一种风电塔筒的建造工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种风电塔筒的建造工艺，包括分段筒节制作、塔筒法兰安装及塔筒组装工序，其中，分段筒节制作包括原材料入厂检验、材料复验、钢板预处理、数控切割下料、尺寸检验、加工坡口、卷圆、组焊纵缝、校圆、筒节椭圆度测量、100%UT及T字缝100%MT检测工序，塔筒法兰安装通过法兰检测、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，塔筒组装包括各筒节及法兰短节组对、检验、焊接、100%UT检测、检验、划出内件位置线、检验、组焊内件、防腐处理、内件装配、包装发运工序。本发明专利技术的优点在于：本建造工艺精度高。

The construction process of a wind turbine cylinder

The invention relates to a process for the construction of wind power tower, including the production of cylinder flange, segmented tower installation and assembly process, the subsection cylinder produced include the raw materials into the factory inspection, material inspection, steel plate pretreatment, CNC cutting, dimension inspection, processing, export volume circle slope welding of longitudinal seam, roundness correction, cylinder ellipticity measurement, 100%UT and T suture 100%MT detection process, flange flange detection, through the installation of tower flange fixed tube, testing, installation, welding, assembly, measurement of bottom flange cylinder, bolt connection, cylinder positioning welding and welding the detection procedure to achieve the tower assembly including the cylinder and flange joint group, welding, inspection, testing, inspection, draw 100%UT in a line of position, inspection, welding parts, anti-corrosion treatment, assembly parts, packaging and delivery. Order. The advantage of the invention is that the construction process has high precision.

【技术实现步骤摘要】
一种风电塔筒的建造工艺
本专利技术涉及一种塔筒，特别涉及一种风电塔筒的建造工艺。
技术介绍
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。由于海上风电能源的能量效益远远高于陆地风电场，而且不占用土地，受景观、噪声以及电磁波等问题的限制较少，所以未来海上风电的发展必将实现跨越式发展。风电塔筒做为风机的基础，其重要性不言而喻。在风电塔筒的建造过程中，塔筒的椭圆度、直线度控制以及厚板焊接热处理一直是塔筒建造的难点。不同的工艺流程，不同的作业次序，都会影响建造精度的控制。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种制造精度高的风电塔筒的建造工艺。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案为：一种风电塔筒的建造工艺，其创新点在于：包括分段筒节制作、塔筒法兰安装及塔筒组装工序，其中，分段筒节制作包括原材料入厂检验、材料复验、钢板预处理、数控切割下料、尺寸检验、加工坡口、卷圆、组焊纵缝、校圆、筒节椭圆度测量、100%UT及T字缝100%MT检测工序，塔筒法兰安装通过法兰检测、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，塔筒组装包括各筒节及法兰短节组对、检验、焊接、100%UT检测、检验、划出内件位置线、检验、组焊内件、防腐处理、内件装配、包装发运工序。