杨新春
中国水利电力物资天津有限公司
摘要：风电塔筒制作有很多工程也有非常多的工序在制作的过程中要采取更加科学合理的制作技术，才能够提升制作的质量，与此同时在制作的过程中必须要做好质量控制，才能够确保制作的效果。本文主要探析风电塔筒制作技术及质量控制。
关键词：风电塔筒 制作技术 质量控制
风电塔筒作为风力发电机组的基础骨架支撑，同时兼具电力输送，运行维护作用，对整个风电发电机组全寿命安全运行起着至关重要的作用。风电塔筒的制造有严格的制作步骤和质量控制措施，其主要材料有钢板、法兰、油漆，内附件材料，焊接材料，紧固件，成品构件等。
一、塔筒制造流程
首先根据各项目整体情况，采购选择符合当地气候等特点的钢板，钢板运送至加工厂后采用专业机械将钢板卷筒并检验其圆柱度，检验合格后焊接卷筒纵缝，然后安装法兰并且进行环缝焊接，确保连接强度，再就是将每一个卷筒拼装焊接起来，整体焊接完成后要进行防腐处理，防腐处理后安装内饰，最后就是进行包装运输。
塔筒制造过程中涉及到的每一个焊接部分都是质量控制点，焊接完成后都需要使用专业的探伤仪进行焊缝探伤，检测焊缝中是否含有杂质或者是气泡，确保焊缝的牢固性。
二、塔筒制造方案
1.材料准备及检验
采购回来的钢板、法兰等材料要检验其外观尺寸，达到一定的合格率才可以验收。每采购一批钢板都要随机抽取总数量的10%进行全方面检验，质量达到JB/T4730.3-2005Ⅱ级才算合格。而环锻法兰检测外形合格后除了要随机抽取总数量的10%进行UT检测外，还要进行MT检测。UT检测结果要符合JB/T4730.3I级标准要求，MT要满足JB/T4730.4I级标准要求。
2. 钢板下料
钢板下料采用的是数控切割机。首先根据工艺要求进行编程，校验无误后将程序输入数控切割机，然后标记出钢板的编号，进给方向，厚度等，最后由数控切割机按照编写程序进行切割。切割完成后要检验其尺寸，长度误差小于2mm，宽度误差要小于2mm，对角线误差小于3mm，而且要选择五个以上的点进行测量然后取平均值。下料合格后按照工艺卡片的要求，切割瓦片的坡口，方便之后进行环缝和纵缝的焊接，坡口的尺寸也要符合工艺规定。切好坡口后要进行打磨，使其平整光滑，便于装载运输。
3. 卷板及校圆
卷板机是对比样板尺寸进行的，首先制造弦长1.2m的标准样板，然后卷板机根据样板的尺寸来一点点卷起钢板，卷筒和样板的间隙不得超过2mm。卷板完成并检验合格后要进行卷筒加固，防止其变形，一般采用的方式是在坡口处点焊，这样既可以加固，又可以很容易的清除。纵缝的焊接间隙控制在2mm左右，两焊接边的差值小于3mm，圆柱度的要求为：Dmax-Dmin≤0.5D%。
4. 纵缝焊接
纵缝的焊接一般分两次进行，内缝焊和背缝焊。先进行的是内缝焊，焊接完成后整个卷筒也就完全固定了，接着彻底清除背缝的杂质，露出焊缝坡口金属，使得背缝的深度大致相同，焊接也就更容易保证尺寸精度。如果纵缝的宽度大于1mm，则必须先进行气保焊，为正式的焊接打底。焊接完成后要对其进行全方位超声波探伤，达到Ⅰ级才算合格。探伤后要检查焊缝外观，不合格的要加以处理。此外，灭弧也要采用专业的方法，严禁采用敲打法灭弧。
5. 拼装（法兰拼装、大节拼装）
法兰节的拼装在法兰拼装平台上进行。拼装之前必须先测量法兰节瓦片和法兰对接处的管口周长，估算错边量。拼装时将法兰有坡口的管口（上法兰颈部朝上）朝上。
在法兰上放出梯子安装中心线、门中心线、导电轨中心线、筒节纵缝位置、0°、90°、180°、270°象限线等方位线，并作出明显的标记。拼装时法兰与筒节之间不留间隙，管壁外边对齐，局部错边量小于1.5mm。拼装合格后在外壁焊缝处封焊。单元节拼装在环缝组对机上进行。每节管节拼装前，都必须检测管口周长值以预估错边量。周长值相差较大的不许强行拼装。拼装时各管节之间的纵缝必须相错180°，管节之间的间隙为零，管节外壁对齐，局部错牙不超过2mm。管节拼装合格后，在外缝封焊，封焊必须牢固。
