淺析風(fēng)電塔筒制作技術(shù)及質(zhì)量控制

紀(jì)然

[摘 要]近些年，我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們生活水平日益提高，但是隨之而來(lái)的是環(huán)境污染，氣候變暖等一系列生態(tài)問(wèn)題，這些問(wèn)題嚴(yán)重的影響著我們的生活，也越來(lái)越被人們所重視。以往我國(guó)用電大多都是采用火力發(fā)電，這種發(fā)電方式效率低下，而且煤炭燃燒排出的廢氣嚴(yán)重污染空氣，還會(huì)形成霧霾，危害人體健康。因此我國(guó)逐步采用風(fēng)力發(fā)電代替火力發(fā)電，風(fēng)力發(fā)電沒(méi)有環(huán)境污染，而且使用的風(fēng)力是永不枯竭的，不會(huì)消耗煤炭等不可再生資源。本文概述了風(fēng)力發(fā)電塔筒制造所采用的技術(shù)，探究控制質(zhì)量的關(guān)鍵步驟，并論述最終結(jié)果。

[關(guān)鍵詞]塔筒；制造；質(zhì)量；檢測(cè)

中圖分類(lèi)號(hào)：TM315 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2018）01-0382-01

風(fēng)力發(fā)電設(shè)備大體可分為鐵塔、風(fēng)輪和發(fā)電機(jī)和三部分。它的工作原理是風(fēng)輪在風(fēng)力的作用下開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，然后將轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能通過(guò)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能，其中支撐風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的就是風(fēng)電塔筒。風(fēng)電塔筒一方面支撐風(fēng)輪，另一方面風(fēng)輪在風(fēng)的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)還會(huì)產(chǎn)生很大的附加力，從而使風(fēng)輪產(chǎn)生振動(dòng)，這些振動(dòng)也需要塔筒來(lái)吸收，否則振動(dòng)太強(qiáng)整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)都將會(huì)損壞。塔筒對(duì)于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組非常重要，所以保證塔筒的制造質(zhì)量也是至關(guān)重要的。下文將從塔筒的實(shí)際制造流程出發(fā)，分析其制造方案，并且探究如何有效控制其生產(chǎn)質(zhì)量。

1 塔筒制造流程

首先選擇優(yōu)質(zhì)鋼板下料，接著采用專業(yè)機(jī)械將鋼板卷筒并檢驗(yàn)其圓柱度，檢驗(yàn)合格后焊接卷筒縱縫，然后安裝法蘭并且進(jìn)行環(huán)縫焊接，確保連接強(qiáng)度，再就是將每一個(gè)卷筒拼裝焊接起來(lái)，整體焊接完成后要進(jìn)行防腐處理，防腐處理后安裝內(nèi)飾，最后就是進(jìn)行包裝運(yùn)輸。

塔筒制造過(guò)程中涉及到的每一個(gè)焊接部分都是質(zhì)量控制點(diǎn)，焊接完成后都需要使用專業(yè)的探傷儀進(jìn)行焊縫探傷，檢測(cè)焊縫中是否含有雜質(zhì)或者是氣泡，確保焊縫的牢固性。

2 塔筒制造方案

2.1 材料準(zhǔn)備及檢驗(yàn)

采購(gòu)回來(lái)的鋼板、法蘭等材料要檢驗(yàn)其外觀尺寸，達(dá)到一定的合格率才可以驗(yàn)收。每采購(gòu)一批鋼板都要隨機(jī)抽取總數(shù)量的10%進(jìn)行全方面檢驗(yàn)，質(zhì)量達(dá)到JB/T4730.3-2005Ⅱ級(jí)才算合格。而環(huán)鍛法蘭檢測(cè)外形合格后除了要隨機(jī)抽取總數(shù)量的10%進(jìn)行UT檢測(cè)外，還要進(jìn)行MT檢測(cè)。UT檢測(cè)結(jié)果要符合JB/T4730.3I級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求，MT要滿足JB/T4730.4I級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.2 鋼板下料