进一步的，所述分段筒体制作中，其卷圆步骤具体为：a)卷制前准备：按设计圆弧尺寸制作内圆弧样板、外圆弧样板，除非有另外要求，大小口端圆弧样板弦长不得小于600mm，筒节直径≥4500mm时，大小口端圆弧样板弦长不得小于800mm；检查钢板表面质量，并清理异物，特别是切割边缘的割渣是否清理干净；核对筒节号及相关标志，以便于正确选择圆弧样板；钢板进入卷制前必须打磨纵缝对接坡口及边缘25mm以上，以免影响焊接质量；b）上料：上料时应以中辊配合钢板输送床进行端部对齐，以防窜角；c）预弯：将上辊保持在一定的倾斜度上，先预弯一端头部约200~300mm范围至要求的圆弧，并用样板检查大小口端部，合格后方可进行连续卷制，必要时，在板料上画5~7条素线；d）卷制：在卷制过程中应随时将剥落的氧化皮清理干净，并注意观察成型情况，同时用相应的内圆弧样板随时检查大小口端部的圆弧，局部凹凸应符合规范要求，钢板卷圆后应考虑一定的回弹量，保证同一断面内其最大内径与最小外径之差不得大于3mm，同一节锥段最长与最短母线差不得大于1mm，每一段端口处的外圆周长允许偏差为±5mm；e）合口：经过数圈的卷制，上辊的逐步加压，使钢板成圆合口，合口时需用电焊每500mm点一个50〜100mm的点焊点，为控制变形，利用对称点焊，纵缝保证在2〜3mm间隙，错皮不超过皮厚的十分之一或3.2mm，二者取最小值，圆管两端错皮不超过1.5mm；f）卷制定位：圆筒的卷制、定位在卷板机上一次性完成，对接错板≯2mm，板缝两端用至少100mm长同材质同等厚度的钢板作为引熄弧板固定，中间部分用有过焊孔的同材质马板固定，马板长度为母材厚度的10倍；g）焊接：对圆筒的板缝处进行焊接，圆筒焊接完成后，圆度必须再次检测，特别要注意焊接周围圆筒的外部，检测方法：一是用铁皮样板检测局部椭圆，并用石笔画好位置；二是用盒尺测量管材的圆度，以管材周长的四分之一或八分之一管段为基准进行测量，把量好的尺寸写在钢管上；三是制作与圆筒同径的内外样板各一个，样板宽度200mm左右，长度根据管径大小决定；样板与纵缝坡口边缘间隙由管径确定，管径400mm〜700mm，间隙为0〜2mm；管径700mm〜1000mm，间隙为1〜3mm；管径1000mm以上，间隙为2〜4mm；对于压制没有达到要求的应调整胎模再压制直到满足要求为止。进一步的，凡卷制大直径的筒节时必须使用吊车或卷板机的辅助架配合，以避免由于钢板的自重使已卷制好的工件变形，但应注意吊车或辅助装置不能提升过高而导致已成型的圆弧段产生永久变形；带预弯头的筒节，二次切割时要求尺寸准确，厚度方向的切割面应与钢板表面垂直。进一步的，所述分段筒体制作中，其校圆的步骤具体为：纵缝焊接完成后，NDT前进行二次校圆，校圆前引弧板应已卸下，引弧板采用气刨切除禁止用锤敲，并保证不损伤该部位的焊接坡口和缺肉；二次校圆采用三辊卷板机，校圆后筒节圆弧应自然过渡并均匀平滑，特别是纵缝处的局部凹凸度应符合下列要求：E值应≤(0.1t+1)mm；与法兰连接的筒节椭圆度要求：进行四次直径的测量，其四次测量的直径差最大应≤25mm，如果筒节直径≤2800mm时，其四次测量的直径差最大应≤20mm，由于顶段上法兰平面度要求高，故顶段上法兰侧的第二筒节也应控制圆弧的局部变形和椭圆度。进一步的，所述分段筒体制作中，其筒节椭圆度测量的步骤具体为：使用激光测距仪测量椭圆度；椭圆度测量应在45度方向测量，首次测量纵缝在45度斜下方测量，记录A,C测量值，然后旋转45度再次测量另两个尺寸B,D，并将测量值使用石笔填写在塔节内侧，法兰椭圆度公差一般为±2mm；测量位置为：第一次测量，A：4:30‐10:30，C：7:30‐1:30；第二次测量，旋转45度，B：4:30‐10:30，D：7:30‐1:30。进一步的，所述塔筒法兰安装方法具体为：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FB30*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，如果筒体来料无法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风电塔筒的建造工艺，其特征在于：包括分段筒节制作、塔筒法兰安装及塔筒组装工序，其中，分段筒节制作包括原材料入厂检验、材料复验、钢板预处理、数控切割下料、尺寸检验、加工坡口、卷圆、组焊纵缝、校圆、筒节椭圆度测量、100%UT及T字缝100%MT检测工序，塔筒法兰安装通过法兰检测、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，塔筒组装包括各筒节及法兰短节组对、检验、焊接、100%UT检测、检验、划出内件位置线、检验、组焊内件、防腐处理、内件装配、包装发运工序。

【技术特征摘要】
