大型风力发电机组塔筒制造流程解析

刘晓秋（葛洲坝内蒙古风电设备有限公司，内蒙通辽028400）

大型风力发电机组塔筒制造流程解析

刘晓秋（葛洲坝内蒙古风电设备有限公司，内蒙通辽028400）

重点介绍了大型风力发电机组塔筒的制造工艺、质量控制节点，并对塔筒的制造流程、质量节点检验方式、安全环境管理进行简单阐述。

塔筒；质量控制；检验；防腐；安全环境管理

风电机组的重要承重支撑部件是塔筒，并起着重要抗震、抗倾覆作用。目前，大型风力发电机组塔筒多数采用圆锥体、钢制圆柱、以及圆锥和圆柱相结合的筒形塔架，塔筒一般分为3～4段，总重100～150t不等。塔筒单元节间采用整体锻造法兰及高强紧固螺栓连接，塔筒板材主要材料多采用Q345E热轧低合金高强度结构钢。

1 制造工艺流程图解

图1

2 制作工序简述

2.1 钢板数控下料

筒体瓦片按照图纸要求进行双定尺切割，并对切割位置精准钢印，并对材料原始信息进行移植；瓦片边缘坡口依据板厚进行不同坡口制备，坡口采用半自动火焰切割机进行切割，切割完成后进行打磨，去除熔渣、毛刺、氧化层，并对瓦片尺寸进行复核。

2.2 瓦片卷板

通过数控卷板机对瓦片进行冷弯卷制，卷板前依据图纸制作内弧面样板，便于卷制过程中比对。纵缝合拢处进行打底焊接，防止卷制变形。

2.3 瓦片焊接

纵缝焊接采用埋弧自动焊焊接内缝，外缝使用碳弧气刨进行清根后，使用十字悬臂埋弧焊机进行外缝焊接。埋弧自动焊采用H10Mn2 φ4.0mm焊丝和SJ101焊剂。焊接完毕后进行100%UT检验。检验合格进行卷板机校圆。

2.4 法兰节拼装与焊接

法兰节拼装采用水平拼装平台进行拼装，法兰平置于拼装平台，法兰节瓦片竖直吊起，瓦片坡口与法兰坡口精准对接，进行点焊加固。

法兰节焊接采用十字悬臂埋弧焊机机型内外缝焊接，焊接过程中需严密监控，严格按照焊接工艺进行，防止法兰面水平度局部变化及外翻。依据制造工艺要求，焊接完毕后进行100%UT检验及其他检验。

2.5 单元节拼装与焊接

单元节拼装采用液压组队机与滚焊台车配合进行拼装。拼装顺序为：法兰节-相邻瓦片-法兰节。拼装完成是需对整体尺寸、双侧法兰同轴度进行检验，检验合格后转交焊接。

单元节焊接采用埋弧自动焊机进行焊接，先焊接内缝，内缝焊接完毕后，利用碳弧气刨进行外缝清根，打磨清根部位，进行外缝盖面焊接。埋弧自动焊采用H10Mn2 φ4.0mm焊丝和SJ101焊剂。依据制造工艺要求，焊接完毕后进行100%UT检验及其他检验。

2.6 门框及焊接件拼装、焊接

焊接件拼装严格执行焊接件拼装工艺，精准放样，确保拼装位置准确，进行点焊。拼装完毕后进行检验。

焊接件焊接采用二氧化碳气体保护焊进行焊机，使用ER50-6 φ1.2mm实芯气体保护焊焊丝，角焊缝全部满焊，并打磨光滑。

门框拼装于底节塔筒上，拼装前按图纸尺寸在响应位置放样，进行切割门框口，并切割坡口，打磨干净，进行拼装，组装后焊缝间隙小于3mm。

门框焊接采用二氧化碳气体保护焊进行焊机，使用E501T-1Lφ1.2mm药芯气体保护焊焊丝，焊前对焊接位置进行预热，预热温度高于100℃。焊接采用分散施焊，控制焊接变形。

2.7 防腐

防腐主要对筒体主体机型喷砂、喷漆，法兰面热喷锌等工作。喷砂进行表面预处理，起到除锈、清洁、提高表面粗糙度等作用，喷砂完毕后进行相应检验，合格后进行喷漆。

喷漆一般在表面预处理后4h内进行，漆层分为底、中、面三层，每层喷涂需在上一层油漆完全固化后进行。涂层应该表面光滑、颜色一致、无气泡、流挂、褶皱、漏涂等缺陷。

2.8 其他安装件安装

安装件包括镀锌件、爬梯滑轨、导电轨、电缆、电气件等功能性零配件，安装过程中需严格按照安装工艺执行，确保安装位置正确，零部件间距离安全，螺栓力矩适当。

2.9 包装运输

塔筒制作完成，并经检验合格后，可运往现场。集中包装的方式进行运输。将备品备件按照要求进行包装，并采取防止损坏、防潮、防尘的措施，与主设备同时、一并发运。

在运输过程中，为了防止法兰变形，采用8#槽钢将塔架下、上法兰进行米字型支撑固定。进行包装时，塔筒在采用包装带缠绕包扎后，放置于运输鞍座上，将毛毡和胶皮铺于鞍座上。为防止雨雪及灰尘进入塔筒内侧，应用防雨布将塔筒两端封堵。

