风塔的制作.docx

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风塔的制作

风塔的制作

1前言

在我国辽阔的西北，华北地区，风力资源十分丰富。

风力发电具有极为广阔的应用前景。

风塔是风力发电的主要基础，多年来，公司结构厂在风塔的制作中过程中积累了丰富的经验，是公司近年来着力开拓市场的主导产品之一。

近年来，在开拓国内市场的同时，也抓紧进行国际合作。

2003年承担了三菱重工长崎釜石风塔制作项目。

在制作过程中，大家以严谨务实，积极进取的态度，圆满解决了制作过程中的技术难点，确保了产品的质量．以下是根据三菱重工长崎风塔项目制作经验总结出的工艺方法。

2风塔的基本参数与制作技术关键

长崎釜石风塔是1.3MW风塔。

塔本体是用钢板卷制焊接的圆锥型塔。

塔高65.91m，塔的底部直径4.226m，顶部直径2.515m。

塔的底部单节钢板厚度为24mm，往上逐步减薄，最薄处厚度为10mm。

最顶部钢板厚度为12mm。

塔体在高度15m（直径3.662m处）和38.5m（直径3.132m处）分段，每段塔体由多节圆锥形筒体焊接成，分段处塔体采用焊制法兰螺栓联接。

塔的下部有椭圆型人孔门，内部有钢直梯和平台通到塔的顶端。

风塔总重约97t。

风塔制造过程中主要有以下3个关键点：

①单节筒体为圆锥型，且上下直径相差较小；因此要严格控制好主体钢板的下料；②除最上段法兰接触面机加工外，其余法兰均采用钢板焊制法兰，不机加工；因此要严格法兰的预制，严格法兰与筒体之间焊接变形的控制；③塔体单段长度较长，需多节组对，要注意筒体环口组对与焊接，确保塔主体的长度和直线度。