1.一种风电塔筒的建造工艺，其特征在于：包括分段筒节制作、塔筒法兰安装及塔筒组装工序，其中，分段筒节制作包括原材料入厂检验、材料复验、钢板预处理、数控切割下料、尺寸检验、加工坡口、卷圆、组焊纵缝、校圆、筒节椭圆度测量、100%UT及T字缝100%MT检测工序，塔筒法兰安装通过法兰检测、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，塔筒组装包括各筒节及法兰短节组对、检验、焊接、100%UT检测、检验、划出内件位置线、检验、组焊内件、防腐处理、内件装配、包装发运工序。2.根据权利要求1所述的风电塔筒的建造工艺，其特征在于：所述分段筒体制作中，其卷圆步骤具体为：a)卷制前准备：按设计圆弧尺寸制作内圆弧样板、外圆弧样板，除非有另外要求，大小口端圆弧样板弦长不得小于600mm，筒节直径≥4500mm时，大小口端圆弧样板弦长不得小于800mm；检查钢板表面质量，并清理异物，特别是切割边缘的割渣是否清理干净；核对筒节号及相关标志，以便于正确选择圆弧样板；钢板进入卷制前必须打磨纵缝对接坡口及边缘25mm以上，以免影响焊接质量；b）上料：上料时应以中辊配合钢板输送床进行端部对齐，以防窜角；c）预弯：将上辊保持在一定的倾斜度上，先预弯一端头部约200~300mm范围至要求的圆弧，并用样板检查大小口端部，合格后方可进行连续卷制，必要时，在板料上画5~7条素线；d）卷制：在卷制过程中应随时将剥落的氧化皮清理干净，并注意观察成型情况，同时用相应的内圆弧样板随时检查大小口端部的圆弧，局部凹凸应符合规范要求，钢板卷圆后应考虑一定的回弹量，保证同一断面内其最大内径与最小外径之差不得大于3mm，同一节锥段最长与最短母线差不得大于1mm，每一段端口处的外圆周长允许偏差为±5mm；e）合口：经过数圈的卷制，上辊的逐步加压，使钢板成圆合口，合口时需用电焊每500mm点一个50〜100mm的点焊点，为控制变形，利用对称点焊，纵缝保证在2〜3mm间隙，错皮不超过皮厚的十分之一或3.2mm，二者取最小值，圆管两端错皮不超过1.5mm；f）卷制定位：圆筒的卷制、定位在卷板机上一次性完成，对接错板≯2mm，板缝两端用至少100mm长同材质同等厚度的钢板作为引熄弧板固定，中间部分用有过焊孔的同材质马板固定，马板长度为母材厚度的10倍；g）焊接：对圆筒的板缝处进行焊接，圆筒焊接完成后，圆度必须再次检测，特别要注意焊接周围圆筒的外部，检测方法：一是用铁皮样板检测局部椭圆，并用石笔画好位置；二是用盒尺测量管材的圆度，以管材周长的四分之一或八分之一管段为基准进行测量，把量好的尺寸写在钢管上；三是制作与圆筒同径的内外样板各一个，样板宽度200mm左右，长度根据管径大小决定；样板与纵缝坡口边缘间隙由管径确定，管径400mm〜700mm，间隙为0〜2mm；管径700mm〜1000mm，间隙为1〜3mm；管径1000mm以上，间隙为2〜4mm；对于压制没有达到要求的应调整胎模再压制直到满足要求为止。3.根据权利要求2所述的风电塔筒的建造工艺，其特征在于：凡卷制大直径的筒节时必须使用吊车或卷板机的辅助架配合，以避免由于钢板的自重使已卷制好的工件变形，但应注意吊车或辅助装置不能提升过高而导致已成型的圆弧段产生永久变形；带预弯头的筒节，二次切割时要求尺寸准确，厚度方向的切割面应与钢板表面垂直。4.根据权利要求1所述的风电塔筒的建造工艺，其特征在于：所述分段筒体制作中，其校圆的步骤具体为：纵缝焊接完成后，NDT前进行二次校圆，校圆前引弧板应已卸下，引弧板采用气刨切除禁止用锤敲，并保证不损伤该部位的焊接坡口和缺肉；二次校圆采用三辊卷板机，校圆后筒节圆弧应自然过渡并均匀平滑，特别是纵缝处的局部凹凸度应符合下列要求：E值应≤(0.1t+1)mm；与法兰连接的筒节椭圆度要求：进行四次直径的测量，其四次测量的直径差最大应≤25mm，如果筒节直径≤2800mm时，其四次测量的直径差最大应≤20mm，由于顶段上法兰平面度要求高，故顶段上法兰侧的第二筒节也应控制圆弧的局部变形和椭圆度。5.根据权利要求1所述的风电塔筒的建造工艺，其特征在于：所述分段筒体制作中，其筒节椭圆度测量的步骤具体为：使用激光测距仪测量椭圆度；椭圆度测量应在45度方向测量，首次测量纵缝在45度斜下方测量，记录A,C测量值，然后旋转45度再次测量另两个尺寸B,D，并将测量值使用石笔填写在塔节内侧，法兰椭圆度公差一般为±2mm；测量位置为：第一次测量，A：4:30‐10:30，C：7:30‐1:30；第二次测量，旋转45度，B：4:30‐10:30，D：7:30‐1:30。6.根据权利要求2所述的风电塔筒的建造工艺，其特征在于：所述塔筒法兰安装方法具体为：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FB30*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...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱军，苏小芳，
申请(专利权)人：南通蓝岛海洋工程有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32