鋼板下料采用的是數(shù)控切割機(jī)。首先根據(jù)工藝要求進(jìn)行編程，校驗(yàn)無(wú)誤后將程序輸入數(shù)控切割機(jī)，然后標(biāo)記出鋼板的編號(hào)，進(jìn)給方向，厚度等，最后由數(shù)控切割機(jī)按照編寫(xiě)程序進(jìn)行切割。切割完成后要檢驗(yàn)其尺寸，長(zhǎng)度誤差小于2mm，寬度誤差要小于2mm，對(duì)角線誤差小于3mm，而且要選擇五個(gè)以上的點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量然后取平均值。下料合格后按照工藝卡片的要求，切割瓦片的坡口，方便之后進(jìn)行環(huán)縫和縱縫的焊接，坡口的尺寸也要符合工藝規(guī)定。切好坡口后要進(jìn)行打磨，使其平整光滑，便于裝載運(yùn)輸。

2.3 卷板及校圓

卷板機(jī)是對(duì)比樣板尺寸進(jìn)行的，首先制造弦長(zhǎng)1.2m的標(biāo)準(zhǔn)樣板，然后卷板機(jī)根據(jù)樣板的尺寸來(lái)一點(diǎn)點(diǎn)卷起鋼板，卷筒和樣板的間隙不得超過(guò)2mm。卷板完成并檢驗(yàn)合格后要進(jìn)行卷筒加固，防止其變形，一般采用的方式是在坡口處點(diǎn)焊，這樣既可以加固，又可以很容易的清除。縱縫的焊接間隙控制在2mm左右，兩焊接邊的差值小于3mm，圓柱度的要求為：Dmax-Dmin≤0.5D%。

2.4 縱縫焊接

縱縫的焊接一般分兩次進(jìn)行，內(nèi)縫焊和背縫焊。先進(jìn)行的是內(nèi)縫焊，焊接完成后整個(gè)卷筒也就完全固定了，接著徹底清除背縫的雜質(zhì)，露出焊縫坡口金屬，使得背縫的深度大致相同，焊接也就更容易保證尺寸精度。如果縱縫的寬度大于1mm，則必須先進(jìn)行氣保焊，為正式的焊接打底。焊接完成后要對(duì)其進(jìn)行全方位超聲波探傷，達(dá)到Ⅰ級(jí)才算合格。探傷后要檢查焊縫外觀，不合格的要加以處理。此外，滅弧也要采用專業(yè)的方法，嚴(yán)禁采用敲打法滅弧。

2.5 拼裝（法蘭拼裝、大節(jié)拼裝）

拼裝法蘭節(jié)要在專門(mén)的拼裝平臺(tái)上進(jìn)行，在拼裝之前要做好一些準(zhǔn)備工作，例如將法蘭的坡口面朝上，測(cè)算接口處周長(zhǎng)，估算可能出現(xiàn)的錯(cuò)位量等。在拼裝時(shí)必須保證法蘭與筒節(jié)的間隙很小，而且管壁要嚴(yán)格對(duì)齊，錯(cuò)位不得超過(guò)1.5mm。拼裝完成后要在外部進(jìn)行封焊，確保整體焊接的牢固性。大節(jié)拼裝使用大型的對(duì)接機(jī)將環(huán)縫緊密對(duì)齊，接下來(lái)的步驟和法蘭拼裝一致，但是要求更高。拼接完成后要進(jìn)行檢測(cè)，例如測(cè)量整體塔筒的直線度和高度，環(huán)縫焊接的錯(cuò)位量，法蘭位置度，表面光滑度等，這些測(cè)量參數(shù)都要符合對(duì)應(yīng)國(guó)標(biāo)的要求。