3风塔制作流程

风塔的制作流程见下图。

4法兰的制作

4.1下料切割

法兰按4段均分排版进行下料切割，由于只有最上段的上侧法兰接触面需机加工，因此厚度预留3mm，其余法兰的厚度均留2mm。

考虑到法兰在拼焊时的收缩，在下料切割时法兰的直径要加大3mm。

应采用数控切割，由于法兰板的厚度较大，切割时要根据不同的板厚采用不同规格的切割嘴头。

法兰分段的焊接处要开不对称双面坡口。

切割时要做好标识，内容包括项目名称、产品编号、钢板规格、材质、炉批号。

4.2法兰组对

根据法兰规格和生产进度的要求预先制作好一定数量的法兰组对平台，将法兰所分4段在平台上组对为一个整圆，并且由于焊接时的收缩，组对的整圆直径也要加大3mm。

同时，为方便组对及最大限度的控制法兰焊接变形，必须按下图所示焊接防变形筋板。

4.3法兰的焊接

焊接时先焊接法兰双面坡口大的一面，再焊接小的一面。

先焊一遍，翻个再焊接另一面。

为尽量减少法兰焊接的变形，A面法兰与B面法兰必须交替进行焊接。

焊接后，根据排版图要求，标出法兰的度数线。

4.4无损检测

法兰对接焊缝焊后进行100%UT检查，按日本JIS标准Ⅱ级为合格。

加固件去除打磨后要进行100%PT检查，不得有缺陷。

4.5矫形

制作专门的法兰平面度检验平台。

将组焊完毕的法兰去除防变形板，打磨处理后，放置在法兰平面度检验平台上，法兰与平台之间的最大间隙即为法兰平面度。

采用油压机或局部火焰矫形等手段进行处理，确保法兰的平面度满足技术要求。

为避免法兰的多次吊装对法兰平面度检验平台的损伤，可在法兰的内侧满焊上专门用于起吊法兰的小吊耳。

4.6钻孔

根据图纸的要求制作法兰钻孔模板，并标出0°，90°，180°，270°方位线，模板的钻套采用45号圆钢机加工制作并进行淬火。

钻孔模板制作后要严格检查，模板的各孔位与图纸标注值的偏差必须满足技术要求。

根据法兰钻孔模板对法兰划线，模板放置时，模板0°的对准法兰的0°。

为保证配合精度，相邻两段风塔的中间配对法兰孔必须配对钻孔。

钻孔前，配对法兰之间，模板与配对法兰之间必须用筋板固定。

法兰钻孔前需将法兰良好找正，使钻床主轴与法兰面垂直，以免钻出斜孔。

钻孔时，上下法兰方向均朝上，由于法兰无所谓正反方向之分，钻孔后的法兰必须清楚的根据钻孔时的朝向标明方向。

钻孔后各孔倒角。

配钻后必须在周向四个分度以打样冲眼的形式作出对接标记，而且配钻的两片法兰须用打钢印的方法作出对应的编号，以免用混。

作标记后去除连接板，补焊修磨。

4.7检验

检查各孔尺寸及位置精度（正反面分别检查），作好记录。

5筒体的制作

5.1下料切割

筒体的下料切割，也应采用数控切割。

考虑到焊接收缩，每一单节塔架筒体高度方向要增加lmm。

切割后要进行检查，板边长度方向的偏差要小于士2mm，宽度偏差要小于±1.5mm，对角线之差不大于3mm。

由于筒体的尺寸较大，如果数控切割机的精度不高，切割出来的尺寸和计算相比就会有超差，因此在切割时，必须随时调整切割风线，确保下料的尺寸。

切割时要做好标识，内容包括项目名称、产品编号、钢板规格、材质、炉批号。

5开坡口

根据施工实践，16mm（包括16mm钢板）以下的钢板可以不开坡口，16mm以上的钢板开单面坡口。

5.3单节筒体的滚圆和纵缝的组对

单节筒体的滚圆在滚板机上进行。

滚圆后即组对纵缝。

组对时控制对接间隙为0~lmm，错边量不超过0.5mm。

组对时用磨光机研磨坡口和两侧20mm范围处，将以上范围内的铁锈、油污、金属氧化物清理干净。

5.4单节筒体纵缝的焊接

板厚16mm及16mm以下采取不开坡口直接用埋弧自动焊焊接，板厚16mm以上采用在内侧开单面坡口埋弧自动焊进行焊接。

焊接时，先焊接内口．然后外口采用碳弧气刨清根，再焊接外口。

5.5单节筒体的找圆

单节筒体纵缝焊接合格后，要用滚板机回床找圆。

找圆时用弦长800mm内卡样板检查筒体椭圆度和纵缝的棱角度，以样板与筒壁的间隙不超过3mm为合格。

5.6法兰与单节筒体的组对

与法兰相连接的筒体在塔架筒体环缝组对前要先与法兰组焊。

组对前必须先将筒体端部椭圆度调整合格，采用筒内支撑方法调节端部椭圆度。

法兰的平面度偏差不超过2mm。

组对前塔体的坡口内及其两侧各20mm用磨光机打磨除锈、油等杂质。

采用在平台上倒拨筒体无间隙立式组对，组对时法兰与筒体的方位要严格按排板图要求进行。

为有效控制法兰焊接后的变形量，确保焊接变形不超差，焊接前须将两段带法兰筒体用螺栓连接在一起，每隔一孔把一螺栓，将法兰紧固好，然后方可焊接，如下图。

5.7法兰与单节筒体的焊接

风塔的底座环与下节筒体的圆周焊缝采用CO2气体保护焊焊接。

其它法兰与单节筒体的圆周焊缝，内侧用CO2气体保护焊焊接，外侧用埋弧自动焊焊接。

焊接时要求全焊透，对于局部地方未焊透的，可采用磨光机打磨的方式清根，尽量不采用碳弧气刨进行清根。

