浅析风力发电塔筒制作技术及质量研究

作者：张耀宗 单位：武汉华电工程装备有限公司 436033

摘 要

在社会经济和科技快速进步的背景下，风电发展迅猛，西北地区已有多个风电基地。 塔式结构在风力发电中有着重要的应用。 以支撑杆为基础，既能保证巨大的风电风扇叶轮稳定运行，又能吸收发动机的振动，有效防止内部零件松动、脱落的问题。 在此基础上，本文概述了风电塔架的制造技术，并提出了风电塔架制造过程中应注意的质量控制要点和要求。 本文将结合作者的实际经验，对塔的制造技术和质量控制要求进行深入研究，并对研究成果进行讨论。

关键词：风力发电塔筒；制造技术；质量控制要求

引言

随着我国风电产业的不断发展和相关基础设施工作的推进，塔架生产中的施工过程和质量控制越来越受到重视，有力地推动了风电生产的发展趋势。 风力发电作为补充电力资源的重要手段，其生产的稳定性一直备受关注。借助塔架建设和质量控制，可以形成更加严格的生产建设流程，对推动风力发电的发展具有重要意义。

1 风力发电塔筒的制造流程与技术分析

1.1 塔筒生产流程

原材料入厂检验并标识→材料复检→按排版图数控下料并标识→加工坡口→卷圆定位焊→纵缝焊接及焊接检验→校圆→筒节外形尺寸检验→法兰和筒节组装定位焊→筒节组拼定位成整体→环缝焊接及焊接检验→筒体整体尺寸检验→塔筒开门孔及开坡口→门框与筒体组焊及焊接检验→划线组焊黑件内附件→筒体整体检验→防腐处理→安装内附件→检查内附件位置尺寸及通电试验→成品标识→总检→包装发运出厂

1.2 塔筒建设方案

1.2.1 材料与检验

钢、法兰等材料作为风机塔筒的主要材料，其质量关系到后续产品是否符合质量要求。故而，采购材料进厂后，需要进行严格的质量检验，从鉴定上确认采购材料的材质、规格、尺寸是否符合设计要求，从外观方面保证材料的质量。 质量、无损检测和理化检测。 性能符合相关国家标准要求。

1.2.2 钢板下料

一般而言，数控切割机常用于钢板材料加工。以设计图纸为基础，通过数控编程进行设计，反复验证程序是否符合图纸设计要求，然后进行钢板切割工作。对于切割的钢板，需要使用非应力钢前缀移植项目名称、产品编号、钢板编号、材料、炉批号等信息。防腐后标志应清晰可见，并应尽量避免损坏基材。要求管段为CNC下料，边长误差不大于2mm，对角线误差不大于3mm。切割后，必须对切口的破损硬化区域及切口周围表面进行处理，直至无凹坑、裂纹，并清除切口边缘的毛刺。槽加工面无分层、裂纹、夹渣等缺陷。

1.2.3 卷板及校核圆度

管段的轧制方向应与钢板的轧制方向一致，卷取前应清除钢板表面氧化皮等杂质。根据塔架图纸要求，制作不同的内、外圆弧模型，并校核模型，保证管段圆弧的均匀性。检查圆柱体任何横截面的椭圆度；要求圆柱体的任何横截面的公差是 。任何局部表面不平整度均符合技术要求。筒段纵向焊缝充分冷却后，检查筒段的圆度。在检查圆度的过程中，重点测量管段的半径、大小孔的直径差等，测量尺寸时必须完全松开压辊，使管段放置处于放松和自然的状态。确认管段的圆度、径差、最大、最小径差等数据合格后，才能将卷板机抬起，进入下一个程序。

1.2.4 组对

筒节及组队在外壁或中心对齐。当相邻厚度不小于4mm时，应减薄较厚的板材，并采用Δt/h≤1/4的平滑过渡。如果设计需要居中对齐，可以根据居中对齐来确定侧边误差的大小。管段环缝与管段间隙一般为0~2mm，相邻管段纵缝错开180°，管段与管段偏移的偏差.如果制造厂在装配管段时外壁有错边，应测量管段错边的长度和错边的最大值，并按规定检查是否在允许范围内。技术规格。超过标准要求的，应当由制造单位反馈，要求制造单位制定维修计划。维修方案须经设计人员与监理单位共同批准后方可实施。修复完成并通过检查后，即可进入下一道工序。

