风力发电机组塔架法兰的组装和焊接施工工法 (2)

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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。1.塔筒概述　　风电塔筒就是风力发电的塔杆，在风力发电机组中主要起支撑作用，同时吸收机组震动。　　  海风

2、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，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，单节筒体焊接完成后，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，喷漆处理后，完成内件安装和成品检验后，运输至安装现场。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具备可操作性，减轻劳动强度，提高劳动效率，满足现代化工程需要，提高

3、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19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；

4、在筒节卷制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。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。19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

5、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

6、，留2.0mm钝边。19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

7、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）图5.2.2-1法兰与相邻筒节1）将法兰固定在标准平台胎具内。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

8、，即断续、对称焊接，直至整条环缝打底完成，其焊19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，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