3 质量控制关键节点

表1

（1）钢板验收：钢板进厂后，对钢板进行长、宽、厚度进行测量，与侧喷标识进行核对，按照原材料入库程序进行登记；按照技术要求，以炉批号为依据，对钢板进行10%UT复检；切割前，将钢板至于水平下料平台，检查钢板表面；切割取样，按照炉号进行化学成分复验、按照批号进行力学性能复验。

（2）法兰验收：法兰进厂后，依据图纸对法兰进行内外直径、高度、螺栓孔进行测量，检查外表面是否存在缺陷；按照技术要求对法兰进行100%UT复检；使用激光平面度仪，对法兰进行100%平面度检验。按照法兰炉批号，对法兰试样进行化学成分、力学性能、金相组织复验。

（3）下料：数控下料后进行四边、对角线尺寸复核，坡口尺寸符合技术要求，边缘打磨干净，物熔渣、毛刺、氧化层及火焰切口缺陷。

（4）卷圆：使用内弧样板对卷制弧度进行复核，要求对接口错边≤1.5mm，管口纵缝错牙≤1mm。

（5）法兰节、单元节拼装：法兰拼装采用水平拼装平台进行，只允许咋内侧压缝，法兰外侧与筒体外壁对齐拼装，要求坡口间隙＜2mm，错边＜2mm，筒节中心与法兰面垂直度≤1mm。

单元节拼装：相邻筒节纵缝相对拼装，法兰节拼装时，螺栓孔应该跨纵缝拼装，拼装中严禁在筒壁上焊接工装、使用锤击等方式。环缝对口错边量≤0.1板厚+1mm，不得大于2mm，环缝对口间隙≤2mm。拼装后检查整体尺寸，长度差-10～5mm，塔筒上下左右对角线≤3mm，领用水准仪对双侧法兰同轴度进行检验。

（6）法兰节、单元节焊接：依据焊接工艺进行焊接，焊接完毕后，进行外观检查，确保无咬边、宽度不均、高度不一等缺陷。焊缝冷却后进行100%UT检查，确保焊缝无未融合、未焊透、夹杂、气孔等内部缺陷。制造工艺有RT要求的，特别注意纵环缝丁字接口处影像。按照工艺要求，对焊缝进行磁粉、PT检验。

（7）焊接件、门框焊接：依据焊接工艺进行焊接，焊接完毕后，进行打磨，角焊缝圆滑，无漏焊、烧穿、裂纹、气孔等缺陷，焊接件需要进行30%PT检验。

门框焊接后外观平整，高低、宽窄均匀，不得有焊疤、飞溅、弧坑、咬边等缺陷，进行100%UT检测和PT检测。

（8）防腐：喷砂后，对钢板进行表面清洁度等级、表面粗糙度检验；喷漆后，对油漆喷涂厚度、油漆颜色、附着性能检验。检测仪器使用粗糙度仪、漆膜测厚仪、涂层划割仪。

4 生产中安质环境管理主要事项

（1）质量保证基础：焊接工艺评定。焊接工艺评定按照《压力容器焊接工艺评定》（NB/T47014）标准进行试板制备，选取具有省级资质金属材料检验机构进行检验，确保焊接工艺符合产品生产技术要求。

（2）认真、如实、准确做好原材料原始信息、作业人员信息移植，使用钢印在规定位置进行移植，确保产品信息持续可追溯。

（3）生产过程中注意各岗位安全作业，严格按照设备操作规程进行操作；特种设备作业人员必须持证上岗、对起重作业的吊具进行定期检查、维护和保养；集中供气站须有专人进行看护，严格按照操作规程作业，适时调整管道压力；焊接与打磨过程中做好个人防护，口罩、面罩、护目镜、手套等劳保齐全，高空作业必须在稳固高点位置系紧安全带；涉及电气作业必须由电工进行，其他人员不准进行操作。

（4）做好危险源辨识工作，塔筒制作危险源主要有：物体打击、机械伤害、起重伤害、触电和灼伤等。这些危险源主要分布在部件吊装、拼装、焊接、校正和倒运过程中。

（5）环境保护及职业健康，在塔筒制作中主要有以下几种因素：噪声、焊接烟尘、喷砂粉尘、油漆等有害化学品、废弃物污染等。对于影响人员健康的这些因素应做好积极预防措施。

TM315

A

2095-2066（2016）36-0037-02

2016-12-13

刘晓秋（1986-），男，助理工程师。