CN107165787A - 一种塔筒法兰的安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种塔筒法兰的安装方法，通过法兰检测、塔筒检测、法兰固定、筒体安装、焊接测量、底法兰装配、筒体连接、螺栓连接、筒体定位焊接及焊接完成检测工序共同实现。本发明的优点在于：利用法兰检测、塔筒检测、法兰固定、筒体安装、焊接测量、底法兰装配、筒体连接、螺栓连接、筒体定位焊接及焊接完成检测各个工序的配合，从而能够有效的避免法兰变形，保证法兰的平面度，本方法焊接方便，方便筒体与法兰的安装连接。

Description

一种塔筒法兰的安装方法

技术领域

本发明涉及海上风力发电领域，特别涉及一种塔筒法兰的安装方法。

背景技术

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。

目前，传统的塔筒是的制造通常是由若干的筒节首尾焊接而成，但是，这种方法制得的塔筒会达到70多米长，在进行塔筒整体运输时，不太方便。因此先提出了一种方案，将塔筒改为分体式结构，即将塔筒整体划分为三段结构，相邻的两分段之间通过法兰连接。而目前的工艺，在将法兰连接在塔筒时，在进行焊接时，由于焊接热量高，法兰易出现变形，平面度达不到影响，而由于塔筒本身的长度是比较长的，因此当法兰达不到要求时，就会导致整个塔筒前后不一致，影响使用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够有效的防止法兰变形、确保法兰平面度的塔筒法兰的安装方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种塔筒法兰的安装方法，其创新点在于：通过法兰检测、塔筒检测、法兰固定、筒体安装、焊接测量、底法兰装配、筒体连接、螺栓连接、筒体定位焊接及焊接完成检测工序共同实现。

进一步的，该安安装方法用于实现两个相邻的筒体与法兰之间的连接，将筒体分别标号为一号筒体、二号筒体，相应的两个连接法兰也标号为一号法兰、二号法兰，所述安装方法具体为：

a）法兰检测：根据确认的法兰坡口图，由质检人员对法兰及筒体来料做尺寸检验，并在法兰上找出0°、90°、180°、270°几个装配定位点；

b）塔筒检测：检验筒体来料，测量筒节与法兰对接焊缝位置直径及椭圆度；

c）法兰固定：将一号法兰放置于水平定位胎架上，并测量一号法兰平面度数据，若平面度达不到标准，则做水平校正后固定；

d）筒体安装：将需要与一号法兰连接的一号筒体置于一号法兰的上方，并确保一号筒体纵缝按图纸要求布置，然后对一号筒体与一号法兰的连接环缝处采用点焊定位的方式固定；

e）焊接测量：将步骤d中点焊固定后的一号法兰及一号筒体整体翻身，然后水平测量一号法兰平面度，确保达到标准后，将一号法兰及一号筒体的连接环缝处做一道打底焊固定；

f）底法兰装配：将二号法兰与二号筒体也采用上述流程装配，定位并点焊好后整体翻身、测量二号法兰平面度、打底焊；

g）筒体连接：将一号法兰及一号筒体水平放置，即一号筒体在下，一号法兰在上，在一号法兰面内侧安装FB 30*3的垫板，然后将二号法兰及二号筒体整体翻身，即二号法兰在下，二号筒体在上，并与一号法兰对齐后采用螺栓连接一号法兰与二号法兰；

h）螺栓连接：在采用螺栓进行连接时，螺栓的分布为，一号法兰与二号法兰内外两排螺栓孔每间隔1个孔均布1个螺栓，内外各均布75个螺栓螺母，总共需要150个螺栓螺母，拧紧螺母并校正检验法兰的位置，将内外侧螺栓螺母均锁紧，直至法兰外边沿无间隙为止；

i）筒体定位焊接：筒体定位并报检合格后，在滚轮架上同时对称焊接左、右两道环缝，焊接时，首先在外侧焊接2~3层，然后在内侧清根后焊接，过程中根据法兰变形情况内外交替焊接，焊接过程中，检验法兰的变形情况，在法兰内侧对称拉线检测；

j）焊接完成检测：法兰焊接工作完成同时焊缝完全冷却后，拆除螺栓螺母，检验法兰面变形情况，根据通用制作图的要求，法兰平面度要求控制在2mm之内，法兰本体焊后椭圆度控制在±2.0mm之内，完成焊接。

