CN113319527A - 一种大直径陆上风电塔架制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大直径陆上风电塔架制造工艺，塔架通过若干个塔筒段连接而成，具体步骤如下：对板材检验后数控切割、下料开坡口制得扇形板材；将扇形板材卷制成型制得塔筒节并对塔筒节进行校圆；对塔筒节纵缝进行点焊定位并进行错边检查；然后再对塔筒节纵缝进行焊接、焊缝打磨、二次校圆并进行无损检测；对纵缝焊接后的塔筒节进行打砂以及喷漆处理；将塔筒节依次进行组对并进行错口检查、组对焊接，打磨焊缝后再进行无损检测；在塔筒段两端端部分别焊接法兰并表面防腐处理以及内件装配，最后进行成品检验；将多段适配的塔筒段通过法兰组对并装配后制得风电塔架。本发明能有效的提高焊缝质量，提高了塔架的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及一种大直径陆上风电塔架制造工艺，属于风电塔架领域。
背景技术
近年来，全球能源和环境问题日益严峻，风电行业进入快速发展时期。风电塔架做为风机的基础，其重要性不言而喻，风电塔架就是风力发电的塔筒，在风力发电机组中主要起支撑作用，同时吸收机组震动。在风电塔筒的建造过程中，塔筒的椭圆度、塔筒节的纵缝以及塔筒节之间的环缝焊接一直是塔筒制造的难点。不同的工艺流程，不同的作业次序，都会影响制造精度的控制，根据现有一些塔架制造工艺制成的塔架，容易出现焊缝韧性差、焊缝开裂等缺陷，影响了塔架的安全使用。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明提供一种大直径陆上风电塔架制造工艺，能有效的提高焊缝质量，提高了塔架的安全性。
本发明所采用的技术方案为：
一种大直径陆上风电塔架制造工艺，所述塔架通过若干个塔筒段连接而成，具体步骤如下：
步骤一：对用于卷制塔筒节的板材进行检验，取检验合格后的板材按设计尺寸数控切割、下料开坡口制得扇形板材；
步骤二：将开坡口后的扇形板材卷制成型制得塔筒节并对卷制成型后的塔筒节进行校圆；
步骤三：对卷制成型并校圆后的塔筒节纵缝进行点焊定位并进行错边检查；然后再对塔筒节纵缝进行焊接，焊接完成后打磨焊缝，接着对纵缝焊接后的塔筒节进行二次校圆并对纵缝焊接处进行无损检测；
步骤四：对纵缝焊接后的塔筒节进行打砂以及喷漆处理；
步骤五：将塔筒节依次进行组对并进行错口检查，然后对组对后的塔筒节之间的环缝进行点焊定位后再进行环缝焊接制得塔筒段，并对焊接后的环缝焊接处先打磨后再进行无损检测；
步骤六：在塔筒段两端端部分别焊接法兰；
步骤七：对装配法兰后的塔筒段进行表面防腐处理后并进行内件装配，最后进行成品检验；
步骤八：将多段适配的塔筒段通过法兰组对并装配后制得风电塔架；
步骤三中对卷制成型的塔筒节纵缝进行焊接时，在塔筒节两端的纵缝内侧分别朝向外侧焊接引弧板、引出板，引弧板和引出板焊接在卷制成型后的焊缝两侧板材形成的V型坡口内，并从设置有引弧板的一端开始焊接，在焊接结束后将引弧板、引出板进行切割与对应侧的塔筒节端部保持平整并打磨切割处；
步骤五中对组对后的塔筒节进行环缝焊接时，将组对后的塔筒节分别接地，然后选取环缝外侧、内侧两个塔筒节端部坡口抵接处一点分别焊接引弧板，并从设置有引弧板的环缝内侧开始焊接，环缝内侧焊接结束后，再对环缝的外缝进行清根使焊缝两侧的板材露出以进行有效焊接，清根后从外部设置有引弧板的环缝处再开始焊接，在焊接结束后将引弧板进行切割并打磨切割处；
