风力发电机组塔架法兰的组装和焊接施工工法

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1、风力发电机组塔架法兰的组装和焊接施工工法中国水利水电第三工程局有限公司周林邹振忠马宝惠1前言风电塔筒系圆锥筒形焊接结构件，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，可在今后类似工程的施工中加以推广应用。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具备可操作性，减轻劳动

2、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，体现了标准工艺的先进性和科学性。3适用范围本工法适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导意义。4工艺原理4.0.1在下料过程中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AutoCAD2006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

3、中严格控制压延次数，大大降低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。18图5.1工艺流程图5.2操作要点5.2.1准备工作搭设标准平台。平台基础采用60cm厚混凝土作基础，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18塔筒有一定的锥度，各段塔筒其连接法兰直径是不一样的，因此在加工制作法兰固定胎具时，要考虑到这一点，其

4、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验制，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大于3.0mm、弦长公差为±1.5mm；每段塔筒中间节预留2～3mm焊接收缩余量，与法兰连接的筒节在钢板下料时预留5～10mm修正余量。3）δ≤16mm壁厚的钢板可以不开坡口外，其他壁厚的钢板开30°坡口，预留4.0～5.0mm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，避免出现缺肉情况，清理切割飞溅及氧化皮等。4）按滚压线进行筒

5、节卷制，卷制过程中注意清理板面及卷板机上下辊，防止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，满足技术要求后方能对接，对接时控制环缝间隙均匀，并检查管节对接的素线长度、对角线偏差值满足要求，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定执行。2.法兰与相邻筒节（见图5.2.2-1）18图5.2.2-1法兰与相邻筒节1）将法兰固定在标准平台胎

6、具内。用工艺螺栓使之与胎具固定牢靠、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大于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，且不大于2.0mm。见上图4-2～3。3）组对后进行CO2气体保护打底焊，打底焊采取等距分段打底法，即断续、对称焊接，直至整条环缝打底完成，其焊缝应规整、均匀，焊后及时清理焊接飞溅等。3.相邻段筒节法兰1）根据塔筒制造质量要求，连接法兰只允许内凹，而不允许内翘，见下图5.2.2-2要求。为控制焊接变形，

7、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要求，连接法兰把紧时加厚度为3.0～3.5mm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，同时法兰外缘结合严密。（见图5.2.2-3）。18图5.2.2-2图5.2.2-34.分段筒节与法兰节1）组装方法。分段筒节与法兰节采取平卧组装，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

8、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