風電塔筒制作技術及質量控制分析

王劍鋒

摘要：本文主要針對風電塔筒制作技術展開探討，分析了風電塔筒制作技術的要點，以及在制作的過程中應該采取哪一些質量控制的方法，明確了質量控制的措施，希望能夠為今后的風電塔筒制作工作提供參考。

關鍵詞：風電塔筒，制作技術，質量控制

前言

風電塔筒制作有很多工程也有非常多的工序在制作的過程中要采取更加科學合理的制作技術，才能夠提升制作的質量，與此同時在制作的過程中必須要做好質量控制，才能夠確保制作的效果。

1、塔筒制造流程

進入二十一世紀以來，能源和環境問題日益突出，成為當前國際政治經濟領域的熱點問題，也是國內社會經濟發展的基礎性重大問題。我國能源結構中煤電比例過高的問題十分嚴重，燃煤發電對環境、氣候、水資源、交通運輸等造成了很大壓力。國家“十一五”規劃制定了2010年單位GDP能耗降低20%、主要污染物排放總量減少10%的目標。可是，2006年與2007年，我國已經連續兩年沒有實現預期的節能降耗和污染減排目標。因此，能源結構的調整勢在必行，大力發展可再生能源迫在眉睫。

風能是可再生能源中發展最快的清潔能源，也是最具有大規模開發和商業化發展前景的發電方式。我國是風能資源大國，據初步估算，就50米高度而言，陸地可利用的風能資源約為60-100GW，海上風能資源約為10-20GW，位居世界第三。到去年年底，全國風電機組累計裝機容量達到1215.28萬千瓦，位列全球第四，標志著我國風電產業進入高速發展時期。按照中國工程院對我國可再生能源發展策略的研究結果，在2010年到2020年期間，可再生能源將占總能源需求的10%（不包括水能），其中并網的風能預期達到3%，即到2020年風電裝機總容量將達到80GW。由此可見，以風力發電為龍頭的清潔電源形式對于改善我國電源結構，實現能源開發對環境友好、可持續發展以及二氧化碳減排具有重要的戰略地位。

首先選擇優質鋼板下料，接著采用專業機械將鋼板卷筒并檢驗其圓柱度，檢驗合格后焊接卷筒縱縫，然后安裝法蘭并且進行環縫焊接，確保連接強度，再就是將每一個卷筒拼裝焊接起來，整體焊接完成后要進行防腐處理，防腐處理后安裝內飾，最后就是進行包裝運輸。

塔筒制造過程中涉及到的每一個焊接部分都是質量控制點，焊接完成后都需要使用專業的探傷儀進行焊縫探傷，檢測焊縫中是否含有雜質或者是氣泡，確保焊縫的牢固性。

2、塔筒制造方案

2.1 材料準備及檢驗

采購回來的鋼板、法蘭等材料要檢驗其外觀尺寸，達到一定的合格率才可以驗收。每采購一批鋼板都要隨機抽取總數量的10%進行全方面檢驗，質量達到JB/T4730.3-2005Ⅱ級才算合格。而環鍛法蘭檢測外形合格后除了要隨機抽取總數量的10%進行UT檢測外，還要進行MT檢測。UT檢測結果要符合JB/T4730.3I級標準要求，MT要滿足JB/T4730.4I級標準要求。

2.2 鋼板下料

鋼板下料采用的是數控切割機。首先根據工藝要求進行編程，校驗無誤后將程序輸入數控切割機，然后標記出鋼板的編號，進給方向，厚度等，最后由數控切割機按照編寫程序進行切割。切割完成后要檢驗其尺寸，長度誤差小于2mm，寬度誤差要小于2mm，對角線誤差小于3mm，而且要選擇五個以上的點進行測量然后取平均值。下料合格后按照工藝卡片的要求，切割瓦片的坡口，方便之后進行環縫和縱縫的焊接，坡口的尺寸也要符合工藝規定。切好坡口后要進行打磨，使其平整光滑，便于裝載運輸。

2.3 卷板及校圓

卷板機是對比樣板尺寸進行的，首先制造弦長1.2m的標準樣板，然后卷板機根據樣板的尺寸來一點點卷起鋼板，卷筒和樣板的間隙不得超過2mm。卷板完成并檢驗合格后要進行卷筒加固，防止其變形，一般采用的方式是在坡口處點焊，這樣既可以加固，又可以很容易的清除。縱縫的焊接間隙控制在2mm左右，兩焊接邊的差值小于3mm，圓柱度的要求為：Dmax-Dmin≤0.5D%。