进一步的，所述步骤b中，如果筒体来料无法满足要求，则需要对筒节做校正回圆，在筒节下端口往里300mm处装T型加强环加固，加强圈要有足够强度，椭圆度要求≤10mm。

进一步的，所述步骤d中，筒节和法兰对接错边公差要控制在3mm之内；从JMU过来的筒节有0度标记，该标记应该与法兰的0度位对齐。

进一步的，所述步骤j中，焊接之前必须进行检验，检验项目包括螺栓的状态、对接坡口的状态以及错边尺寸，错边尺寸的公差3mm。

进一步的，在各个步骤中，对于法兰的平面度其具体测量步骤为：

a）测量工具的选择：选用瑞典 Damalini AB 公司制造的Easy-laserTME910，E915；

b）发射器的安装：将发射器的旋转头置于底盘中心，并用六角扳手将两颗固定螺丝依次分三次预紧；

c）发射器的架设：将筒体的纵焊缝转动到 6 点钟位置，将发射器置于 4 点半左右位置，支点朝外，两个调整旋钮朝内；

d）测量密度的确定：测量密度,就是在法兰上测量多少点，测量密度过高,增加无谓的工作量；测量密度过低,不能完全反映法兰的平面度变化量及变化趋势,甚至会将尖峰点漏掉，所以，合理的测量密度是非常重要的；

e）测量点的编号：筒体的焊缝处开始,顺时针依次编号，若同时测内倾度,则先内后外编号；

f）激光面的粗调：采用三点法,将三点处的激光都调整到靶中央环，1点是近点,尽量靠近激光发射器支点，2 点是A 旋钮和支点的延长线与法兰外侧的交点，3 点是旋钮B 和支点的延长线与法兰外侧的交点；先将 E5激光探测器放置于1 点，将 E5 在探杆上下移动,使激光落在PSD中央，固定两螺钉,使E5 不能在探杆上滑动；把两个标靶放在近点，使激光完全通过中间缝隙；将标靶放置于 2 点,调整B 旋钮,使激光落在中间缝隙；将标靶放置于3 点,调整A 旋钮,使激光落在中间缝隙；

g）激光面的精调：对顶部法兰进行测量时需要激光精调，其他法兰不需要，采用三点法,将三点处的探测器读数控制在0～0.2 的范围内；将 E5 放置于1 点,选择按OK进入测量程序，按0 将该点读数逻辑0；将 E5 放置于2 点,调整B 旋钮,使读数在0～0.2 的范围内；将 E5 放置于3 点,调整A 旋钮,使读数在0～0.2 的范围内；重复以上步骤确保三点读数都在 0～0.2 的范围内；

h）激光探测器的架设：探测器在探杆上要锁紧，探测器的重心要落在磁吸座上,不能落在磁吸座之外；

i）平面度测量：对需要测量的法兰的平面度进行测量，并根据测量结果判断法兰平面度是否达到要求。

本发明的优点在于：在本发明中，利用法兰检测、塔筒检测、法兰固定、筒体安装、焊接测量、底法兰装配、筒体连接、螺栓连接、筒体定位焊接及焊接完成检测各个工序的配合，从而能够有效的避免法兰变形，保证法兰的平面度，本方法焊接方便，方便筒体与法兰的安装连接。

通过将筒节和法兰对接错边公差控制在3mm之内，从而可以有效的表面法兰面产生不必要的变形，保证法兰的平面度；另外，通过对连接的螺栓的数量、具体分布位置进行合理的控制排布，从而能够保证法兰连接的接触上，又能表面法兰产生变形。

对于法兰平面度的测量，通过采用专用的测量工具并配合激光面三点调整的方法， 从而确保激光面的精准，保证测量的法兰平面度的精准，为后续工序的顺利进行提供了良好的基础保障。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明中的法兰坡口图。

