《风力发电机组塔架法兰的组装和焊接施工工法》由会员分享，可在线阅读，更多相关《风力发电机组塔架法兰的组装和焊接施工工法（128页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、风力发电机组塔架法兰的组装和焊接施工工法1 前言风电塔筒系圆锥筒形焊接构造件，分段制造，每段高度在十几米至三十几米，每段节间采用连接法兰连接，顶部安装风力发电机。风电塔筒制造难点在于解决各段连接法兰之间的平面度、平行度与焊接变形之间的矛盾。本工法总结了甘肃白银平川捡财塘45MW风电特许项目发电机组30套塔筒制造过程中，对法兰组装精度控制和焊接变形控制的成功经验，可在此后类似工程的施工中加以推广应用。1.塔筒概述 风电塔筒就是风力发电的塔杆，在风力发电机组中重要起支撑作用，同步吸取机组震动。 海风风电塔筒风电塔筒的生产工艺流程一般如下：数控切割机下料，厚板需要开坡口，卷板机卷板成型后，点焊，定位
2、，确认后进行内外纵缝的焊接，圆度检查后，如有问题进行二次较圆，单节筒体焊接完毕后，采用液压组对滚轮架进行组对点焊后，焊接内外环缝，直线度等公差检查后，焊接法兰后，进行焊缝无损探伤和平面度检查，喷砂，喷漆解决后，完毕内件安装和成品检查后，运送至安装现场。 2 工法特点2.0.1流水线作业形式，胎膜具的合理设计，大大提高了法兰组装精度。2.0.2具有可操作性，减轻劳动强度，提高劳动效率，满足现代化工程需要，提高制造单位竞争优势，体现了原则工艺的先进性和科学性。3 合用范畴本工法合用于各类风电塔筒制造过程中的法兰组装和焊接，对塔筒整体制造质量控制有一定的指引意义。4 工艺原理4.0.1 在下料过程中
3、控制筒节扇形钢板的弦长、弦高、对角线偏差。4.0.2 筒节在卷制过程控制其圆度。4.0.3 法兰与筒节组装时，控制筒节管口平面度。4.0.4 法兰与筒节焊接时控制法兰的几何精度。5 施工工艺流程及操作要点5.1工艺流程根据塔筒为变径直管的特点，采用AutoCAD软件整体精确放样，将其数据输入数控切割机程序中进行下料；在筒节卷制中严格控制压延次数，大大减少保证筒节的周长误差减小到最低值。制作工艺流程见图5.1。 图5.1 工艺流程图5.2操作要点5.2.1准备工作搭设原则平台。平台基本采用60cm厚混凝土作基本，上部铺设100mm厚度钢板，用水准仪找水平，钢平台平面度为1.0mm；在钢平上面根据
4、法兰直径大小，布置装焊法兰固定胎具，胎具采用机加工制作，其胎具与法兰接触平面保证平面度为0.5mm，见下图5.2.1-1示意。图5.2.1-1 胎具与法兰接触平面图法兰固定胎具。由于塔筒有一定的锥度，各段塔筒其连接法兰直径是不同样的，因此在加工制作法兰固定胎具时，要考虑到这一点，其固定胎具必须兼顾所有法兰组装的需要。见图5.2.1-2。5.2.2 筒节制作1.筒节下料、卷制1）所有料坯均采用首件检查制，经质安部确认后，方可批量下料。2）所有单节筒壁扇形钢板的对角线差不不小于3.0mm、弦长公差为1.5mm；每段塔筒中间节预留23mm焊接受缩余量，与法兰连接的筒节在钢板下料时预留510mm修正余
5、量。3）16mm壁厚的钢板可以不开坡口外，其她壁厚的钢板开30坡口，预留4.05.0mm钝边；与法兰连接的筒节开30坡口，留2.0mm钝边。保证所有切割面切割后光滑，避免浮现缺肉状况，清理切割飞溅及氧化皮等。4）按滚压线进行筒节卷制，卷制过程中注意清理板面及卷板机上下辊，避免因氧化铁等杂物压伤板材；对接后进行打底焊，打底焊采用CO2气体保护焊，其焊缝应规整、均匀，焊后及时清理焊接飞溅等；开坡口管节在管内壁打底焊，不开坡口的管节在管外壁打底焊。5）相邻筒节的组对，纵缝错位180。环缝对接前应进行管口平面度修整，满足技术规定后方能对接，对接时控制环缝间隙均匀，并检查管节对接的素线长度、对角线偏差值
