且應(yīng)相對(duì)固定。

(7)行燈電壓不得超過(guò)36V，在塔筒內(nèi)部工作時(shí)，行燈電壓不得超過(guò)12V，行燈必須帶有

防護(hù)網(wǎng)罩。

4、本項(xiàng)目實(shí)施工效果及改進(jìn)推廣應(yīng)用前景

本項(xiàng)目在解決如何控制塔架加工重點(diǎn)工序的制造精度，利用自動(dòng)焊接解決焊接工作量大等方面跨進(jìn)了國(guó)內(nèi)先進(jìn)行列，本工藝值得在其他風(fēng)電項(xiàng)目推廣應(yīng)用。

作者簡(jiǎn)介：王書海（1982-），男，機(jī)電技術(shù)工程師，主要從事金屬結(jié)構(gòu)技術(shù)工作。

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風(fēng)電塔架制造工藝探討

【摘要】本文重點(diǎn)探討如何控制塔架加工重點(diǎn)工序的制造精度，如何利用自動(dòng)焊接解決焊接工作量大等難題�！娟P(guān)鍵詞】塔架制造工藝技術(shù)難題措施1概述

海南某風(fēng)電場(chǎng)一期（49.5mw）工程位于海南東方市感城鎮(zhèn)至板橋鎮(zhèn)一帶，風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)址沿海南西海岸，北起感恩河入�？冢�南至板橋鎮(zhèn)利章港一帶，近南北向長(zhǎng)約10km、東西寬約1.0km，面積約10km2。本風(fēng)電項(xiàng)目的裝機(jī)規(guī)模為49.5mw，安裝33臺(tái)單機(jī)容量為1500kw的風(fēng)電機(jī)組，共需33套塔架。2解決技術(shù)難題方法

本項(xiàng)目主要采用做實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行研究，采取制定工藝小量試制及時(shí)總結(jié)改進(jìn)小量生產(chǎn)再次改進(jìn)批量生產(chǎn)。2.1總體思路

了解目前風(fēng)電塔架制造的主要流程，使用設(shè)備測(cè)量手段。對(duì)塔架制造質(zhì)量控制的如下幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行攻關(guān)：（1）塔筒卷制精度的控制；（2）內(nèi)外環(huán)縫自動(dòng)焊工藝；（3）塔筒組對(duì)機(jī)應(yīng)用技術(shù)；（4）筒體與法蘭組對(duì)整體外形尺寸控制；（5）塔筒及法蘭焊接變形控制；（6）激光檢測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用。2.2技術(shù)方案

首先根據(jù)我廠現(xiàn)有廠房情況布置2條風(fēng)電塔架制造生產(chǎn)線。新購(gòu)生產(chǎn)線設(shè)備有：3000*40全液壓四混卷板機(jī)1臺(tái)，10噸可調(diào)式焊接

滾輪架1套，20噸可調(diào)傾斜焊接滾輪架1套，60噸可調(diào)式焊接滾輪架6套，30噸組對(duì)滾輪架2套，60噸可調(diào)式噴漆滾輪架2套；80噸可調(diào)式噴砂滾輪架1套；立柱式內(nèi)環(huán)縫焊接操作機(jī)1臺(tái)，立柱式外環(huán)縫焊接操作機(jī)1臺(tái)，激光測(cè)平儀1套，從硬件上保證生產(chǎn)線的先進(jìn)性。我們通過(guò)小量塔架試制（共5套），解決了如下幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：

（1）塔筒卷制精度的控制：筒節(jié)鋼板下料用數(shù)控切割機(jī)下料，保證了下料精度，使相鄰管節(jié)周長(zhǎng)差達(dá)到技術(shù)要求，按工藝圖下料檢查合格的板先用四混卷板機(jī)兩端壓頭及滾圓，筒節(jié)的精度關(guān)鍵是兩端部，只有端部?jī)蛇吀?米范圍壓頭及滾圓合格才能后續(xù)滾整圓，管節(jié)兩端做內(nèi)弧樣板檢查合格，在四混卷板機(jī)組對(duì)縱縫后才能下架，管節(jié)縱縫焊接焊縫檢查合格后回四混卷板機(jī)滾圓時(shí)，必需調(diào)平上下輥的平行度，嚴(yán)禁單邊壓力過(guò)大。局部壓力過(guò)大會(huì)產(chǎn)生單側(cè)板伸長(zhǎng)，出現(xiàn)大頭現(xiàn)象（本工程開(kāi)始未注意到此點(diǎn)，共報(bào)廢管節(jié)7節(jié)）。使回圓管節(jié)達(dá)到圓度技術(shù)規(guī)范要求。（2）內(nèi)外環(huán)縫自動(dòng)焊工藝：內(nèi)外環(huán)縫自動(dòng)焊是關(guān)鍵控制點(diǎn)，我們對(duì)板厚≤16mm鋼板采用不開(kāi)坡口自動(dòng)焊焊接工藝，焊前對(duì)組對(duì)間隙≥1.5mm的局部位置背縫用二氧化碳?xì)獗：秆a(bǔ)焊一道，防止自動(dòng)焊焊穿，背縫自動(dòng)焊再把補(bǔ)焊的焊道清除，清除深度3～4mm（為使焊道寬度一至，未補(bǔ)焊部位一并清除）；對(duì)板厚>16mm鋼板采用開(kāi)坡口自動(dòng)焊焊接工藝，焊前開(kāi)坡口內(nèi)側(cè)先用二氧化碳?xì)獗：负?～3道，確保自動(dòng)焊不焊穿，背縫自動(dòng)焊前不一定清根，但必需氣刨清平焊縫底面。所有自動(dòng)焊嚴(yán)格按試

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