图2为本发明中的法兰连接用螺栓的分布图。

图3为本发明中螺栓凝集你示意图。

图4为本发明中法兰内侧对称拉线检测示意图。

图5为本发明中法兰倾斜度示意图。

图6为本发明中法兰平面度示意图。

图7为本发明中激光发射器的示意图。

图8为本发明中激光发射器的架设示意图。

图9为本发明中测量点编号示意图。

图10为本发明中三点确定示意图。

图11为本发明中的塔筒分段示意图。

具体实施方式

下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

本发明的塔筒法兰的安装方法具体通过下述步骤得以实现：

第一步，法兰检测：根据确认的法兰坡口图，如图1所示，由质检人员对法兰及筒体来料做尺寸检验，并在法兰上找出0°、90°、180°、270°几个装配定位点。

第二步，塔筒检测：检验筒体来料，测量筒节与法兰对接焊缝位置直径及椭圆度。

如果筒体来料无法满足要求，则需要对筒节做校正回圆，在筒节下端口往里300mm处装T型加强环加固，加强圈要有足够强度，椭圆度要求≤10mm。

第三步，法兰固定：将一号法兰放置于水平定位胎架上，并测量一号法兰平面度数据，平面度判断依据如表1，若平面度达不到要求，则做水平校正后固定。

表1为本发明中法兰的平面度评判标准表

法兰	顶法兰	中段法兰	下段法兰
				标准	0.35-0.5mm	1-1.5mm	1.5-2mm

表1

在本发明中，如图11所示，将塔筒分为上中下三段，在上段塔筒的顶端安装有与风车连接的顶法兰11，上段塔筒与中段塔筒之间通过中段法兰12连接，中段塔筒与下段塔筒通过下段法兰13连接，各个法兰的平面度要求参照表1。

第四步，筒体安装：将需要与一号法兰连接的一号筒体置于一号法兰的上方，并确保一号筒体纵缝按图纸要求布置，然后对一号筒体与一号法兰的连接环缝处采用点焊定位的方式固定。

筒节和法兰对接错边公差要控制在3mm之内；从JMU过来的筒节有0度标记，该标记应该与法兰的0度位对齐。

第五步，焊接测量：将步骤d中点焊固定后的一号法兰及一号筒体整体翻身，然后水平测量一号法兰平面度，确保一号法兰平面度达到要求后，将一号法兰及一号筒体的连接环缝处做一道打底焊固定。

第六步，底法兰装配：将二号法兰与二号筒体也采用上述流程装配，定位并点焊好后整体翻身、测量二号法兰平面度、打底焊。

第七步，筒体连接：将一号法兰及一号筒体水平放置，即一号筒体在下，一号法兰在上，在一号法兰面内侧安装FB 30*3的垫板，然后将二号法兰及二号筒体整体翻身，即二号法兰在下，二号筒体在上，并与一号法兰对齐后采用螺栓连接一号法兰与二号法兰。

第八步，螺栓连接：在采用螺栓进行连接时，螺栓的分布如图2所示，一号法兰与二号法兰内外两排螺栓孔每间隔1个孔均布1个螺栓，内螺栓螺母2与外螺栓螺母1各需要75个，总共需要150个螺栓螺母，拧紧螺母并校正检验法兰的位置，将内螺栓螺母2与外螺栓螺母1均锁紧，直至法兰外边沿无间隙为止，如图3所示。

第九步，筒体定位焊接：筒体定位并报检合格后，在滚轮架上同时对称焊接左、右两道环缝，焊接时，首先在外侧焊接2~3层，然后在内侧清根后焊接，过程中根据法兰变形情况内外交替焊接，焊接过程中，检验法兰的变形情况，在法兰内侧对称拉线检测，如图4所示。

第十步，焊接完成检测：法兰焊接工作完成同时焊缝完全冷却后，拆除螺栓螺母，检验法兰面变形情况，根据通用制作图的要求，法兰平面度要求控制在2mm之内，法兰本体焊后椭圆度控制在±2.0mm之内，完成焊接。

焊接之前必须进行检验，检验项目包括螺栓的状态、对接坡口的状态以及错边尺寸，错边尺寸的公差3mm。

在上述各个步骤中，在对于法兰的平面度进行测量时，其具体测量步骤通过下述步骤得以实现：

第一步，测量工具的选择：选用瑞典 Damalini AB 公司制造的Easy-laserTME910，E915。

第二步，发射器的安装：将发射器的旋转头置于底盘中心，并用六角扳手将两颗固定螺丝依次分三次预紧，如图7所示。

第三步，发射器的架设：如图8所示，将筒体的纵焊4缝转动到 6 点钟位置，将发射器3置于 4 点半左右位置，支点朝外，两个调整旋钮朝内。

第四步，测量密度的确定：测量密度,就是在法兰上测量多少点，测量密度过高,增加无谓的工作量；测量密度过低,不能完全反映法兰的平面度变化量及变化趋势,甚至会将尖峰点漏掉，所以，合理的测量密度是非常重要的。

