风力发电机组塔架法兰的组装和焊接施工工法

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5.2. 3焊接
1.焊接前对焊缝坡曰及焊缝周围进行清理。
2.塔筒焊接。焊道打底采用CO?气体保护焊,以减少热应力变形。正式焊接 均采用埋弧|'|动焊。根据板厚及坡口大小,严格按照成熟的焊接T.艺评定参数、 焊层道数、电压、电流及焊接速度等参数操作。
3.通过参考基准平行而,密切关注端而法兰变形情况,可•以快捷的分析导致 变形的应力点,为调整和控制变形提供依据。每条(道)环缝要一次焊接完成, 保证受热均匀,避免产生新的应力变形。
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,每段高度在十凡米至三十儿米, 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流,可在今后类似工程 的施工中加以推广应用。
水准仪
3
6
S3级(拓普康公司TOPCON)
7质量控制
7.1制造过程中主要质量控制cI n c m
1.材料采购时审查法兰、钢板等的理化报告,以及钢板厚度、法兰几何尺寸。
2.法兰制造和探伤符合图纸和技术协议,检验法兰加工面精度、孔节圆直径 偏差、厚度偏差和其他尺寸记录。
3.下料后扇形钢板的弦长。
9. 0.4严格控制施工噪声,在晚21时30分至第二廿7时前,禁止进行用大锤 敲打等板金作业。
1
测量距离40m、泛泰克斯
3
X射线探伤仪
XXQ-3005G
1
最大穿透板厚70nmi
4
磁粉探伤仪
DA-400S
1
序 号
设备名称
规格型号
数量
主要技术性能
5
交流微型磁粉探伤仪
CJX-220E
1
220V 2.6A
6
湿膜测厚仪
TI-18
2
7
磁性涂层测厚仪
CTG-10
2
测鼠范围0-1000M m误差土 (1-3) %H内置打印机
法兰固定胎具。由于塔筒rr一定的锥度,各段塔筒其连接法兰直径是不-•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简节制作
1.简节下料、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. 0颇、弦长公差为±1.5颇; 每段塔筒中间节预留2〜3mm焊接收缩余量,与法兰连接的简节在钢板卜.料时预 留5〜10mm修正余量。
9. 0.2加强对雇员的环境保护教育,提高环境保护意识,杜绝“先破坏、后治 理”的思想。
9. 0.2通过排污申报登记、监督检查等措施,对环保措施落实情况进行全方位 监管,及时掌握污染情况,防止施工弃确(如焊渣等)等阻碍施工区内的河、沟 渠等水道,造成水土流失加剧。
9.0.3工地施工现场和生活区布置足够的临时卫生设施。及时清理生产、生活 垃圾,并将其运至指定的地点,进行掩埋处理,以保持施工现场和生活区的环境 卫生。
5.2.4检验
1.严格按照塔筒制造技术协议进行检验。检查法兰焊接变形,分段塔筒两端 连接法兰焊接变形控制在Omm— 1. 5mm;顶部法兰焊接变形控制在0mm~ 0. 5mmo
2.由于法兰在采购订货时的厚度为+3/+1,因此,对于局部微量超差,可用 角磨机或日制动力头饨面机找正。
6材料与设备
6.1材料
4工艺原理
4.0. 1在下料过程中控制筒节翩形钢板的弦长、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法兰与简节组装时,控制简节管口平面度。
4.0. 4法兰与简节焊接时控制法兰的儿何精度。
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:在筒节卷制中严格控制压延次数,大大降低
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。
风电塔筒的生产T•之流程•般如下:数控切割机下料,厚板需耍开坡口, 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而度检查,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。
4.分段筒节与法兰节
1)组装方法。分段简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线, 检查法兰节端面与分段筒节轴线的垂直度、螺栓孔位置度满足要求;为了平面度 控制方便、快捷,在两端口处设置平行基准而,用激光找中仪测距,使两平行基 准面平行度为0.5顾;基准平行面可•以制作成滑移式轨道,以满足不同长度的分 段节测景需要,同时也便于与法兰接触,直观的反映出法兰平行度误差,便于校
塔筒材料应符合相关技术参数。廿肃白银平川捡财塘45MW风屯特许项目发 电机组30套塔筒主要材料见表6. Io
表6.1塔筒主材表
编号
顼目
技术参数和规格
备注
1
塔体材料
S 355 J2G3 (1.0570 )
EN10025-3. 1B/EN 10204 中国钢材 Q345D 31J@-20°C
2
法兰材料
S355NL-Z25
3)组对后进行CO?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,直至糖条环缝打底完成,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,法兰与筒节焊接前,先将相邻法兰组合,用工
8
涂层测厚仪
SCS-3
2
测呈范围0-1000p m
9
裂纹测探仪
L-S3
2
10
恒温自动洗片机
HK-IV
1
11
X光底片干燥箱
EX JP
2
12
大型金相显微镜
XJG-05 型
1
13
抛光机
P—1
1
14
万能材料试验机
WE-60
1
最大夹持板厚30mm,宽度 80mm
15
冲击试验机
JB-30A
1
冲击能量30kg • 冲击速 度 5m/s
EN10025-3. 1B/EN 10204 中国钢材 Q345E-Z25 31JDC
3
法兰成型工艺
环形锻造
4
法兰剖面形状
倒L字型
6.2设备
塔筒制造施工中的设备配也见表6. 2T〜表6. 2-2
表6.2-1塔筒制造施工的设备配置表
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
1
卷板机
30X3000