2.6 環(huán)縫焊接

環(huán)縫焊接也是先進(jìn)行內(nèi)縫焊接，再進(jìn)行外縫焊接，其要求和縱縫焊接一致。焊接的溫度要大于100攝氏度，小于250攝氏度，而且焊接不能在非焊接區(qū)域引弧，也不允許隨意將筒體接地，必須采用專用的接地方式。整個(gè)焊接過(guò)程中要根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整焊接順序，一道工序完成檢查合格后才能進(jìn)入下一道工序。

2.7 附件拼裝及焊接

按照設(shè)計(jì)所要求的步驟逐個(gè)拼裝并焊接附件。這些附件不需要太高的精度要求，大都采用手工焊。但是手工焊的焊條必須進(jìn)行烘烤，焊接時(shí)焊接工也要配備保溫桶用來(lái)保存焊條。

3 焊縫檢測(cè)及材料復(fù)驗(yàn)

3.1 焊縫探傷檢測(cè)

為了保證焊接的強(qiáng)度，所有重要的焊縫都要經(jīng)過(guò)探傷檢測(cè)。探傷檢測(cè)一般是向焊縫發(fā)射超聲波，根據(jù)反射回來(lái)的波形來(lái)判斷焊縫內(nèi)部結(jié)構(gòu)是否穩(wěn)定，是否含有雜質(zhì)或氣泡，合格的標(biāo)準(zhǔn)是檢測(cè)結(jié)果達(dá)到JB/T4730.4的Ⅰ級(jí)。若檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)有的焊縫存在缺陷，則應(yīng)該清除原有焊縫，重新焊接并且焊接長(zhǎng)度應(yīng)該在原有的焊縫長(zhǎng)度上增加10%。若仍是不合格，則對(duì)焊接接頭做更為嚴(yán)格的檢測(cè)，確定其能否滿足要求。

3.2 焊縫外觀檢查

焊接完成后的焊縫其外形尺寸都要符合設(shè)計(jì)要求，焊縫與塔筒材料之間要光滑過(guò)渡。裂紋、氣孔、燒穿、夾渣等缺陷絕對(duì)不允許出現(xiàn)。如果外形的檢驗(yàn)不合格要進(jìn)行修磨，也可以少量的進(jìn)行補(bǔ)焊，具體參照《鋼結(jié)構(gòu)焊縫外形尺寸》的要求執(zhí)行。

3.3 材料復(fù)驗(yàn)

采購(gòu)的鋼板要隨機(jī)抽取總量的10%進(jìn)行超聲波復(fù)驗(yàn)，全部達(dá)到相應(yīng)國(guó)標(biāo)Ⅱ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)以上才算合格。如果其中一張不合格，那么整批鋼板都要逐一進(jìn)行檢測(cè)，挑選出合格的鋼板；然后按照鋼板出爐的爐號(hào)來(lái)復(fù)驗(yàn)其化學(xué)成分是否達(dá)標(biāo)；按照出廠的批次號(hào)檢驗(yàn)鋼板的力學(xué)性能，檢驗(yàn)率100%。每塊鋼板都要做好標(biāo)記，內(nèi)容包括批號(hào)、爐號(hào)、件號(hào)、質(zhì)量等級(jí)和材料等。

鍛造法蘭也要取總量的10%進(jìn)行超聲波復(fù)驗(yàn)，并且要達(dá)到相應(yīng)國(guó)標(biāo)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。此外，它還要進(jìn)行磁粉探傷檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果要符合相應(yīng)國(guó)標(biāo)Ⅰ級(jí)要求。

4 塔筒包裝及運(yùn)輸

塔筒經(jīng)過(guò)防腐處理并驗(yàn)收合格后要刷好標(biāo)識(shí)，采用專用的布進(jìn)行包裝。裝載要牢固，運(yùn)輸過(guò)程要盡量減小振動(dòng)，防止塔筒因振動(dòng)而松開(kāi)。發(fā)送運(yùn)輸?shù)那鍐我欢ㄒ涊d詳細(xì)完整，塔筒交接時(shí)雙方監(jiān)理必須簽字驗(yàn)收。

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