第五步，测量点的编号：筒体的焊缝处开始,顺时针依次编号，若同时测内倾度,则先内后外编号，如图9所示。

第六步，激光面的粗调：采用三点法,将三点处的激光都调整到靶中央环，如图10所示，1点是近点,尽量靠近激光发射器支点，2 点是A 旋钮和支点的延长线与法兰外侧的交点，3 点是旋钮B 和支点的延长线与法兰外侧的交点；先将 E5 （即瑞典 Damalini AB公司制造的Easy-laserTME915）激光探测器放置于1 点，将 E5 在探杆上下移动,使激光落在PSD中央，固定两螺钉,使E5 不能在探杆上滑动；把两个标靶放在近点，使激光完全通过中间缝隙；将标靶放置于 2 点,调整B 旋钮,使激光落在中间缝隙；将标靶放置于 3 点,调整A 旋钮,使激光落在中间缝隙。

激光发射器的调整旋钮，粗调旋钮,粗调时用，锁紧旋钮,只锁粗调旋钮,不锁微调旋钮；检查微调旋钮,将微调旋钮旋至正常位置,距离粗调旋钮2.5mm 处；松开锁紧旋钮；调整粗调旋钮,目测将激光调至靶中心缝隙；固定锁紧旋钮；微调旋钮,精调时用；检查锁紧旋钮,确认已经锁紧；用主机监视,调整微调旋钮,达到所需要的数据；注意不能超过最大行程5.5mm,否则有可能导致调整细牙的损坏。

第七步，激光面的精调：对顶部法兰进行测量时需要激光精调，其他法兰不需要，采用三点法,将三点处的探测器读数控制在0～0.2 的范围内；将 E5 放置于1 点,选择按OK进入测量程序，按0 将该点读数逻辑0；将 E5 放置于2 点,调整B 旋钮,使读数在0～0.2的范围内；将 E5 放置于3 点,调整A 旋钮,使读数在0～0.2 的范围内；重复以上步骤确保三点读数都在 0～0.2 的范围内。

第八步，激光探测器的架设：探测器在探杆上要锁紧，探测器的重心要落在磁吸座上,不能落在磁吸座之外。

第九步，平面度测量：对需要测量的法兰的平面度进行测量，并根据测量结果判断法兰平面度是否达到要求。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种塔筒法兰的安装方法，其特征在于：通过法兰检测、塔筒检测、法兰固定、筒体安装、焊接测量、底法兰装配、筒体连接、螺栓连接、筒体定位焊接及焊接完成检测工序共同实现。

2.根据权利要求1所述的塔筒法兰的安装方法，其特征在于：该安安装方法用于实现两个相邻的筒体与法兰之间的连接，将筒体分别标号为一号筒体、二号筒体，相应的两个连接法兰也标号为一号法兰、二号法兰，所述安装方法具体为：

a）法兰检测：根据确认的法兰坡口图，由质检人员对法兰及筒体来料做尺寸检验，并在法兰上找出0°、90°、180°、270°几个装配定位点；

b）塔筒检测：检验筒体来料，测量筒节与法兰对接焊缝位置直径及椭圆度；

c）法兰固定：将一号法兰放置于水平定位胎架上，并测量一号法兰平面度数据，若平面度达不到标准，则做水平校正后固定；

d）筒体安装：将需要与一号法兰连接的一号筒体置于一号法兰的上方，并确保一号筒体纵缝按图纸要求布置，然后对一号筒体与一号法兰的连接环缝处采用点焊定位的方式固定；

e）焊接测量：将步骤d中点焊固定后的一号法兰及一号筒体整体翻身，然后水平测量一号法兰平面度，确保达到标准后，将一号法兰及一号筒体的连接环缝处做一道打底焊固定；

f）底法兰装配：将二号法兰与二号筒体也采用上述流程装配，定位并点焊好后整体翻身、测量二号法兰平面度、打底焊；

g）筒体连接：将一号法兰及一号筒体水平放置，即一号筒体在下，一号法兰在上，在一号法兰面内侧安装FB 30*3的垫板，然后将二号法兰及二号筒体整体翻身，即二号法兰在下，二号筒体在上，并与一号法兰对齐后采用螺栓连接一号法兰与二号法兰；