1
2
龙门吊
MQ40/42
2)法兰节与分段简节自然状态下组装,避免强行组装;通过管口内米支撑 调节圆度,控制法兰节组装变形及对接错边量,并保证组装焊缝间隙均匀在2. Omni以内。
3)组装后进行CO?气体保护打底定位焊,其打底方法同上所述。定位焊后, 对单段筒节两端法兰的平而度、I员I度以及两法兰端面的平行度、同轴度进行检验, 如不符合规定要求,进行调整直至符合规定要求。

1
3
龙门吊
QM2X5/22

1
4
汽车吊
QY25

1
5
可控硅焊机
ZX7-630

2
6
全自动逆变埋弧焊机
MZ-1000 型

5
7
逆变焊机
ZX5-400

8
8
数控切割机
SQG-4000 型

2
9
载重汽车
8T
台J
1
10
焊剂烘烤箱
80X80X100 (cm3)

1
11
焊剂筛选机

1
12
碳弧刨枪
JG-2

2
13
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。
法兰检骚
纵缝焊接
与法兰组对相邻筒节组对
环缝焊接 校正、检验
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lOOmn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。
4.钢板卷制后的圆度。
5.法兰与相邻简壁装焊后尺寸,变形、焊后余量预留情况。
6.检验单节筒壁直缝焊接质量;检验分段筒壁环缝焊接质量,以及儿何尺寸 控制情况。
7.法兰与分段筒壁装焊后尺寸,以及焊接变形控制、整体凡何尺寸情况。
7.2检验控制
在实际制造前,应根据用户、设计和本单位三方技术协议利质量控制大纲, 编制切实可行的检验计划,检验计划必须涌盖和贯穿材料的采购、下料、卷制、 焊接、组装等制造全过程。主要控制见图7. 2-1〜图7.2-3。
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-定的指导意义。
艺螺校把紧,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P?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. Omm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。
可调式防审滚轮架
ZT-30

2
14
可调式防窜滚轮架
ZT-50

1
15
空压机
12m3

1
16
角向磨光机
(P 125

15
17
磁力钻角向磨光机

1
表6. 2-2塔筒检测设备配置表
序 号
设备名称
规格型号
数量
主耍技术性能
1
数字超声波探伤仪
PXUT/230
1
工作频率0. 5-20MI1Z
2
激光儿何测量系统
Easy-Laser 1)600+
3)5 <]6mm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饨边。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)按滚压线进行筒节卷制,卷制过程中注意清理板而及卷板机上下辐,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C0?气体保护焊, 其焊缝应规整、均匀,焊后及时清理焊接&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)相邻简节的组对,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、环缝焊接按照炸接工艺评定执行。
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, 检查法兰颈的平而度。
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。
8安全措施
8.0.1筒节端口打磨修正时,应注意周围环境,无关人员应远离工作平台。
8. 0.2筒节与法兰组装时,锤击楔子时应注意伤手和划伤管壁,同时应注意用龙 门吊固定内米支撑,防止滑落伤人。
8. 0.3吊装塔筒时,应设立安全警戒线,使人与塔筒保持安全距离。
8. 0. 4焊接塔筒外环缝时,应将工器具放置在操作平台工具袋内,不得随身携带, 以防跌落伤人。
8.0.5采用电动工具和机械设备时,应保证线路绝缘并带漏电保护器(额定漏电 动作电流值应符合临电规范)。
8.0.6临时用电应符合《施工现场临时用电安全技术规范》的有关规定。
9
9.0.1严格执行国家有关法规、法令,保证国家和地方有关环境保护的法律法 规及合同条款在施工期得到有效执行。强化建设“三同时”检查力度。定期检查 工区环境保护设施(工程)与主体工程是否同时设计,污染处理设施的设计是否 合理,做到心中有数,及时发现。
16
硬度测试仪
I1K-150
1
负荷级数60, 100, 150kg
17
硬度测试仪
HB-300
1
负荷级数 250, 750, 1000, 3000kg
18
化学测试设备
1套
19
表面粗造度测试仪
TH020
2
精度0. 002mm 英国产
20
温湿度仪
WE-1330
5
21
涂层附着力画格器
CATES1500
1
22
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