风电塔筒制作过程中的质量检验与控制研究

风电塔筒制作过程中的质量检验与控制研究

姚景轩

中车兰州机车有限公司玉门风电分公司 甘肃 酒泉 735200

摘 要：风力发电的塔杆就是指风电塔筒，其发挥的作用主要为支撑风力发电机组，且对机组振动起着吸收作用。风电塔筒的制作质量关系机组运行安全，因此，控制风电塔筒的质量具有重要意义。文章基于风电塔筒制作情况及工序步骤，提出具体的风电塔筒制作方案，然后对其焊接检测、塔筒包装及运输进行分析，就风电塔筒制作过程中的质量控制关键点及要求进行探究，以此为保证风电塔筒制作质量提供一些参考。

关键词：风电塔筒； 质量控制

1. 塔筒制造流程

为确保风能塔筒的制造质量，必须重新确定工艺图，并确定工艺规格。做好生产过程中的技术交底，与用户、使用人员进行沟通，交流设计图纸，指出设计中的不足之处，才能够更好地满足实际的需要，相关技术部门必须要在前期做好图纸。不符合生产要求的施工图纸在施工的过程中，要严格按照施工的流程和技术规范，在正式进行施工之前，需要进行技术交底和生产组织交流，让施工人员能够更好地理解设计图纸的意图，避免在生产过程中出现操作误差和人力性收入等，不仅如此，也要做好原材料的采购工作，尤其是对于法兰和钢材等相关事件，要做好严格的采购，把控严选供货商。从技术经济角度挑选生产原料，对进场物料进行检查，不合格的要退回。生产部门要组织员工，对风能塔节的制作进行严格的工艺控制。

2. 风电塔筒制造具体方案

2.1 材料与检验

当前风电塔筒的制造原材料主要依赖于进口，在出厂之后要严格。符合要求之后才能够进行出口。并且要按照出品产量的 10%进行样本抽查。用磁盘检测等相关技术。当合格率达到 100%时，才能够投入使用法兰的外观，在检查合格之后也应当按照进货总量的10%抽取样本比例。相关检测结果也应当符合国家的规定，才能够投入使用。

2.2 钢板下料

钢板的下料由 CNC 切割机床完成，按照设计图纸和加工工艺进行 CNC 编程，确保设计的程序正确后，才能进行正式的下料。在生产过程中，在切割后，要确保每 90°的一条基准线。在下料之后，要将钢板上的瓦片编号，标注上相应的方向和方位，然后在钢板上打上钢印。风电场塔筒形板的尺寸偏差应控制在±2 mm、宽度不能大于 2 mm，测量点不能小于 5个，对角线偏差不能小于 3 mm。按照所订的零件工艺卡的要求，必须确保每一片环缝、纵缝的斜面都要切好，坡口的斜角要符合加工工艺的要求，然后在进行组对之前，对切口周边 30 mm 的区域进行抛光，确保充分光滑。

2.3 卷板及调圆

在风电场塔筒上进行卷板时，可将其制成具有1.2 m 弦长的样板，并确保其与模板之间的间隙不大于 2 mm。在圆管生产中，必须对圆管进行定位焊接，并控制其误差，并在圆管的外侧使用气体保护焊接，并在正式焊接时安装焊接试板、引弧板和灭弧板。对纵缝时，应将圆筒的对接间隙限制在 0~2 mm，而错边的误差在 3 mm 以内。经调圆后，风力机筒接头任意截面的圆度误差均应满足 0.5D%。

2.4 纵缝焊接

纵缝焊接首先进行内缝的焊接，之后进行焊接背缝，需注意将焊接坡口金属露出进行操作。在焊接过程中应注意对接处的间隙，如果＞1mm，那么需要用气保焊打底焊牢该部位，ER50-6Ф1.2mm为气保焊丝的指标，H10Mn2Ф4mm为埋弧焊丝的指标，SJ101为焊剂的指标。需要确保焊接温度控制在合理范围内，一般为100℃~250℃，另外，接线能量需≤39kJ/cm，其目的是为了使焊接质量得到保障[2]。完成焊接作业后，应当对纵缝进行检验，主要进行100%的超声波探伤检验，使其达到《承压设备无损检测 第3部分：超声检测》（NB/T 47013.3-2015）的要求。另外，还需要检测焊缝的外观，如果存在不合格现象，应采用有效措施进行处理，直到纵缝焊接满足实际需求。采用切割片切除引弧板和熄弧度板，并将坡口打磨干净，注意在引熄弧板的切除过程中不得采用大锤敲打的方法。