单元节拼装完毕，必须按要求进行如下检查：环缝对口错边量、环缝对口间隙、环缝棱角度和纵向表面局部凹凸度、塔筒直线度和高度、筒体两端面平行度和同轴度、法兰孔的位置度等。环缝对口错边量δ≤0.1tmm，且最大不超过2.0mm，在测量对口错边量δ时，不应计入两板厚度差值，t为钢板公称厚度（mm）。环缝对口间隙b≤2mm。
6. 环缝焊接
环缝焊接也是先进行内缝焊接，再进行外缝焊接，其要求和纵缝焊接一致。焊接的温度在100～250℃之间，而且焊接不能在非焊接区域引弧，也不允许随意将筒体接地，必须采用专用的接地方式。整个焊接过程中要根据实际情况调整焊接顺序，一道工序完成检查合格后才能进入下一道工序。内焊缝焊接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（每组约5节～6节）的工作形式。内焊焊接完成后，工作人员在十字臂上对塔筒外侧焊缝进行外爆处理（也称气爆处理），通过焊棒将组队时产生的流焊（二保焊产生的残渣）爆开，以保证后续焊接质量，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。
7. 附件拼装及焊接
按照设计所要求的步骤逐个拼装并焊接附件。这些附件不需要太高的精度要求，大都采用手工焊。但是手工焊的焊条必须进行烘烤，焊接时焊接工也要配备保温桶用来保存焊条。附件的安装主要目的是一是为了固定以及连接塔筒内部各导电装置，二是方便风电运维人员在以后运维过程中的操作。
三、风电塔筒生产过程中的质量控制措施
1.合理选择焊接材料与焊接设备
风电塔筒的母材是Q345E，其对低温冲击韧性具有较高的要求，因此可使用H10Mn2型号的高锰焊丝以及锰中硅作为焊剂。在实际焊接过程中，焊丝可以向着焊缝金属直接进行渗碳，并充分利用还原反应，使焊缝金属能够渗入适量的硅，以此确保焊缝金属的冲击韧度。在厚板多层埋弧焊上需要考虑母材是否具有裂纹倾向，必须要选取SJ101焊剂进行配合，使用MZ－1250型号的弧焊电源，使用MZ－ZK1250型号的焊接接头。为避免滚轮与工件之间产生摩擦力，发生打滑问题，可以使用聚氨酯滚轮作为焊接滚轮架。需要格外注意的是，为了实现对焊接速度的调整，可对滚轮架进行无机调整，且调整范围要相对较宽。
2.做好焊接质量的把控工作
在实施焊接作业前，必须要做好相应的烘干处理工作，为了更好地消除结晶水，可以将烘干温度控制接近350℃，以此降低氢的含量，避免焊缝存在气孔、裂纹等问题。要清理干净坡口与金属表面，清理标准为露出金属光泽即可。在引弧板与熄弧板的安装上，其规格不得小于150×100mm，以确保焊缝两端能够平齐。对外环缝的焊接上，要确保焊缝与筒体之间的最高距离在25mm左右的偏移量，焊丝在偏移的过程中必须要始终处于上坡焊位置，要能够始终保持成形效果。每一道焊缝之间的接头都要进行相互重叠，大概在100mm左右，各个层面的接头应该相互错开。此外，还要使用预设内倾的方法，对法兰变形做好控制，从而确保风电塔筒的质量要求。
总之，作为新时期的电力企业，在风电塔筒制造过程中，要严格遵守相关的技术规程，制造出符合国家及行业要求的风电塔筒，促进我国的风电事业的进步和发展，为人们的日常生活提供丰富的电力资源。我国新能源战略开始把大力发展风力发电设为重点，风力发电行业的发展前景十分广阔且将保持高速发展，同时盈利能力也将随着技术的逐渐成熟稳步提升。
参考文献：
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