所述引弧板、引出板的材质与板材材质相同。
优选的是，所述步骤二中对扇形板材卷制时，沿板材的长度方向在扇形板材内表面等距划设若干根用于检测板材弧度的母线。
进一步的优选，所述步骤三以及步骤五中无损检测采用超声波探伤或射线探伤。
进一步的优选，所述步骤三中错边检查的错边量≤0.1t且还要满足错边量≤2mm，其中t为扇形板材厚度。
进一步的优选，所述步骤五中两个塔筒节之间组对间隙小于1mm，错口检查的错口量≤0.1t且还要满足错边量≤2mm，其中t为扇形板材厚度。
进一步的优选，在步骤三中纵缝焊接前以及步骤五中环缝焊接前对焊接处板体进行预热处理，板体厚度为H，预热温度为T，H＜30mm时，15℃＜T＜30℃；30mm＜H＜60mm时，60℃＜T＜100℃；H＞60mm时，T＞120℃。
进一步的优选，所述步骤六中焊接法兰具体包括如下步骤为：
S1：对塔筒段的两端进行平面度检测，对不满足平面度的端部辅以机械打磨以满足平面度需求，并对打磨处进行去毛刺处理；
S2：将法兰吊起并与塔筒段端部进行组对后固定法兰使法兰对塔筒段端部贴合，然后从塔筒段端部内侧板材坡口处将法兰与塔筒段端部通过点焊固定，再从塔筒段端部内侧对塔筒段焊接端部与法兰进行预热，预热温度为100-120℃，然后从塔筒段端部内侧沿板材坡口将法兰与塔筒段端部进行焊接，焊接结束后，从塔筒段端部外侧对塔筒段端部以及法兰进行二次预热，预热温度为120-130℃，然后再从塔筒段端部外侧沿塔筒段端部与法兰之间的焊缝将法兰与塔筒段端部进行焊接；
S3：对塔筒段端部与法兰之间的焊缝进行打磨，然后再对焊缝进行消氢处理，消氢处理的加热温度为210-230℃，加热0.5-0.8h；
S4：对焊接后的法兰进行平面度和几何尺寸检验并进行无损检测。
进一步的优选，所述步骤六中表面防腐处理为向塔筒段内外侧喷涂防腐涂层，具体包括如下步骤：
（1）从塔筒段的其中一端开始逐步向塔筒段另一端移动对塔筒段的内外壁进行移动式预热，预热温度为50-65℃，在移动式预热的过程中，从塔筒段先预热端开始进行防腐涂料的喷涂再逐步向后端预热后的塔筒移动并进行防腐涂料的喷涂；
（2）第一次涂料喷涂结束后，采用温度为30-40℃的热风对涂层进行风干，热风应避免朝向涂层直吹；然后再重复防腐涂料的喷涂操作，直至防腐涂层的厚度达到要求厚度后停止喷涂，然后再热风风干即可。
本发明的有益效果在于：
（1）在对纵缝和环缝焊接时分别通过引弧板、引出板配合，引弧板与接地配合，并在焊接前根据板材厚度对纵缝和环缝两侧板材进行预热，能够有效的防止出现焊接缺陷，保证了焊接成型；
（2）在法兰焊接时通过对法兰与塔筒段端部进行预热后焊接，再在焊接后进行消氢处理，能够显著提高焊缝韧性，保障了焊接质量；
（3）通过对错边量和错口量进行把控，能显著的提高塔架整体的质量，防止塔筒节出现裂痕和断裂。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做具体的介绍。
本实施例是一种大直径陆上风电塔架制造工艺，塔架通过若干个塔筒段连接而成，具体步骤如下：
步骤一：对用于卷制塔筒节的板材进行检验，取检验合格后的板材按设计尺寸数控切割、下料开坡口制得扇形板材；
