郭建华
中国水利电力物资天津有限公司 天津
摘要：近年来，我国的生态环境保护与清洁能源发展进入加速发展期,也取得了前所未有的成效，其中新能源发电起到了至关重要的作用，而风力发电就是主流。塔筒是风电机组中重要的组成部分，不断改进和优化风电塔筒的制作工艺在新能源发展过程中意义重大。
关键字：风电塔筒；制作；工艺；
1 前言
受新能源电价补贴政策影响，2020年风电项目如雨后春笋般蜂拥上马，在风电“抢装潮”的带动下，各塔筒加工厂的产能异常饱和，如何提高塔筒加工进度、优化塔筒制作工艺也就成了亟待解决的问题。文章结合近年来多个风电项目塔筒制作经验，对塔筒的制作过程展开了研究和分析，希望能为一线技术人员提供参考和帮助。
2 风电塔筒制作工艺
2.1 原材料进厂及检验
原材料进厂检验是整个风电塔筒加工流程的第一步，其中原材料包括钢板、法兰，内附件，焊材等。
2.1.1 钢板：风电塔筒所需钢板为中厚板或厚板，中厚板用于塔筒钢板，厚板用于门框板。
塔筒钢板是风电塔筒的主体，起到连接基础和风机支撑的作用。塔筒钢板进厂后，要按标准进行外观尺寸的表面验收，合格后按炉批号的10%抽检（厚度≥40mm的100%复检）进行UT探伤。探伤合格后，取样做化学成分和力学性能检验，检验报告合格方可使用。
门框板用于底段门框位置，起到筒体开门后门洞周边的受力支撑作用。门框钢板入厂，必须逐张进行几何尺寸检测和无损检测检验，并应由有资质的第三方出具检验报告，合格后方可使用。
2.1.2 法兰：法兰是塔筒各筒节的连接件，所使用的材料为低合金高强度钢，风电塔筒连接法兰分为环锻法兰和反向平衡法兰。法兰入厂，需做超声波检测及表面磁粉检测，法兰原材料化学成份检测以及法兰厚度方向性能需要按照主机厂要求的标准执行。
2.1.3 爬梯：塔筒内爬梯可采用钢制或铝制爬梯。钢梯横梁不允许拼接；铝梯型材的壁厚必须≥1.5mm，铝合金爬梯厂家应提供材质质量证明及检测报告，且其产品通过 CE 认证。
2.1.4 电缆夹板：电缆夹板必须为阻燃型尼龙 66 材料，阻燃等级为 UL94 V-0，同时需提供第三方检测机构出具的材质检测报告审核并备案。
2.1.5 焊材：塔筒的焊接方式主要分为三种：焊条电弧焊、埋弧焊和气体保护焊。不同的焊接方式运用在不同的工艺中，所选择的焊接材料也不同，必须与母材相匹配，且屈服强度不得低于355MP。
2.2 数控火焰切割下料
数控火焰切割下料简称为钢板下料，是指钢板经过检验合格后，利用数控机床对钢板进行切割。下料时每一塔架筒体在高度方向留 2mm 的收缩余量以作为调整。首块规格筒节下料前让数控切割机在钢板上划好下料线，确认正确无误后才能开始切割，检验合格后方可进行批量下料。
2.3 开制剖口
开制剖口即打坡口，筒体板材切割尺寸偏差长度方向误差要求±2mm，板宽之差要求≤2mm（至少测 5 个位置），对角线之差≤3mm。用切割机切割环向坡口和纵向坡口时根据 GB/T 985.1 和 GB/T 985.2 标准，由制造商制定坡口形式的放样图，主机厂进行确认。
2.4 卷制
即通过卷圆机对完成剖口工作的钢板进行卷制，在卷制过程中需注意，筒节卷制方向需要与钢板的轧制方向一致，且需将钢板表面的氧化皮和其他杂物清理干净。卷制过程中板材表面应避免机械损伤，有严重伤痕的部分应修磨，并使其圆滑过渡。
2.5 纵缝焊接
卷制对接点焊前先用砂轮打磨去除坡口内及两侧 25mm 范围内的所有杂物、锈斑和油污等，直至露出金属光泽后才准进行施焊。要根据焊接工艺采用自动埋弧焊进行施焊，焊后清除熔渣及飞溅等。
2.6 校圆
