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风电塔筒钢板表面缺陷成因分析及质量控制

发表时间：2020/12/15 来源：《基层建设》2020年第24期作者：郭建华

[导读] 摘要：风电塔筒是风力发电的重要组成部分，起着十分重要的基础作用，而塔筒钢板作为主要原材料，对其表面质量的控制也就尤为重要。

        中国水利电力物资天津有限公司天津
        摘要：风电塔筒是风力发电的重要组成部分，起着十分重要的基础作用，而塔筒钢板作为主要原材料，对其表面质量的控制也就尤为重要。文章主要是分析了风电塔筒钢板表面缺陷的常见类型及其成因，同时从几个方面探讨了风电塔筒钢板表面缺陷的预防措施及表面质量控制方案，望能为有关从业人员提供到一定的参考和帮助。
        关键字：塔筒钢板；表面质量；缺陷
        1前言
        2020年，随着陆上风电“抢装潮”的来临，国内风电项目集中启动，塔筒钢板的需求量和供货量陡增，不可避免的，一些项目在钢板加工过程中会出现不同形式的表面质量问题。文章结合多个项目实际经验，分析总结了表面划痕、麻点、凹坑、锈蚀、重皮、翘皮、开裂等几类常见的质量缺陷，并详细分析了缺陷成因，列举了相应的预防措施和质量控制方案。
        2风电塔筒钢板表面质量缺陷分类、成因及预防措施
        2.1钢板表面存在划痕
        成因分析：钢板在物流转运过程中，吊运起落过程不规范导致钢板之间或者钢板和行车磁盘之间互相摩擦产生划伤。
        预防措施：一是在成品库区制作钢板码堆货架，钢板起吊和下落时能靠边，利于改善钢板吊运时来回晃动导致的划伤问题；二是对钢板吊运区域行车工定期培训并组织吊运技术比武，提升操作技能和岗位质量意识，降低钢板吊运划伤。
        2.2钢板表面存在麻点
        成因分析：钢板在加热以及轧制过程中产生的氧化铁皮在轧制过程中高压水除鳞未完全除鳞干净，掉落在板面高温下轧制压入钢板表面产生麻点缺陷。
        预防措施：一是采用低温加热工艺，降低氧化铁皮生成厚度改善麻坑问题；在轧制控温时采用中间坯穿水冷却方式，减少中间坯控温时间来降低中间坯氧化铁皮生产厚度来降低麻坑发生风险；二是对轧机除鳞喷嘴每月清理2次，防止喷嘴堵塞影响除鳞效果。
        2.3钢板表面存在凹坑
        成因分析：与麻点类似，凹坑的形成主要是钢板表面氧化铁皮被压入板面造成，钢板的生产过程中经多道次矫直，钢板经震动或卷筒后铁皮掉落形成凹坑。
        预防措施：一是优化控轧控冷钢板生产工艺,生产过程增加一次、二次除鳞道次，使钢板表面二次氧化铁皮尽可能减少；二是细化钢板矫直操作，提高矫直力，减少矫直道次，防止氧化铁皮二次压入。矫直前对板面清扫，矫直过程中进行板面检查；三是在塔筒卷制前做好钢板表面的清理工作。
        2.4钢板表面大面积锈蚀
        成因分析：钢板在下料加工前，长时间露天存放，受雨季湿气影响，存放时间超3个月以上钢板表面容易出现表面锈蚀情况。
        预防措施：一是增加钢板耐锈蚀性，具体操作为降低钢坯加热温度，轧制增加二次除鳞，使钢板表面形成致密氧化层，增强抗锈蚀能力；二是及时下料，缩短钢板存放时间；三是对于长期存放的钢板，转室内库保管存放并采取防潮措施。
        2.5钢板表面出现重皮或翘皮
        成因分析：钢坯在切割时产生的切割熔渣粘连在坯料表面，随后在钢板轧制过程被辗平压合在钢板头部所致。
        预防措施：一是加强坯料清理及检验环节，坯料清理不允许有棱角，坯料表面熔渣必须全部清理干净；二是增加钢板头部切割余量，在保证钢板尺寸的情况下尽量多切除余量，将此类缺陷切除，避免类似质量风险；三是增加此类钢板边部、头部探伤，人工抽探复核缺陷情况，提高处理能力。
        2.6钢板加工过程火切口出现开裂
        成因分析：具体表现为平板状态无异常且性能合格，但加工过程中切口位置开裂，主要原因是火切口过于尖锐，钢板受力后火切口尖锐处应力集中超过承受极限导致开裂。

