海上升壓站下部基礎導管架制作精度控制研究

錢燕燕 施 挺

（上海振華重工（集團）股份有限公司，上海 201913）

江蘇龍源蔣家沙300MW海上風電場項目位于江蘇省省管區內的蔣家沙，本風電場配套建設一座220kV升壓變電站。本工程海上升壓站設計等級為一級，結構安全等級為一級，海上升壓站結構設計使用年限為50年，防腐設計年限為不低于25年。蔣家沙海上升壓站采用包括上部組塊和下部結構的布置模式。下部結構包括鋼樁及導管架結構。本文主要介紹導管架的制作精度控制。

1 導管架主體結構制作精度控制難點

導管架主體結構主要由四根主柱、斜撐、水平撐組成。各撐管之間、撐管與主柱之間均為相貫連接，焊縫要求為I級焊縫，檢測要求為100%（UT+MT），并且內部均無法進入，因此對管接頭的相貫線切割及其坡口開制精度要求很高。同時，大管徑的圓管無法直接采購無縫圓管，需要自制，自制精度也是控制要點。

1.1 管件卷制精度控制措施

為保證圓管對接的錯邊量及拼接后的直線度，單個管件制作時需采取如下精度控制措施：數控下料后按照圖紙及工藝單要求開制坡口，劃出筒體四等分線，坡口檢驗線，并做好卷圓方向等標記；卷制前需調整鋼板，保證鋼板與卷板機輥子垂直，卷圓過程中使用模板檢驗圓度，檢驗其直徑，合格后停止卷圓，并利用工裝調整接口錯邊，最后按WPS要求完成單個筒體的縱縫焊接；縱縫焊后將管件返回卷板機進行復圓，復原過程中用模板檢驗圓度。

1.2 主管拼裝精度控制措施

將每段管件依次放置于滾輪架上，調整相鄰管件之間的錯邊量，按照圖紙調整縱縫錯位，縱縫需錯邊90°；狀態調整完畢后用定位焊固定，將焊接坡口附近油污、銹跡清理干凈，按照WPS要求定位焊；調整好錯邊及直線度后，需按WPS要求完成焊接。焊接時注意保證對稱焊接，以防止因焊接變形不均勻造成的急彎。

1.3 導管架側片車間（預）拼裝精度控制措施

導管架主柱及撐管制作完成并復測檢驗合格后，轉入車間進行側片預拼裝，側片拼裝精度是否合格將直接決定導管架外場立拼的精度。車間側片拼裝控制重點是保證側片主柱開檔尺寸、對角線尺寸、整體直線度及平面度。車間拼裝需完成導管架立拼散裝件的預拼裝及整體安裝側片的裝焊工作。精度控制措施主要有：

（1）對稱劃出散裝側片（19m側片）的預拼裝地樣線；根據地樣線布置胎架，并將胎架調平，胎架整體水平度要求±3mm；根據施工圖紙對19m側片進行預拼裝，預拼裝開檔尺寸需加放10mm焊接收縮量，尺寸檢查無誤后，手工切割（直徑1400mm，無法相貫線切割）各個節點處的相貫線坡口（切割時務必保證精度），并在對接處做好樣沖標記，以便后續立拼安裝。

（2）預拼合格后，將散裝側片撐管轉運至總拼工位，主柱重新調整角度和位置，準備進行整體安裝側片的拼裝；根據施工圖要求劃出整體安裝側片拼裝地樣線；將主柱吊裝至拼裝胎架，一側主柱胎架與地面剛性固定，另一側胎架預留500mm調整間隙；分別將橫撐、斜撐等吊裝到胎架上既定位置，調整合格后將另一側立柱調整到位；檢查側片上下兩端開檔尺寸L1/L2，預留焊接收縮量，要求L1-L2=±3。