h）螺栓连接：在采用螺栓进行连接时，螺栓的分布为，一号法兰与二号法兰内外两排螺栓孔每间隔1个孔均布1个螺栓，内外各均布75个螺栓螺母，总共需要150个螺栓螺母，拧紧螺母并校正检验法兰的位置，将内外侧螺栓螺母均锁紧，直至法兰外边沿无间隙为止；

i）筒体定位焊接：筒体定位并报检合格后，在滚轮架上同时对称焊接左、右两道环缝，焊接时，首先在外侧焊接2~3层，然后在内侧清根后焊接，过程中根据法兰变形情况内外交替焊接，焊接过程中，检验法兰的变形情况，在法兰内侧对称拉线检测；

j）焊接完成检测：法兰焊接工作完成同时焊缝完全冷却后，拆除螺栓螺母，检验法兰面变形情况，根据通用制作图的要求，法兰平面度要求控制在2mm之内，法兰本体焊后椭圆度控制在±2.0mm之内，完成焊接。

3.根据权利要求2所述的塔筒法兰的安装方法，其特征在于：所述步骤b中，如果筒体来料无法满足要求，则需要对筒节做校正回圆，在筒节下端口往里300mm处装T型加强环加固，加强圈要有足够强度，椭圆度要求≤10mm。

4.根据权利要求2所述的塔筒法兰的安装方法，其特征在于：所述步骤d中，筒节和法兰对接错边公差要控制在3mm之内；从JMU过来的筒节有0度标记，该标记应该与法兰的0度位对齐。

5.根据权利要求2所述的塔筒法兰的安装方法，其特征在于：所述步骤j中，焊接之前必须进行检验，检验项目包括螺栓的状态、对接坡口的状态以及错边尺寸，错边尺寸的公差3mm。

6.根据权利要求2所述的塔筒法兰的安装方法，其特征在于：在各个步骤中，对于法兰的平面度其具体测量步骤为：

a）测量工具的选择：选用瑞典DamaliniAB公司制造的Easy-laserTME910，E915；

b）发射器的安装：将发射器的旋转头置于底盘中心，并用六角扳手将两颗固定螺丝依次分三次预紧；

c）发射器的架设：将筒体的纵焊缝转动到6点钟位置，将发射器置于4点半左右位置，支点朝外，两个调整旋钮朝内；

d）测量密度的确定：测量密度,就是在法兰上测量多少点，测量密度过高,增加无谓的工作量；测量密度过低,不能完全反映法兰的平面度变化量及变化趋势,甚至会将尖峰点漏掉，所以，合理的测量密度是非常重要的；

e）测量点的编号：筒体的焊缝处开始,顺时针依次编号，若同时测内倾度,则先内后外编号；

f）激光面的粗调：采用三点法,将三点处的激光都调整到靶中央环，1点是近点,尽量靠近激光发射器支点，2 点是A 旋钮和支点的延长线与法兰外侧的交点，3 点是旋钮B 和支点的延长线与法兰外侧的交点；先将 E5激光探测器放置于1 点，将 E5 在探杆上下移动,使激光落在PSD中央，固定两螺钉,使E5 不能在探杆上滑动；把两个标靶放在近点，使激光完全通过中间缝隙；将标靶放置于 2 点,调整B 旋钮,使激光落在中间缝隙；将标靶放置于3 点,调整A 旋钮,使激光落在中间缝隙；

g）激光面的精调：对顶部法兰进行测量时需要激光精调，其他法兰不需要，采用三点法,将三点处的探测器读数控制在0～0.2 的范围内；将 E5 放置于1 点,选择按OK进入测量程序，按0 将该点读数逻辑0；将 E5 放置于2 点,调整B 旋钮,使读数在0～0.2 的范围内；将 E5 放置于3 点,调整A 旋钮,使读数在0～0.2 的范围内；重复以上步骤确保三点读数都在 0～0.2 的范围内；

h）激光探测器的架设：探测器在探杆上要锁紧，探测器的重心要落在磁吸座上,不能落在磁吸座之外；

i）平面度测量：对需要测量的法兰的平面度进行测量，并根据测量结果判断法兰平面度是否达到要求。