步骤二：将开坡口后的扇形板材卷制成型制得塔筒节并对卷制成型后的塔筒节进行校圆；
步骤三：对卷制成型并校圆后的塔筒节纵缝进行点焊定位并进行错边检查；然后再对塔筒节纵缝进行焊接，焊接完成后打磨焊缝，接着对纵缝焊接后的塔筒节进行二次校圆并对纵缝焊接处进行无损检测；
步骤四：对纵缝焊接后的塔筒节进行打砂以及喷漆处理；
步骤五：将塔筒节依次进行组对并进行错口检查，然后对组对后的塔筒节之间的环缝进行点焊定位后再进行环缝焊接制得塔筒段，并对焊接后的环缝焊接处先打磨后再进行无损检测；
步骤六：在塔筒段两端端部分别焊接法兰；
步骤七：对装配法兰后的塔筒段进行表面防腐处理后并进行内件装配，最后进行成品检验；
步骤八：将多段适配的塔筒段通过法兰组对并装配后制得风电塔架；
步骤三中对卷制成型的塔筒节纵缝进行焊接时，在塔筒节两端的纵缝内侧分别朝向外侧焊接引弧板、引出板，引弧板和引出板焊接在卷制成型后的焊缝两侧板材形成的V型坡口内，并从设置有引弧板的一端开始焊接，在焊接结束后将引弧板、引出板进行切割与对应侧的塔筒节端部保持平整并打磨切割处；
步骤五中对组对后的塔筒节进行环缝焊接时，将组对后的塔筒节分别接地，然后选取环缝外侧、内侧两个塔筒节端部坡口抵接处一点分别焊接引弧板，并从设置有引弧板的环缝内侧开始焊接，环缝内侧焊接结束后，再对环缝的外缝进行清根使焊缝两侧的板材露出以进行有效焊接，清根后从外部设置有引弧板的环缝处再开始焊接，在焊接结束后将引弧板进行切割并打磨切割处；
为了保证塔筒节以及焊缝质量，引弧板、引出板的材质与板材材质相同。
本实施例中，步骤二中对扇形板材卷制时，沿板材的长度方向在扇形板材内表面等距划设若干根用于检测板材弧度的母线，在对扇形板材进行卷制的过程中，以母线为基准，多次对卷制的板材弧度进行测量以保证卷制成型的塔筒节的椭圆度。
本实施例中，步骤三以及步骤五中无损检测采用超声波探伤或射线探伤。
为了保证塔筒节和组对后制得的塔筒段的质量，要对塔筒节的错边量以及组对时塔筒节之间的错口量进行严格把控，步骤三中错边检查的错边量≤0.1t且还要满足错边量≤2mm，其中t为扇形板材厚度；步骤五中两个塔筒节之间组对间隙小于1mm，错口检查的错口量≤0.1t且还要满足错边量≤2mm，其中t为扇形板材厚度。
本实施例中，在步骤三中纵缝焊接前以及步骤五中环缝焊接前对焊接处板体进行预热处理，根据不同的板体厚度设置不同的预热温度，板体厚度为H，预热温度为T，H＜30mm时，15℃＜T＜30℃；30mm＜H＜60mm时，60℃＜T＜100℃；H＞60mm时，T＞120℃。
本实施例中，步骤六中焊接法兰具体包括如下步骤为：
S1：对塔筒段的两端进行平面度检测，对不满足平面度的端部辅以机械打磨以满足平面度需求，并对打磨处进行去毛刺处理；
S2：将法兰吊起并与塔筒段端部进行组对后固定法兰使法兰对塔筒段端部贴合，然后从塔筒段端部内侧板材坡口处将法兰与塔筒段端部通过点焊固定，再从塔筒段端部内侧对塔筒段焊接端部与法兰进行预热，预热温度为100-120℃，然后从塔筒段端部内侧沿板材坡口将法兰与塔筒段端部进行焊接，焊接结束后，从塔筒段端部外侧对塔筒段端部以及法兰进行二次预热，预热温度为120-130℃，然后再从塔筒段端部外侧沿塔筒段端部与法兰之间的焊缝将法兰与塔筒段端部进行焊接；
