海上風(fēng)電導(dǎo)管架的建造分析

張瑞 王龍

摘要：針對海上風(fēng)電導(dǎo)管架的安裝和使用要求，從導(dǎo)管架的整個制造流程，對導(dǎo)管架的制造精度和防腐質(zhì)量進行論述，旨在為后續(xù)海上風(fēng)電導(dǎo)管架的建造提供參考。

關(guān)鍵詞：海上風(fēng)電;導(dǎo)管架;精度;防腐

引言

導(dǎo)管架作為海上風(fēng)電的基礎(chǔ)的一部分，其上與風(fēng)機塔筒和附屬構(gòu)件相連接，其下與鋼管樁相連，導(dǎo)管架將風(fēng)機載荷通過鋼管樁傳遞給地基的支撐結(jié)構(gòu)，它的主體結(jié)構(gòu)通常是在岸上制作完成，再運輸至相應(yīng)位置進行吊裝。為保證導(dǎo)管架的使用年限，在制作過程中必須保證其有足夠的強度和腐蝕余量。目前，海上風(fēng)電是一個搶裝潮，所以在建造過程中，結(jié)合制造廠本身的資源配置情況，選擇合適的建造方法和工藝，在保證安全性和經(jīng)濟性的同時，縮短建造工期。

1概述

某海上風(fēng)電場項目擬安裝總裝機容量 500MW 的海上風(fēng)電機組，共計 67 座海上風(fēng)機，風(fēng)機基礎(chǔ)選用導(dǎo)管架基礎(chǔ)，其設(shè)計重量在1300T以上，高度接近70m。本項目導(dǎo)管架主體為桁架結(jié)構(gòu)，中間為4 根立柱和3 層X 斜撐結(jié)構(gòu)，上部為過渡段結(jié)構(gòu)和外部平臺，過渡段上口裝有大型法蘭與風(fēng)機筒體連接;下部為插入式灌漿連接段，與海底鋼管樁連接。此外本導(dǎo)管架上還有服務(wù)平臺，靠船件等附件。

2 導(dǎo)管架的建造

2.1圖紙放樣

本項目所采用的導(dǎo)管架基本上是采用鋼板卷制成筒節(jié)后，在進行拼裝焊接，為保證所有筒節(jié)滿足橢圓度≯4mm，錯邊量≤3mm，正確圖紙放樣是質(zhì)量控制的先決條件，特別是不同板厚的對接，變徑與直管段的對接的質(zhì)量控制難度較大。

2.2 導(dǎo)管架的建造流程

鋼板下料—→坡口切割—→筒節(jié)卷制—→筒節(jié)縱縫焊接—→筒節(jié)回圓—→筒節(jié)拼接 —→片體制作—→附件在片體上組裝—→片體油漆—→片體中組合攏成分段—→面漆修補 —→ 主導(dǎo)管上部分段與過渡段總組—→導(dǎo)管架上部和下部總裝合攏—→吊裝裝船

2.3 建造階段質(zhì)量控制

鋼板在切割下料階段其長度寬度偏差≯3mm，切割面平整度不大于板厚的5%，且≯2mm，切割零件的表面割紋深度不得大于0.3mm，局部缺口深度不應(yīng)大于1.0mm。剪切型鋼端部垂直度應(yīng)不大于2.0mm，并應(yīng)清除毛刺。

管節(jié)卷制階段主要控制其橢圓度，橢圓度≯4mm，特別是將軍柱，因為將軍柱的直徑是7m，板厚由50mm和90mm分別卷制成管段進行對接，并且要與法蘭對接，若控制不好，會直接導(dǎo)致法蘭的安裝質(zhì)量不合格。

拼裝管節(jié)時，平直度誤差要求任何3m一段不超過3mm，任何12m一段不超過10mm，任何超過12m一段的不超過12mm。筒節(jié)對接縱向鋼板的翹邊偏差600mm范圍內(nèi)不大于3mm。筒節(jié)對接錯邊量偏差為板厚的1/10，且不大于3mm，大合攏筒節(jié)對接錯邊量偏差可以放寬到5mm。為保證良好的受力情況，環(huán)向相鄰?fù)补?jié)的上節(jié)外徑的任意點不能超出下筒節(jié)。筒節(jié)組對的縱向焊縫間距最小500mm，相鄰管段縱縫至少錯開90度。