待筒节纵焊缝充分冷却后，筒节要进行校圆。校圆过程中要重点测量筒节的弧度，大、小口的各方向直径差等，测量尺寸时要完全松开压辊，让筒节处于松弛自然放置状态。筒节任意横截面圆度公差要求为：Dmax/Dmin≤1.005，如图所示。待确认筒节的圆度、直径差、最大、最小直径差等数据合格后，才能吊离卷板机，进入下道工序。
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2.7 组队及环焊
2.7.1 组队
组队分为筒节间组队以及筒节与法兰间组队。筒节间组队，通常采用外壁对齐。相邻不同厚度筒节对接，当板厚差 Δt≥4mm时应对较厚的板作削薄处理，削薄长度为 Δt/h≤1/4。若设计要求中心对齐，可按中心对齐确定错边量。
筒节与法兰组队，应当对圆筒进行仔细的滚压和边缘处理来保证筒体与法兰接口处配合的间隙最小。组对时法兰应放置在合适的平台上，圆筒必须在不使用气动装置或其它机械装置情况下与法兰装配。
2.7.2 环焊
环焊包括内焊和外焊。内焊前需对塔筒内壁焊道处进行清理，由焊接工作人员站在完成组队的塔筒内部，使用自动埋弧焊接机进行焊接，内环缝采用分组组对、分组施焊的工作形式。
所谓外焊，即内焊完成后，在十字臂上对塔筒外侧焊缝进行外爆处理，将焊缝处的杂质爆开，为保证后续焊接质量，再由打磨机对剖口处进行打磨，方便焊接工作人员进行自动埋弧焊。
2.8 喷砂除锈
塔筒及筒壁连接的附件焊接完毕后，需对塔筒整体进行喷砂除锈处理。先利用外抛机对塔筒外壁喷砂，再用人工抛的方式对外抛机处理不到的位置进行喷砂，最后用内抛机对塔筒内壁进行喷砂处理。
在喷砂施工期间，要确保磨料没有受到灰尘和有害物质的污染；喷砂前对非喷砂部位应遮蔽保护，喷嘴到基体钢材表面距离 100 mm～300mm，喷射方向与基体钢材表面法线夹角 15°～30°；喷砂完成后，除去喷砂残渣，使用真空吸尘器或无油无水份压缩空气，除去表面灰尘后喷漆。
2.9 喷漆防腐
喷漆工序分为三个环节作业，依次为底漆喷涂、中间漆喷涂、面漆喷涂
底漆一般采用环氧富锌底漆或低表面处理环氧树脂漆：环氧富锌适用于大面积整体进行涂装施工，具有良好的防腐效果可提供阴极保护作用；低表面处理环氧树脂漆对局部修补具有优良的特性，可以起到对钢板良好的保护。
中间漆一般采用含云母氧化铁成分的环氧厚浆型涂料，它的功能主要是起到屏蔽作用，有效地对底漆进行封闭，保护底漆不受外界的侵蚀。
面漆一是起美观作用,品质好的面漆可以使得塔筒外观颜色长久靓丽光泽;二也可以起到一定的封闭作用。
2.10 内附件安装
关于内附件的安装，要先安装平台，再安装电缆支架等小件，最后安装梯子，以方便操作者在筒内走动。所有靠紧固件连接的附件，应在最终涂装后安装，附件装配前应去除毛刺、飞边、割渣等。
为保护好油漆，安装过程中应避免转动筒体，故在喷漆时提前将筒体梯子的方位调整至最下侧，以利于梯子的安装。安装过程中进入筒体必须穿脚套，在筒体内放置任何物品都必须在筒体上垫毛毡一类的软物。
3 结束语
新时代，新工艺，新能源业务的飞速发展，要求塔筒的制作工艺也要不断完善。在追求项目工期和加工进度的同时，也要寻求工艺上的创新和突破。我们要借助风电“抢装潮”这样的有利时机，通过研究探讨和分析总结，提高塔筒制作效率，保障塔筒质量和性能安全，为新能源事业的高质量发展添砖加瓦，为人类共同生活的家园提供清洁电力！
参考文献
风电塔筒制作过程研究 郭景红 科技与企业 2013（17）
风电塔筒的卷制和装配工艺研究 窦建荣 朱军 科技创新与应用 2017（16）
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