2.4 縱縫焊接

縱縫的焊接一般分兩次進行，內縫焊和背縫焊。先進行的是內縫焊，焊接完成后整個卷筒也就完全固定了，接著徹底清除背縫的雜質，露出焊縫坡口金屬，使得背縫的深度大致相同，焊接也就更容易保證尺寸精度。如果縱縫的寬度大于1mm，則必須先進行氣保焊，為正式的焊接打底。焊接完成后要對其進行全方位超聲波探傷，達到Ⅰ級才算合格。探傷后要檢查焊縫外觀，不合格的要加以處理。此外，滅弧也要采用專業的方法，嚴禁采用敲打法滅弧。

2.5 拼裝（法蘭拼裝、大節拼裝）

拼裝法蘭節要在專門的拼裝平臺上進行，在拼裝之前要做好一些準備工作，例如將法蘭的坡口面朝上，測算接口處周長，估算可能出現的錯位量等。在拼裝時必須保證法蘭與筒節的間隙很小，而且管壁要嚴格對齊，錯位不得超過1.5mm。拼裝完成后要在外部進行封焊，確保整體焊接的牢固性。大節拼裝使用大型的對接機將環縫緊密對齊，接下來的步驟和法蘭拼裝一致，但是要求更高。拼接完成后要進行檢測，例如測量整體塔筒的直線度和高度，環縫焊接的錯位量，法蘭位置度，表面光滑度等，這些測量參數都要符合對應國標的要求。

2.6 環縫焊接

環縫焊接也是先進行內縫焊接，再進行外縫焊接，其要求和縱縫焊接一致。焊接的溫度要大于100攝氏度，小于250攝氏度，而且焊接不能在非焊接區域引弧，也不允許隨意將筒體接地，必須采用專用的接地方式。整個焊接過程中要根據實際情況調整焊接順序，一道工序完成檢查合格后才能進入下一道工序。

2.7 附件拼裝及焊接

按照設計所要求的步驟逐個拼裝并焊接附件。這些附件不需要太高的精度要求，大都采用手工焊。但是手工焊的焊條必須進行烘烤，焊接時焊接工也要配備保溫桶用來保存焊條。

3、塔筒的防腐、油漆維修和運輸

塔筒涂漆不能采用滾刷的方法，而必須采用無氣噴涂方法。涂漆時，相對濕度不能大于80%，表面溫度應比環境空氣露點溫度高3？C。涂漆不能低于或高于油漆供貨商所規定的環境空氣和部件表面的最高溫度值和最低溫度值。對塔筒內、外表面，法蘭面及鍍鋅件有不同的涂裝要求。

現場對塔筒油漆維修分為三個部分：①徹底去除舊涂層和銹蝕層，金屬母材露出要求為Sa2.5級，可采用動力砂輪將需要處理部位打磨成梯度的過渡層。②按照規定的漆膜厚度，采用原始配套方案手刷底漆。③中間漆、面漆施工，可采用直接刷涂或噴涂，來滿足原始配套厚度要求。

塔筒制作完成，并經檢驗合格后，可運往現場。采用裝箱或集中包裝的方式進行附件的運輸。箱內須按照要求裝配備件、備品，并采取防止損壞、防潮、防塵的措施，與主設備同時、一并發運。

在運輸過程中，為了防止法蘭變形，采用十號槽鋼將塔架下、上法蘭進行米字型支撐固定。進行包裝時，塔筒在采用包裝帶纏繞包扎后，放置于運輸鞍座上，將毛氈和膠皮鋪于鞍座上。為防止雨雪及灰塵進入塔筒內側，應用防雨布將塔筒兩端封堵。

4、結束語

綜上所述，本文對風電塔筒制作技術展開探討，論述了風電塔筒制作技術的關鍵點，對于制作過程中的措施進行了分析，提出了一些比較可行的質量控制方案，可供今后參考和借鑒。

參考文獻：

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[2]金風兆瓦級系列風力發電機組塔架技術條件[S].新疆金風科技股份有限公司，2018.14