過渡段的精度控制，主要是基礎(chǔ)法蘭的參數(shù)控制，法蘭需要進行4次測量，分別是法蘭進場后進行檢測，與將軍柱拼接后焊接前，將軍柱焊接完成后，過渡段整體焊接完成后。其精度控制如表一：

法蘭在安裝焊接后出現(xiàn)平整度和內(nèi)傾度超標(biāo)，或者出現(xiàn)外翻，需要編寫修正方案，在進行修正，一般是采用火焰校正的方式。

大合攏后的精度控制：（1）導(dǎo)管架的頂部任意相鄰二導(dǎo)管中心距離誤差要在±10mm內(nèi)，其他水平平面內(nèi)的任意二導(dǎo)管的中心距離誤差要在±15mm內(nèi)。（2）拉筋的組對偏差要在±10mm內(nèi)，任意拉筋兩端位置相對誤差要在±10mm內(nèi)。（3）導(dǎo)管架導(dǎo)管的頂端標(biāo)高誤差在±10mm內(nèi)，但導(dǎo)管架頂端的相對誤差要小于或等于10mm。（4）導(dǎo)管架任何平面內(nèi)的對角線相對之差要小于或等于15mm。（5）導(dǎo)管加厚段的位置誤差要小于或等于25mm。

2.4 導(dǎo)管架的防腐技術(shù)

本項目導(dǎo)管架一部分浸沒在海水中，為浸沒區(qū);一部分暴露在空氣中，為大氣區(qū);中間一部分因為潮汐原因，在海水與空氣之間不停的變換，為浪濺區(qū)。其中浪濺區(qū)的腐蝕最為嚴重，和大氣區(qū)一樣，采用防腐涂料進行防護，不同的是加大其防腐涂層的厚度，浸沒區(qū)采用防腐涂層和犧牲陽極的方式進行綜合防護。

風(fēng)機導(dǎo)管架主體結(jié)構(gòu)的防腐涂層配套體系：大氣區(qū)采用玻璃鱗片環(huán)氧樹脂漆（350μm×2）+聚硅氧烷面漆（80μm）;浪濺區(qū)采用玻璃鱗片環(huán)氧樹脂漆（500μm×2）+聚硅氧烷面漆（80μm）;浸沒區(qū)采用玻璃鱗片環(huán)氧樹脂漆（400μm×2）。

3 結(jié)論

本項目的導(dǎo)管架分別有中集來福士、中集太平洋、泰勝藍島、華電曹妃甸重工裝配有限公司、廣船國際有限公司等五個制造廠多個制造基地進行建造，目前67套導(dǎo)管架全部制造完成。

參考文獻

[1]任灝，方輝，魏鑫澤.導(dǎo)管架船撞損傷與剩余強度的結(jié)構(gòu)有限元模擬與評估方法[J].南能源建設(shè)，2021，8（03）：26-33.DOI：10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2021.03.004.

[2]曲本文，朱帥帥，陳志強，張宇.我國海上風(fēng)電場中一種導(dǎo)管架陰極保護效果模擬分析研究[J].全面腐蝕控制，2021，35（09）：45-48+91.DOI：10.13726/j.cnki.11-2706/tq.2021.09.045.04.

[3]孫煥鋒，葛暢，許海波，陳鳳云.海上風(fēng)電四樁導(dǎo)管架基礎(chǔ)承載特性數(shù)值模擬研究[J/OL].水力發(fā)電：1-4[2021-12-06].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.1845.TV.20211015.1712.004.html.

[4]胡雪揚.海上風(fēng)電樁基導(dǎo)管架基礎(chǔ)灌漿段設(shè)計與應(yīng)用[J].水電與新能源，2021，35（10）：34-38.DOI：10.13622/j.cnki.cn42-1800/tv. 1671-3354.2021.10.009.