焊接外口前要对整个坡口用磨光机打磨光滑，以去除焊接内口时留下的药皮、飞溅等杂物。

在焊接过程中，要随时检查螺栓的紧固情况，如发现有松动现象，应将螺栓拧紧后再施焊。

为防止焊接时筒体向一侧倾斜，必须采用对称焊，具体焊接顺序如下图所示：

5.8最上部法兰机加工

按工艺要求，最上部法兰的上表面要进行机加工，加工按下图所示

5.9分段塔体的环缝组对

将分段塔体的各单节筒体在平台上倒拔无间隙组对成2个单元。

为减少外侧打磨量，要在内侧组对，筒体外侧不允许焊刀把，打卡子。

将上下单元放置于托辊上进行无间隙组对成整段的塔体。

组对时要先将塔体单元中心线调整到水平，而且两个单元的中心线在同一水平线上。

然后旋转调整塔体，用线坠检查两端。

法兰0°，90°，180°，270°方位线，使两头法兰的四个方位线对齐，方可组对大口进行定位焊。

相邻筒节纵向焊缝布置严格按排板图要求错开，同样筒体环焊缝组对时在筒体内侧进行。

环缝组对要求外口对齐，错边量目标值0.5mm以内。

5.10分段塔体的环缝焊接

环缝的焊接在托滚上采用埋弧自动焊焊接。

先焊内口，反面清根后焊外口。

板厚16mm及16mm以下的环口采取不开坡口直接用埋弧自动焊焊接，对板厚16mm以上采用在内侧开单面坡口后用埋弧自动焊焊接。

5.11无损检测

所有塔体的对接焊缝焊后进行100%UT检查，按日本JIS标准Ⅱ级为合格。

加固件去除打磨后进行100%PT检查，不得有缺陷。

6人孔门框的加工

6.1门框材料在使用前，应对材料进行检验，合格后方可使用。

6.2下料与折弯成形

门框可采用数控切割．也可采用半自动切割下料。

下料时按门框展开长度增加100mm余量分6段排版进行切割。

下料后，按下图用气割切割对接坡口。

制作专用压模对门框折弯，折弯后用样板对门框的弧度进行检查，检查合格后组对。

6.3组对焊接

根据图纸门框尺寸，在平台上将门框大样放出，将折好弯的门框在大样上组对，同时将门框多余部分用气割割掉，组对时，为防止门框在焊接后变形，要求在门框内侧用钢管按对称位置打上4~6根防变形支撑，如下图所示。

门框的对接焊缝采用手工焊或二氧化碳保护焊焊接。

7单段塔体的检查

检查工具和计量器具：

经纬仪，50m直尺，弹簧秤，线坠。

7.1法兰同心度测量

1）先将两相同规格的托辊放置在水平地面上，调整托辊中心线在同一直线上．

2）调整托辊距离将单段筒体放置在托辊上，使单段筒体两法兰面距离托辊中心在合适的位置么

3）调整托辊高度，使筒体中心线处于水平，如下图所示。

4）旋转使筒体0°位置朝上，在筒体两端0°位置上各垂一线坠，旋转使线坠与塔体A端0°和180°重合，也就是使筒体A端法兰的0°位于正上方，以筒体A端为标准进行测量；

5）在筒体两端法兰90°和270°以及筒体B端0°和180°拉线，用经纬仪测量筒体A，B法兰中心度的偏差，检测法兰的同心度。

7.2法兰平面度测量

1）在两法兰0°，180°和90°，270°拉十字粉线，找出法兰的中心。

2）用弹簧尺栓在钢卷尺上，用相同的拉力（约5~10kg）测量并记录A,B,C,D四个方向的斜边长，其相对差值3mm以内为合格，如下图所示。

7.3筒体长度测量

如下图所示，筒体两端部法兰的正下方的水平面上各放一长条钢板，钢板与托辊中心轴线垂直，将钢板固定，用线坠在钢板上划出两法兰的平行线，以此线作为基准，测量出筒体的总长度。

8附件的组焊

在单段塔体组焊完成并检验合格后组焊附件。

1）附件组焊前应去除毛刺、飞边、割渣等。

2）门板进行预装配时，应保证与塔体贴合紧密，开启顺利无阻涩现象。

3）梯子及梯架支撑应安装牢固，上下成直线，接头牢固。

4）其它靠紧固件连接的附件，最终涂装的要在安装完毕后进行。

9总体预组装

9.1总体预组装前，单段塔架必须经专检检验合格。

预组装时，塔体上所有可拆卸内件（每一个螺栓）也都要与塔体同时进行预组装。

9.2预组装方法

采用卧式组装。

为平稳放置塔架，预组装时如下图所示放置预组装胎具。

9.3总体预组装的检验项目和标准

塔架法兰之间的间隙：

法兰螺栓把紧后，检查法兰面的贴合率，要求法兰间的贴合率≥70，然后用塞尺测量两法兰之间间隙，要求两法兰间的间隙≤4mm。

塔架法兰垂直度：

塔架两法兰中心调整合格后，在法兰顶部0°位置吊线坠，线坠伸出长度离法兰面为50mm，然后测量线坠中心至法兰面的距离，50±2mm为合格。

塔架整体长度用盘尺测量塔架整体长度，检查方法如下：

用15kg拉力拉盘尺，测量上下法兰0°，180°和90°，270°四个位置的总长L，要求偏差为L±15mm。

具体测量位置如下图所示。

10涂装和包装

总体预组装后拆卸。

塔架主体拆除后整体喷砂、涂装。

附件进行表面预处理、防腐。

最终涂装后的所有可拆卸件要全部安装在分段塔体内。

制作专用的底座支撑每一段塔体，底座与塔体接触处要垫上橡胶皮，以防止塔体表面防腐涂层的损坏。