风电塔筒的制作过程探究

摘要：本文对风电塔筒的制作过程及常用的制造工艺做了介绍，同时分析了塔筒施工时所应用的防腐以及运输包装等工艺技术，以期为相关行业从业人员提供指导和帮助。

关键词：风电塔筒;制作工艺;防腐技术;运输包装

塔筒作为风电机组当中的承重部件，能够有效吸收机组运行过程中产生的震动，有效保障了风电机组的运行稳定性。当前，在进行大型风电机组塔架的施工时，多采用圆锥、钢制圆柱以及圆锥圆柱相结合的桶型工艺。通常情况下，风电机组的塔筒分为3～4段，塔架采用整体锻造法进行连接，而塔筒板的材料主要是热轧低合金高强度结构钢，其稳定性及耐腐蚀性都较强。

一、塔筒的制作工序概述

在进行风电机组塔筒的制作时，其制作顺序依次为筒节、顶法兰、其余法兰以及塔架的最后组装。

在进行筒节的制作时，首先需要对制作原材料进行检查以及二次复检，然后对施工钢板进行预处理以及数控切割下料等，在完成上述工作内容后需要对施工钢板以及其他材料的尺寸进行检验。待检验合格后需要对坡口进行加工以及卷圆，最后进行的焊接、校准以及检测。

在进行顶层法兰和筒节的制作时，首先需要对成品法兰进行入厂检测以及二次复检，然后将顶层法兰和筒节进行焊接以及检测。倘若检测出的平面度超过预期标准，需要对法兰上表面进行二次打磨，确保其平整度符合施工要求。

在进行其余法兰和筒节的制作时，和顶层法兰类似，需要对其进行入厂检验以及二次复检，然后将其和筒节焊接起来，最后对其平面度进行检测。

最后需要对塔架进行组装，具体来说需要完成以下流程：首先对法兰及各对应筒节进行组对、检测以及焊接，在焊接过程中需要将其内件位置线标明出来，方便检测人员进行二次复检，然后对内件进行焊接以及防腐处理，并对内件进行装配、包装以及发运。

二、塔筒制作的关键工艺

在进行塔筒的制作时，有几项关键技术直接关系着塔筒制作的最终质量：

2.1材料复检

在所有法兰进厂进行后续施工之前，需要对其进行机械、物理以及化学等多个项目的复检，法兰供应商需要根据施工要求为施工企业提供另一套复检需要的试样，在复检合格后才能够用于后续的施工。筒体材料需要根据不同的炉火熔铸批次进行机械、化学以及冲击耐受力等方面的二次复检。在此过程中，供应商同样需要为施工企业提供复验所需材料。

2.2塔筒鋼板下料

塔筒是由很多个塔节构成的，每一个塔节都只能由一张钢板组成，同时，由于在具体施工过程中塔节的高度允许有正偏差，因此在每个塔节施工高度方面可以允许其有3.0mm的收缩量。

2.3门框制作

在进行门框的制作时，需要确保整块钢板下料，不能在下料过程中采用拼接的方法。同时在进行门框的装配焊接时，除了要保证门框的装配正确外，还需要确保门框的安装和修磨坡口钝边工作同时进行。在进行坡口钝边的修磨时，需要保持门框四边和孔隙之间形成约为2mm的间隙。

2.4塔筒焊接防变形措施

法兰和筒体焊接完成后会出现较大的形变误差，这将影响法兰的平面度和边长的精细尺寸，因此在进行二者的焊接前需要采取相应的措施来防止其发生变形。首先可以采用螺栓固定双法兰的方法来最大限度的限制焊接形变程度，同时在焊接过程中还需要对焊接的顺序以及焊接所用工艺进行严格控制。其次，可以在进行法兰和筒体的焊接前对焊道坡口两侧进行高温预热，然后进行焊接，这样也能够减少形变程度。

2.5对法兰平面度和倾斜度进行测量

对于施工单位来说，在购置法兰入厂后需要首先对其平面度进行测量，而法兰的倾斜度可以采用铝合金方管来进行测量，测量结果允许存在内倾0.5mm的误差。当进行各个塔节的焊接时，则需要确保相邻法兰的间隙在0.5mm之内。

三、塔筒的防腐工艺及油漆维修工艺

在进行塔筒涂漆施工时，需要禁止采用滚刷的方法，这主要是由于塔筒存在垂直倾斜度，因此采用滚刷的方法来对其进行粉刷时必然会存在部分表面的遗漏，加速其腐蚀和衰老，因此相关工作人员需要采用无气喷涂的方法来进行塔筒的涂漆。在进行涂漆的过程中，需要确保表面的相对湿度不超过80%，同时涂刷表面的温度比施工现场环境温度高3℃左右。在进行涂漆的过程中，需要确保涂漆高度和油漆供应商所规定的环境空气及部件表面最高温度值及最低温度值相一致，不能超出该限定范围。在进行风电机组塔筒的涂漆工作时，需要在塔筒内、外表面，法兰面以及镀锌零件表面采用不同的涂漆手段。

当前，在进行塔筒的油漆维修时通常将其分为以下三个部分：第一，对塔筒表面的旧涂层以及锈蚀层进行全方位的清理，充分暴露金属母材料，母材料的暴露程度需要达到Sa2.5级。倘若母材料的暴露程度达不到预期，施工人员可以通过动力砂轮来对需要暴露的部位进行打磨，或者对其进行处理使之成为梯度的过渡层。第二，按照规定的漆膜厚度来采用原始配套方案来进行底漆的手动冲刷;第三，在进行中间漆以及面漆的施工时，可以选择直接喷刷的方式来使得施工后厚度和施工预期相符。

四、风电机组塔筒的运输及包装

在完成塔筒的制作且经检验合格后，需要将其运往使用现场。在对其进行运输时，需要采用装箱或者集中包装的方法来进行配件的运输。在进行相应材料的包装时，工作人员需要采用一定的防撞、防潮、防尘手段，将附件和主设备同时运往现场。

在运输过程中，为了避免法兰出现变形的情况，可以选择十号槽钢将塔架的上、下法兰进行支撑固定。在对其进行包装时，首先需要使用于塔筒体积相同的大包装布来对塔筒进行包扎，然后将其置于运输座上，在运输座表面铺设大量的毛毡和软毯。另外，为了避免空气中的灰尘及杂质进入塔筒内，需要采用包装封头来对塔筒的两侧进行密封。

参考文献

[1]张宏瑞，于卫锋，吕银娟.风电塔筒焊接工装平台倾斜改进试验[J].机械研究与应用，2020，33（05）：177-179.

[2]张宏瑞，于卫锋，吕银娟.风电塔筒焊接工装平台倾斜改进试验[J].机械研究与应用，2020，33（05）：177-179.

[3]王嵛民.风电塔筒制作过程中质量控制关键点及要求[J].科技资讯，2018，16（27）：35-36.

[4]郭景红.风电塔筒制作过程研究[J].科技与企业，2013（17）：285.

作者简介：曹金磊（1988.08—）;男，汉族，山东省诸城市人，技术专工，本科; 研究方向为风电塔筒的制作过程探究。

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