S3：对塔筒段端部与法兰之间的焊缝进行打磨，然后再对焊缝进行消氢处理，消氢处理的加热温度为210-230℃，加热0.5-0.8h；
S4：对焊接后的法兰进行平面度和几何尺寸检验并进行无损检测。
本实施例中，步骤六中表面防腐处理为向塔筒段内外侧喷涂防腐涂层，具体包括如下步骤：
（1）从塔筒段的其中一端开始逐步向塔筒段另一端移动对塔筒段的内外壁进行移动式预热，预热温度为50-65℃，在移动式预热的过程中，从塔筒段先预热端开始进行防腐涂料的喷涂再逐步向后端预热后的塔筒移动并进行防腐涂料的喷涂；
（2）第一次涂料喷涂结束后，采用温度为30-40℃的热风对涂层进行风干，热风应避免朝向涂层直吹；然后再重复防腐涂料的喷涂操作，直至防腐涂层的厚度达到要求厚度后停止喷涂，然后再热风风干即可。
本发明提供的一种大直径陆上风电塔架制造工艺，在对纵缝和环缝焊接时分别通过引弧板、引出板配合，引弧板与接地配合，并在焊接前根据板材厚度对纵缝和环缝两侧板材进行预热，能够有效的防止出现焊接缺陷，保证了焊接成型；在法兰焊接时通过对法兰与塔筒段端部进行预热后焊接，再在焊接后进行消氢处理，能够显著提高焊缝韧性，保障了焊接质量；通过对错边量和错口量进行把控，能显著的提高塔架整体的质量，防止塔筒节出现裂痕和断裂。
以上所述仅是本发明专利的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明专利原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明专利的保护范围。
Claims (8)
1.一种大直径陆上风电塔架制造工艺，其特征在于：所述塔架通过若干个塔筒段连接而成，具体步骤如下：
步骤一：对用于卷制塔筒节的板材进行检验，取检验合格后的板材按设计尺寸数控切割、下料开坡口制得扇形板材；
步骤二：将开坡口后的扇形板材卷制成型制得塔筒节并对卷制成型后的塔筒节进行校圆；
步骤三：对卷制成型并校圆后的塔筒节纵缝进行点焊定位并进行错边检查；然后再对塔筒节纵缝进行焊接，焊接完成后打磨焊缝，接着对纵缝焊接后的塔筒节进行二次校圆并对纵缝焊接处进行无损检测；
步骤四：对纵缝焊接后的塔筒节进行打砂以及喷漆处理；
步骤五：将塔筒节依次进行组对并进行错口检查，然后对组对后的塔筒节之间的环缝进行点焊定位后再进行环缝焊接制得塔筒段，并对焊接后的环缝焊接处先打磨后再进行无损检测；
步骤六：在塔筒段两端端部分别焊接法兰；
步骤七：对装配法兰后的塔筒段进行表面防腐处理后并进行内件装配，最后进行成品检验；
步骤八：将多段适配的塔筒段通过法兰组对并装配后制得风电塔架；
步骤三中对卷制成型的塔筒节纵缝进行焊接时，在塔筒节两端的纵缝内侧分别朝向外侧焊接引弧板、引出板，引弧板和引出板焊接在卷制成型后的焊缝两侧板材形成的V型坡口内，并从设置有引弧板的塔筒节一端内侧开始焊接，纵缝内侧焊接结束后，再对纵缝的外缝进行清根使焊缝两侧的板材露出以进行有效焊接，清根后从设置有引弧板的塔筒节一端再开始焊接，在焊接结束后将引弧板、引出板进行切割与对应侧的塔筒节端部保持平整并打磨切割处；
步骤五中对组对后的塔筒节进行环缝焊接时，将组对后的塔筒节分别接地，然后选取环缝外侧、内侧两个塔筒节端部坡口抵接处一点分别焊接引弧板，并从设置有引弧板的环缝内侧开始焊接，环缝内侧焊接结束后，再对环缝的外缝进行清根使焊缝两侧的板材露出以进行有效焊接，清根后从外部设置有引弧板的环缝处再开始焊接，在焊接结束后将引弧板进行切割并打磨切割处；