（3）手工修割撐管（直徑1400mm無法利用相貫線切割機進行）兩端相貫線；相貫線切割完成，利用定位線將各撐管一一調整到位；尺寸檢查無誤，根據WPS要求實施定位焊，為避免焊接收縮對整體結構尺寸的影響，需對稱焊接各個撐管；檢驗合格后修割主柱下口余量，修割時使用環形割刀，注意保證下口平整度，合格后劃出-4.5m檢測線，以便后續精度檢查。

側片預拼裝及拼裝精度控制要求如下：上下口開檔≤8mm；對角線差≤5mm；撐管定位尺寸偏差要求≤2mm；側片上端面同面度△t＜3mm（利用激光開角尺線測量）；側片整體平面度偏差△a≤3mm；主柱直線度偏差L/1000，最大不允許超過5mm。

1.4 導管架主體外場立拼精度控制措施

（1）劃出導管架立體拼裝地樣線，地樣線劃線偏差±0.5mm；根據地樣線布置立體拼裝胎架，并調整胎架整體水平，胎架水平度要求±2mm。使用膨脹螺栓將胎架與地面固定；將整體側片1吊裝到胎架既定位置進行定位，調整側片使得側片主管中心線與地樣線相對應，此時側片落位；使用預制好的擋靠將主管固定在胎架上，然后將事先掛好攬風繩拉緊，并固定在配重塊上。

（2）利用同樣的方法對整體側片進行定位，并固定好；測量側片的定位尺寸，要求：兩個側片開檔尺寸偏差≤10mm；兩側片平行度偏差小于等于3mm（需取多點測量）,兩側片垂直度偏差≤5mm；兩側片上端面整體平面度偏差≤3mm（以-4.5m 高程線為基準測量）。

（3）導管架立體19m散裝側片拼裝步驟：安裝底部橫撐→對稱安裝兩個散裝側片斜撐→安裝頂部橫撐→安裝上口水平斜撐；散裝側片安裝完成后，根據規定的WPS整體對稱焊接各撐管。

（4）導管架側片立體拼裝精度焊后要求如下：整體高度≤6mm，對角線尺寸≤5mm；撐管主要結構定位尺寸要求≤±2mm；導管架上端面整體平面度（h1-h2…hn）≤3mm；水平撐定位尺寸要求≤±3mm；上下水平撐管安裝后整體平面度偏差±3mm；側片開檔≤6mm。

（5）導管架立拼裝配完成后，焊接前需解除胎架內外側的靠擋，以免影響下口開檔的收縮，從而造成上口焊接收縮大于下口的收縮，垂直度會有很大影響。

2 附屬結構安裝精度控制

防撞管、電纜保護管、登機斜梯梯梁、內平臺梯梁、防沉板撐管、灌漿平臺等結構存在大量的空間相貫線接口，且均需制作成組件后再安裝，因此下料時需要運用相貫線切割機進行精確切割。組件制作精度控制以防撞管為例進行說明。防撞管組件精度控制措施包括以下三個方面。

（1）通過立體建模，給出防撞管固定管的空間相貫線及坡口切割參數。在數控切割相貫線之前，需在管子外側繪制四等分線，并做好0°、90°、180°、270°標識，以便后續固定管的切割和安裝。

（2）通過相貫線切割機對防撞管零件進行下料，下料后需檢驗各零件的尺寸是否合格，合格后方可進入下道工序。繪制防撞管組件拼裝地樣線，布置防撞管胎架。一次裝配防撞管主管及固定管，注意保證整體水平及固定管的垂直度。

（3）裝配完畢后，需檢驗各零件安裝尺寸及角度是否正確，垂直度、直線度、平整度等參數均滿足要求后方可進入下道工序。裝配合格后，方可按照WPS要求進行焊接。焊接時注意保證對稱焊接，以避免焊接收縮造成的扭曲變形。焊接完畢后對完工尺寸進行報驗，合格后方可進行整體吊裝。

3 結論

海上升壓站導管架結構制作及拼裝要求較高，合理的工藝流程及嚴格的精度控制措施才能保證制作的順利進行，因此，精度控制是本結構的重點。經過有效論證，本項目將對后續類似結構的制作起到一定的借鑒作用。