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        预防措施：在钢板生产方面，针对用户先开预留缺口后弯曲的加工方式，对钢板生产工艺、成份进行优化，提高钢材的加工性能；在塔筒加工关节，钢板卷圆前对切割处，特别是切割尖锐处进行打磨圆滑过渡处理，消除应力集中区域，以免在该区域形成裂纹源。另外，如工序允许，建议先卷弧后进行火焰切割缺口工序。
        3塔筒钢板表面质量控制
        3.1遴选优质供应商
        风电塔筒钢板为中厚板，材质通常为Q345D、Q345E或Q355D、Q355E等，目前国内具有风电板生产资质的钢厂不在少数，但为了保障钢板表面质量，建议选择资质齐全、设备有保障、产能成规模的大型国企钢厂，即使成本上略有增加，但总体而言质量相对可靠，产生缺陷的概率较低，售后保障比较完善，可以很大程度上减少用户的后顾之忧。
        3.2在合同中明确质量标准
        合同是一切市场行为的根本依据，一些项目钢板表面之所以存在质量异议，是因为合同中对质量标准的约定过于笼统，存在着适用标准名称不明确，标准等级不清晰，标准版本已过时等情况，这就导致表面问题出现后责任不好界定，也没有唯一且有效的判定依据。由此可见，在合同中明确有效的钢板表面质量标准至关重要。
        3.3加强钢板下表面检测力度
        通过对塔筒钢板表面质量异议案例的梳理可以发现，90%以上的表面缺陷均出现在钢板下表面，因为上表面的质量缺陷多数可以在出厂验收前通过人工检查发现并处理，而下表面则需借助表检仪等设备完成外观检测。因此，需要钢厂严把质量关，提高钢板下表面检测能力，全面推广在线表检仪的应用，最大限度减少缺陷钢板出厂。
        3.4加强钢板出厂验收力度
        通常情况下，钢厂对钢板完成检测后即出厂，到达加工厂后各方组织到货验收。如出现表面质量问题，轻则委托现场处理或返厂处理，重则换货处理，但如论何种情况，都会对塔筒加工周期造成不同程度的影响。建议用户委托监理公司，委派监理工程师进驻钢厂，一是加强钢板生产全过程监督，二是在钢板出厂前抽检验收（一般小于40mm厚钢板按10%抽检，大于等于40mm厚钢板100%验收，且同一炉批至少抽检1张），这样相当于增加了一道“保险”，从源头侧把控钢板质量，将表面缺陷问题控制在出厂前，减少了对项目工期的影响。
        3.5提高质量异议的处理效率
        在项目执行过程中，即使全过程提升质量控制力度，个别钢板的表面缺陷也是不可避免的，因此，质量异议的处理也是至关重要的一环。提高异议处理的效率，首先要建立售后服务沟通对接渠道，形成快速反应机制，第一时间现场确认并研究合理的处理方案，涉及表面质量标准不达标需要更换的钢板，协调钢厂开通“绿色通道”，保质保量的尽快完成钢板补供，将工期进度的影响降到最低。
        4结束语
        由此可见，风电塔筒钢板的表面质量缺陷不可避免，但可以通过源头把控、过程监督、明确标准、优化工艺、快速处理等管控方式减少发生频次并解决问题。风力发电作为新时期应用广泛的绿色清洁能源，有着巨大的发展空间。塔筒作为风力发电的重要一环，钢板表面质量至关重要。在风电“抢装潮”的带动和影响下，从业人员应当不断完善到风电塔筒钢板的表面质量控制措施，这样才能有力高效的确保风电项目顺利投产。
        参考文献
        [1]《风电塔筒钢板表面缺陷分类及表面质量控制》李龙，曹晓亮，徐帆，杨新户《中国机械》2015年第17期
        [2]吴翔,周焱民.中厚钢板表面麻点控制技术优化与实践[J].天津冶金,2020(5).
        [3]《浅析风电塔筒制作技术及质量控制研究》吕登凤，郭得鹏《商品与质量》2017（17）4《热轧中厚板麻点缺陷的控制措施》赵朝晖王景程永固《河南冶金》2009年04期
        [4]郝玉昌.热轧带钢表面质量缺陷的形成及控制措施[J].信息周刊,2020, 000(003):P.1-1.
        [5]《中厚板表面质量缺陷的原因分析和对策》张雪飞《科技风》2013年08期