1.2.5 焊接

焊条和焊剂在使用前必须按照有关规定进行干燥、绝缘和使用。焊接前，用砂轮将坡口内及两侧25mm范围内的杂物、锈斑、油渍全部清除。只有露出金属光泽后才能进行焊接。焊接环境温度应大于5℃（低于5℃时，应在焊接处100mm范围内加热至15℃以上），相对湿度应小于90%。在雨雪条件下，必须采取适当措施保护焊接工作区免受天气影响。焊接区应根据材料类型和零件厚度进行充分预热。如果引入的热量很小或热量散失很快，则必须对工件进行预热。如果局部温度过高，也会影响机械性能，焊接时应避免。焊接门框的预热：门框和焊接筒体都必须充分预热。要求两部分必须在距焊缝100mm处加热到100～125℃。整个焊接过程不得降低预热温度。法兰与筒段焊接时，筒段的纵向焊缝应置于法兰相邻两个螺栓孔之间。法兰焊好后，门框和筒体也要焊接。门框与筒体采用气保焊焊接，焊缝全焊透。门框线与相邻圆柱段的纵、环缝应相互错开，纵向焊缝应与门框线错开90°。附件采用手工电弧焊焊接，焊接位置不得在焊缝上。焊接接头必须以尽可能好的顺序焊接。焊接（顺序）方案中确定的工艺必须保证被焊件的内应力低，能无限制地收缩。

1.2.6 防腐

喷砂前，塔内外表面不得有焊缝金属、焊渣、毛刺、润滑油、油脂、盐分等异物残留，喷砂除锈等级应达到Sa2.5级。 GB/T 8923《涂漆前钢材表面腐蚀等级和除锈等级》5级，涂漆前钢材表面粗糙度应为Ra40~80微米，按GB/T 13288《涂漆前钢材表面粗糙度等级评定》的规范进行。

表面处理和第一道底漆之间的间隔尽可能短。 一般不应超过4小时。 在高湿、高盐雾环境下，间隔不应超过2小时。 如果表面处理和涂漆作业的间隔时间超过规定的涂漆间隔施工时间，则在涂漆前必须检查和重新处理被涂基材的表面状况。只能使用圆刷或无气喷涂方法进行涂装。不允许使用滚刷。涂层外观应无流挂、漏刷、针孔、气泡，厚度均匀，色泽均匀，平整光亮，且每层漆膜厚度必须检查并记录，具体规范参照相关防腐技术规范。

2 加强塔筒建设质量控制的对策

2.1 加强建材复检

因为塔的制造过程中大量使用钢板，为了保证后续焊接和组装的质量，需要提前检查建筑材料的质量。首先，钢板的检验一般需要使用超声波，通过无损检测来验证钢材的内部结构。一般要求二次复检的建材比例达到10%以上。质量检验时，应按成分和批号对钢材进行分组，采用分层抽样检验方法选取待检样品，并详细记录批号、件号和材料牌号信息。在质量检验过程中，以确保质量检验的有效性。其次，一些锻造法兰或电磁产品的质量检验对质量要求较高，一般需要满足JB/T 1级规范。在实际检验过程中，塔架施工中使用的各种焊接耗材和设备也需要进行质量检测，在保证产品合格和力学性能稳定的前提下进行制造和生产。

2.2开展焊缝探伤

因为塔管的大部分结构都需要焊接形成完整的管子，为了保证其施工质量，需要采用一些无损检测技术来验证焊缝连接，避免出现假焊或假焊等问题。缺焊。探伤时要特别注意一些圆形接缝和纵向接缝，这些是经常出现焊接问题的结构。在某些焊点处，应去除并检查表面上多余的焊料。如有局部缺陷或焊件缺失，需及时修复，然后采用无损检测技术进行二次检测，检测合格后方可排除该部位。质量隐患。有时连接中存在缺陷。如果是在焊接端口部分，则需要延长焊缝。一般长度不超过百分之十，以免补焊时无法保证有效连接。焊缝的检查必须与外观检查和无损检测相结合，并根据不同接头的焊接要求进行质量检查，明确保证全部结构施工合格。

3 结束语

总而言之，在风电塔架的制造过程中，要加强对基础建筑材料质量的把控，在切割和焊接作业中严格按照设计标准进行，在生产完成后使用一些超声波检测技术进行质量验证，避免遗留安全隐患。运输塔架时，要注意保护处理，可以使用一定的缓冲装置，或者使用一些螺栓或支撑件来保证塔架的稳定程度。

参考文献

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[2]杨溁. 风力发电塔筒结构力学性能及其减振研究[D].太原科技大学,2016.

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