2.5拼装

法兰节的拼装：需要在法兰拼装平台上进行操作，首先应当对法兰脖颈和法兰对接处的管口周长进行测量，并对错边量进行估算；之后再进行法兰节的拼装作业，在这个过程中应注意管口的方向，将法兰有坡口的管口朝上。在法兰上放出梯子安装中心线、进人门中心线、导电轨中心线、筒节纵缝位置，做0°、90°、180°、270°象限线等方位线的标记。法兰与筒节的拼装时无需留间隙，需对齐管道外边，局部错边量应在1.5mm以下。拼装达到标准要求之后再进行封焊处理，位置处于外壁焊缝处。环缝组对对机上进行单元节拼装，在此之前，需要对管口周长值进行检测，其目的是为了进行错边量的估算。如果存在周产值相差较大的情况，则不能进行拼装操作。在拼装过程中，需要注意各管节之间无间隙，且对齐管节外壁。完成管节操作之后进行外缝缝焊，需确保质量的牢固性。结束单元节的拼装之后，需检查环缝对口错边量、环缝对口间隙、环缝棱角度等是否符合标准要求。附件拼装及焊接需按照工艺技术进行操作，主要采用气保焊（E501T-1LФ1.2mm焊丝）或手工焊进行焊接（J507RH焊条），需要按照相关规定进行操作。

3.焊接检测

3.1焊缝探伤检测

塔筒法兰与筒体环缝、筒体之间的环缝、筒体纵缝、进入门框和筒体的连续结合焊接，经超声检测JB/T 4730.3 中的 I 类合格。塔筒法兰与筒体环缝，门框与筒体的连续组合焊缝，塔身 T 形焊缝全部采用100%磁粉检测 JB/T 4730.4。圆筒间的环形缝，圆筒纵向焊缝及其他连接附件，按照 JB/T 4730.4 中的标准，用 10%的磁性粉末进行检测。如果焊缝中有不合格的缺陷，则要在缺陷消除后进行补焊，并按原来的方法对焊缝进行再检查。对焊接接头进行局部检测，如发现有不合格缺陷，则在其两端的延伸部分增设检验长度，增加长度为 10%，并为 250 mm。如果仍然存在不合格的缺陷，应对焊缝进行 100%MT 和 100%UT 检验，检验级别与以上标准一致。

3.2 焊缝外观检查

所有对接焊缝、法兰和筒体的角焊缝均为完全熔透的焊缝，焊缝的外形尺寸要与图纸及工艺规范相一致，焊缝与底板之间的过渡要平滑。焊缝残余高度应该接近于 0。焊缝表面不得有裂纹，夹渣，气孔，漏焊，烧穿，不能熔化。焊缝及热影响区不应有裂缝、空洞、夹渣、未熔及焊接处的凹痕。外观尺寸检验之前，必须清理掉熔渣、毛刺、飞沫等。未作特殊设计，应按照JB/T 7949—1999《钢结构焊缝外形尺寸》的规定进行。

4.塔筒包装及运输

塔筒验收合格后，应进行标识的涂刷，之后再对其进行包装，主要采用专业红塔筒包装布进行包装，最后将其放置于工装上进行内附件的安装，并采用螺栓固定法兰，防止运输时出现松开的问题。塔筒发运时应保证牢固捆绑塔筒，但需注意塔筒油漆涂层不能受损。为了防止运输时碰伤防腐层，应将缓冲物垫于塔筒与支墩之间。在塔筒交接工作中，应由相关单位进行签字验收，其中包括接收单位、业主单位或现场监理，以此使塔筒的运输效率得到保障。

结语

综上所述，当前风电塔筒制造技术正在逐渐发展，因此关于其质量控制方面是非常重要的。文章从塔筒的实际制造流程出发，分析其制造方案，并且探究如何有效控制其生产质量，继而保证了风力发电组的效益，促进了风力发电的发展，减少了火力发电，有效保护了环境，其意义是十分深远的。

参考文献

[1] 杨峰.自密实混凝土风电塔筒试验模型的制作及材料力学性能试验[D].大连:大连理工大学,2016.

[2] 康学军,朱锴年.埋弧自动焊在风电塔筒生产中的应用[J].机电产品开发与创新,2017(1):23-25.

[3] 龙铃.浅析风电塔筒制造技术及质量控制要求[J].低碳世界,2017(17):48-49.