6、满足规定，以保证上下管口的平面度、同轴度。6）纵、环缝焊接按照焊接工艺评估执行。2.法兰与相邻筒节（见图5.2.2-1）图5.2.2-1 法兰与相邻筒节1）将法兰固定在原则平台胎具内。用工艺螺栓使之与胎具固定牢固、紧密，检查法兰颈的平面度。2）吊入筒节与法兰颈对接。对接前应检查筒节的圆度、管口平面度和周长，保证筒节与法兰周长差不不小于3.0mm；对接时在筒内钢平台上焊接挡块，通过楔子微调其少量错台和不圆度，并保证其对接间隙均匀，且不不小于2.0mm。见上图4-23。3）组对后进行CO2气体保护打底焊，打底焊采用等距分段打底法，即断续、对称焊接，直至整条环缝打底完毕，其焊缝应规整、均匀，焊后及时
7、清理焊接飞溅等。3.相邻段筒节法兰1）根据塔筒制造质量规定，连接法兰只容许内凹，而不容许内翘，见下图5.2.2-2规定。为控制焊接变形，法兰与筒节焊接前，先将相邻法兰组合，用工艺螺栓把紧，注意把紧螺栓的松紧度，随时把紧螺栓。2）为保证法兰焊接后满足塔架制造技术条件规定，连接法兰把紧时加厚度为3.03.5mm垫片进行焊接变形控制，垫片数量至少为12个， 按法兰内圆圆周均布；顶法兰把紧时加厚度2.0mm垫片进行焊接变形控制，垫片数量至少为8个，按法兰内圆圆周均布；法兰把紧应对称、均匀施力，同步法兰外缘结合严密。（见图5.2.2-3）。图5.2.2-2图5.2.2-34.分段筒节与法兰节1）组装措施
8、。分段筒节与法兰节采用平卧组装，在可调式防窜滚轮台架上进行；组装前认真测量管口周长，用激光找中仪检查组装端口的平面度公差，用角磨机进行修整，使端口平面度控制在1.5mm以内；用水准仪调平分段筒节轴线，检查法兰节端面与分段筒节轴线的垂直度、螺栓孔位置度满足规定；为了平面度控制以便、快捷，在两端口处设立平行基准面，用激光找中仪测距，使两平行基准面平行度为0.5mm；基准平行面可以制作成滑移式轨道，以满足不同长度的分段节测量需要，同步也便于与法兰接触，直观的反映出法兰平行度误差，便于校正。具体见图5.2.2-4示意。图5.2.3-42）法兰节与分段筒节自然状态下组装，避免强行组装；通过管口内米支撑调
9、节圆度，控制法兰节组装变形及对接错边量，并保证组装焊缝间隙均匀在2.0mm以内。3）组装后进行CO2气体保护打底定位焊，其打底措施同上所述。定位焊后，对单段筒节两端法兰的平面度、圆度以及两法兰端面的平行度、同轴度进行检查，如不符合规定规定，进行调节直至符合规定规定。5.2.3 焊接1.焊接前对焊缝坡口及焊缝周边进行清理。2.塔筒焊接。焊道打底采用CO2气体保护焊，以减少热应力变形。正式焊接均采用埋弧自动焊。根据板厚及坡口大小，严格按照成熟的焊接工艺评估参数、焊层道数、电压、电流及焊接速度等参数操作。3.通过参照基准平行面，密切关注端面法兰变形状况，可以快捷的分析导致变形的应力点，为调节和控制变
10、形提供根据。每条（道）环缝要一次焊接完毕，保证受热均匀，避免产生新的应力变形。5.2.4 检查1.严格按照塔筒制造技术合同进行检查。检查法兰焊接变形，分段塔筒两端连接法兰焊接变形控制在0mm-1.5mm；顶部法兰焊接变形控制在0mm-0.5mm。 2.由于法兰在采购订货时的厚度为+3/+1，因此，对于局部微量超差，可用角磨机或自制动力头铣面机找正。6 材料与设备6.1 材料塔筒材料应符合有关技术参数。甘肃白银平川捡财塘45MW风电特许项目发电机组30套塔筒重要材料见表6.1。 表6.1 塔筒主材表 编号项 目技术参数和规格备 注1塔体材料S 355 J2G3 （1.0570）EN10025-3
11、.1B/EN 10204中国钢材Q345D 31J-202法兰材料S355NL-Z25EN10025-3.1B/EN 10204中国钢材Q345E-Z25 31J-403法兰成型工艺环形锻造4法兰剖面形状倒L字型6.2 设备塔筒制造施工中的设备配备见表6.2-1表6.2-2表6.2-1 塔筒制造施工的设备配备表序号设备名称规格型号单位数量1卷板机303000台12龙门吊MQ40/42台13龙门吊QM25/22台14汽车吊QY25台15可控硅焊机ZX7-630台26全自动逆变埋弧焊机MZ-1000型台57逆变焊机ZX5400台88数控切割机SQG-4000型套29载重汽车8T台110焊剂烘烤箱8
12、080100（cm3）台111焊剂筛选机台112碳弧刨枪JG-2只213可调式防窜滚轮架ZT-30套214可调式防窜滚轮架ZT-50套115空压机12m3台116角向磨光机125台1517磁力钻角向磨光机台1表6.2-2塔筒检测设备配备表序号设备名称规格型号数量重要技术性能1数字超声波探伤仪PXUT/2301工作频率0.5-20MHz2激光几何测量系统Easy-Laser D600+1测量距离40m、泛泰克斯3X射线探伤仪XXQ-3005G1最大穿透板厚70mm4磁粉探伤仪DA-400S15交流微型磁粉探伤仪CJX-220E1220V 2.6A6湿膜测厚仪TI-1827磁性涂层测厚仪CTG-1
13、02测量范畴0-1000m误差（1-3）%H 内置打印机8涂层测厚仪SCS-32测量范畴0-1000m9裂纹测探仪L-S3210恒温自动洗片机HK-111X光底片干燥箱FX JP212大型金相显微镜XJG-05型113抛光机P1114万能材料实验机WE-601最大夹持板厚30mm,宽度80mm15冲击实验机JB-30A1冲击能量30kgm，冲击速度5m/s16硬度测试仪HR-1501负荷级数60，100，150kg17硬度测试仪HB-3001负荷级数250，750，1000，3000kg18化学测试设备1套19表面粗造度测试仪TH0202精度0.002mm 英国产20温湿度仪WE-133052
14、1涂层附着力画格器CATES1500122水准仪AT-G36S3级（拓普康公司TOPCON）7 质量控制7.1 制造过程中重要质量控制1.材料采购时审查法兰、钢板等的理化报告，以及钢板厚度、法兰几何尺寸。2.法兰制造和探伤符合图纸和技术合同，检查法兰加工面精度、孔节圆直径偏差、厚度偏差和其她尺寸记录。3.下料后扇形钢板的弦长。4.钢板卷制后的圆度。5.法兰与相邻筒壁装焊后尺寸，变形、焊后余量预留状况。6.检查单节筒壁直缝焊接质量；检查分段筒壁环缝焊接质量，以及几何尺寸控制状况。7.法兰与分段筒壁装焊后尺寸，以及焊接变形控制、整体几何尺寸状况。7.2 检查控制在实际制造前，应根据顾客、设计和本单位三方技术合同和质量控制大纲，编制切实可行的检查筹划，检查筹划必须涵盖和贯穿材料的采购、下料、卷制、焊接、组装等制造全过程。重要控制见图7.2-1图7.2-3。8 安全措施8.0.