所述引弧板、引出板的材质与板材材质相同。
2.根据权利要求1所述的一种大直径陆上风电塔架制造工艺，其特征在于，所述步骤二中对扇形板材卷制时，沿板材的长度方向在扇形板材内表面等距划设若干根用于检测板材弧度的母线。
3.根据权利要求1所述的一种大直径陆上风电塔架制造工艺，其特征在于，所述步骤三以及步骤五中无损检测采用超声波探伤或射线探伤。
4.根据权利要求1所述的一种大直径陆上风电塔架制造工艺，其特征在于，所述步骤三中错边检查的错边量≤0.1t且还要满足错边量≤2mm，其中t为扇形板材厚度。
5.根据权利要求1所述的一种大直径陆上风电塔架制造工艺，其特征在于，所述步骤五中两个塔筒节之间组对间隙小于1mm，错口检查的错口量≤0.1t且还要满足错边量≤2mm，其中t为扇形板材厚度。
6.根据权利要求1所述的一种大直径陆上风电塔架制造工艺，其特征在于，在步骤三中纵缝焊接前以及步骤五中环缝焊接前对焊接处板体进行预热处理，板体厚度为H，预热温度为T，H＜30mm时，15℃＜T＜30℃；30mm＜H＜60mm时，60℃＜T＜100℃；H＞60mm时，T＞120℃。
7.根据权利要求1所述的一种大直径陆上风电塔架制造工艺，其特征在于，所述步骤六中焊接法兰具体包括如下步骤为：
S1：对塔筒段的两端进行平面度检测，对不满足平面度的端部辅以机械打磨以满足平面度需求，并对打磨处进行去毛刺处理；
S2：将法兰吊起并与塔筒段端部进行组对后固定法兰使法兰对塔筒段端部贴合，然后从塔筒段端部内侧板材坡口处将法兰与塔筒段端部通过点焊固定，再从塔筒段端部内侧对塔筒段焊接端部与法兰进行预热，预热温度为100-120℃，然后从塔筒段端部内侧沿板材坡口将法兰与塔筒段端部进行焊接，焊接结束后，从塔筒段端部外侧对塔筒段端部以及法兰进行二次预热，预热温度为120-130℃，然后再从塔筒段端部外侧沿塔筒段端部与法兰之间的焊缝将法兰与塔筒段端部进行焊接；
S3：对塔筒段端部与法兰之间的焊缝进行打磨，然后再对焊缝进行消氢处理，消氢处理的加热温度为210-230℃，加热0.5-0.8h；
S4：对焊接后的法兰进行平面度和几何尺寸检验并进行无损检测。
8.根据权利要求1所述的一种大直径陆上风电塔架制造工艺，其特征在于，所述步骤六中表面防腐处理为向塔筒段内外侧喷涂防腐涂层，具体包括如下步骤：
（1）从塔筒段的其中一端开始逐步向塔筒段另一端移动对塔筒段的内外壁进行移动式预热，预热温度为50-65℃，在移动式预热的过程中，从塔筒段先预热端开始进行防腐涂料的喷涂再逐步向后端预热后的塔筒移动并进行防腐涂料的喷涂；
（2）第一次涂料喷涂结束后，采用温度为30-40℃的热风对涂层进行风干，热风应避免朝向涂层直吹；然后再重复防腐涂料的喷涂操作，直至防腐涂层的厚度达到要求厚度后停止喷涂，然后再热风风干即可。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20210831 |
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| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |