探讨风电塔筒制造技术及质量控制要求

探讨风电塔筒制造技术及质量控制要求

摘要：在风力发电机组运行过程中，风电塔筒就是风力发电的塔杆，主要功能就是支撑风力发电机组，吸收风电机组的振动。在风电机组运行中，塔筒的制作质量关系着生产安全，笔

者结合多年工作经验，阐述风电塔筒制造技术，并深入分析质量控制要求，以期为相关人员

提供借鉴与参考。

关键词：风电塔筒；制造技术；质量控制

1 塔筒制造流程

一般而言，风电塔筒的制作流程主要有钢板下料、卷板校圆、纵缝焊接、法兰拼装及焊接、

环缝焊接、大节拼装及焊接、附件拼装及焊接、塔筒防腐、内饰件安装、包装以及装车运输等。在制作流程中，必须对焊接操作进行质量控制，针对焊接处的焊缝进行探伤检测。

2 塔筒制造方案

2.1 材料准备及检验

对于钢板、法兰等原材料，在入库前要对其尺寸、厚度、外形等进行检验，检验其是否达标。在初次检验合格后，还要抽取10%的钢板对其外形、尺寸进行超声波复检，质量达到所要求

的标准方可入库。而环锻法兰在初次检验合格后也要抽取10%进行超声波以及磁粉检测，确

保两种检测方法下均符合要求，便可入库。

2.2 钢板下料

一般情况下，钢板的下料过程要采用数控切割机进行操作。操作前，要严格按照工艺的具体

难度进行数控编程，并调试无误后才可进行下料工作。在完成下料操作后，还要对钢板瓦片

的方向、顺序等进行标记，同时还要对钢板号、瓦片编号等进行标记。对于钢板的切割尺寸，其长度偏差要求在上下2mm以内，钢板宽度的误差要不超过2mm，对角线的误差不超过

3mm。对零件的环缝、纵缝的坡口等进行处理时，务必要严格按照工艺要求，且要将坡口及

以其为中心的30mm范围打磨光滑。

2.3 卷板及校园

在进行卷板操作时，要用长度为 1.2m的样板进行辅助控制，将样板与同体间的缝隙严格控

制在2mm以内。在完成卷板后，还要用气保焊对卷板与筒体坡口进行进一步的加固。纵缝

要求筒体间对接的间隙范围不超过2mm，错边量不超过3mm。

2.4 纵缝焊接

在进行焊接时，要先焊接内缝，完成后再将背缝及其周围做彻底的清理，使其露出焊缝坡口

的金属，然后再将其焊接起来。在焊接过程中，需要注意的是：焊接前，首先要检测纵缝对

接处间隙的距离，若间隙大小超过1mm，则应先使用对应规格的气保焊对其进行打底，且焊接的温度要控制在100-250℃之间，焊接线的能量要低于39千焦每厘米，以达到焊缝冲击功

的标准。焊接完成后，按照《承压设备无损检测》中的要求对所焊接的纵缝进行超声波探伤

检验，检测结果达到一级，即为合格。与此同时，焊接部位的外观也要进行一定的检测，若

未达到标准，则重新进行处理。此外，检验合格后，按要求使用切割片或是火焰割枪将引熄

弧板切除，并将其遗留的坡口打磨光滑。

2.5 拼装（法兰拼装、大节拼装）

对于法兰节的拼装工作，务必在特定的拼装地点进行拼装。在进行拼装前，首先要对瓦片与

法兰接口处的管口的周长进行测量，并对错边量的大小进行估计。拼装时演讲法兰有坡口的

一端放置朝上，并将各部位安装所需的中心线位置以及方位线等在法兰上做出标记。在进行

拼接时要严格确保法兰与筒节无缝对接，且筒管外壁与法兰相对齐，误差范围在1.5mm以内。拼装完成后对其进行检验，结果合格后再将缝口处进行封焊。在对每一节管节进行拼装之前，要详细测量每一管节管口的周长进行测量，并预估错边量。若周长未达到标准要求，则不能

强行进行拼装。拼装时，各管节间的纵缝不能处于同一平面上，必须错开180°，以确保管节

间不存在间隙且完璧完全对齐，局部误差低于2mm。封焊也是管节拼装中极为重要的一环，务必确保封焊稳固。单元节拼装完成之后，要依次对环缝对口的错边量、间隙、棱角以及表

面的平整度、塔筒的高度、安装的平行度等进行检查。确保每一项的测量结果都在误差允许

的范围内，若未达到标准，则重新进行调整。

2.6 环缝焊接

焊接时，先焊接内环缝，然后对外环缝的根部进行清理，直到露出焊缝坡口金属本来的颜色后，才能焊接外环缝。据焊接工艺卡要求，焊接时要严格控制道间温度在100至250℃之间，且焊接线的能量要低于39千焦每厘米。在进行焊接时，严格禁止出现其余非焊接部位与地

面接触或是焊接材料引燃电弧的情况的出现，也禁止在塔筒的其他部位焊接接地线等。此外，焊接所需的材料要在焊接前按要求进行烘干。当要进行多层焊接时，焊接下一层前要完全清

除上一层所残留的熔渣。且同一位置的焊缝修理次数不能多于2次。焊缝两端30cm内不能

出现焊缝接头。在焊接法兰时，要严格控制法兰向内倾斜的程度。且还要选取合适的铝型材

辅助焊接，防止法兰变形。

2.7 附件拼装及焊接

附件安装工艺要求：附件的焊接只能采用手工焊和气保焊两种方式，两种方式所采用的焊接

工具以及材料均不相同。手工焊的焊接材料要事先按一定的标准进行烘烤，故在实际操作时，操作人员必须配备保温筒。

3 焊缝检测及材料复验

3.1 焊缝探伤检测

各个部位的组合焊接标准都应当达到超声波检验NB/T47013-2015的Ⅰ级合格状态，且均为100%合格状态，例如塔筒与筒体之间的缝隙、各个筒体的环缝、筒体之间的纵缝以及门框和

筒体之间的额焊接部位。基本焊接项目中的全部T型焊缝均能100%满足检验NB/T47013-2015的Ⅰ级合格标准；而各个附件的检验标准相对地没有那么严苛，仅仅需要满足10%磁粉

检验NB/T47013-2015的Ⅰ级合格。已经被检验过的焊接部位，按照生产要求不能有任何缺陷。同时，应当在将缺陷完全清除的基础上再补焊，在补焊工作完成后依照原来的检测方法重新

开展检测工作。假如在检测局部探伤的焊接部位时，探测到没有达到标准的缺陷，需要将探

测部位向两端延伸进行再次检测，延伸长度应当为原长度的10%，同时≮250mm。加入依旧

存在此类缺陷，就再度进行100%MT和100%UT检测，之后的验收标准也按照同样的标准进行。

3.2 焊缝外观检查

所有焊缝的外观、尺寸等均要严格依据图纸和相关工艺的要求进行设计，确保焊缝与材料间

衔接完美，除此之外，焊接接头的焊缝高度应尽可能小，最好为零。焊接完成后，将焊缝及

其周围的熔渣，毛刺等清除干净，再对焊缝的外观进行检测，避免出现气孔、裂纹、烧穿以

及未熔合的弧坑等问题，咬边的深度要不超过0.5mm。若焊缝的外表尺寸与标准值不符，则

应进行修磨或是局部补焊，确保二次修正后即合格。若对焊缝外观无明确要求，则按照《钢

结构焊缝外形尺寸》中的标准进行执行。

3.3 材料复验