有關風電塔筒法蘭焊接措施的分析

1、有關風電塔筒法蘭焊接措施的分析 有關風電塔筒法蘭焊接措施的分析 摘要：在風力發(fā)電高塔中，塔筒是最根底的大型部件。由于塔筒的體積過大，因此在制作時，必須將塔筒劃分成多段。在完成塔筒制作后，要通過法蘭焊接技術將塔筒各局部連接起來，然后才能進行組裝發(fā)電機組。在進行法蘭焊接時，如果沒有控制好操作手法和技術細節(jié)，很有可能會造成法蘭變形情況。為了提高塔筒焊接施工的質(zhì)量，使風電塔在建成后能夠平安、平穩(wěn)地運行，本文筆者對法蘭焊接的優(yōu)化方式進行了深入分析。 關鍵詞：風電塔 法蘭焊接 優(yōu)化措施 中圖分類號： TG457 文獻標志碼 A 1.前言 將風能轉(zhuǎn)化為電能供城市居民及生產(chǎn)工廠使用，不但能夠控制環(huán)境污染、減少

2、煤礦用量，還能優(yōu)化城市的能源結(jié)構(gòu)，推進城市能源循環(huán)系統(tǒng)的開展。通常一組完善的風電機能夠使用20年左右。一風電系統(tǒng)中包含著許多塔架，這些塔架底層直徑均超過4米，風電塔的厚度約10-40毫米。塔筒是一種常見的塔架，這種塔架在日常使用中十分便于維護，且外觀簡潔、結(jié)構(gòu)穩(wěn)固。焊接施工是制造塔筒的重要環(huán)節(jié)，因此必須控制好法蘭焊接，才能保障風電塔的制造治療。 2.塔筒制造工程中法蘭焊接的操作方式 在進行焊接操作時，為了將塔筒和法蘭焊的變形情況控制在設計標準內(nèi)，通常技術人員都會采用從零到整的焊接順序，先把單體法蘭和塔架上的環(huán)焊縫把和焊接完成，然后再焊接塔筒內(nèi)部焊縫。通常法蘭焊接要經(jīng)歷三道工序，第一個工序是焊接

3、塔筒的內(nèi)圍，并通過碳弧氣刨對塔筒外部進行清根并做出直角坡口。使用砂輪工具打磨直角坡口。第二、第三道工序都在塔架的外部實施。為了使塔架能夠承當沉重的載荷，法蘭焊接的縫隙必須有足夠的強度與韌性。在結(jié)束焊接工序后，主要針對根底環(huán)下法蘭后鋼板的焊接。消氫工序的溫度應控制在200-350之間，每次消氫必須持續(xù)120分鐘【2】?？傊趯Ψㄌm和塔架進行焊合拼接時，必須控制好焊接施工涉及的各項參數(shù)，這樣才能保障風電塔的建設質(zhì)量。表1為法蘭焊接施工的詳細參數(shù)設置。 表1 法蘭焊接施工的參數(shù)設置 焊層 電流 電壓 速度 1 560-650 31-36 21-37 2 560-650 32-35 21-37 3

4、540-600 31-34 21-30 3風電塔塔架焊接施工存在的缺陷 3.1 常規(guī)焊接施工方式工作量過大 常規(guī)法蘭焊接的施工方向是自外而內(nèi)，然后再對塔筒的內(nèi)部進行清根。但自外而內(nèi)的焊接方式會增加清根工序的難度。由于在清根時塔筒已經(jīng)完成焊接，因此要使用車輪對坡口進行打磨十分困難，會增加技術人員的工作量，延長施工時間。 3.2常規(guī)焊接方式不利于提高塔筒質(zhì)量 采用常規(guī)焊接方式對法蘭和塔架進行焊接后，內(nèi)部清根、打磨工序的操作難度大，因此如果清根工序操作不當，就很有可能影響坡口的形狀，還會使坡口出現(xiàn)加工痕跡。如果坡口嚴重變形或加工痕跡過于明顯，就會降低法蘭焊接的施工質(zhì)量，導致焊接部位冒出氣泡。在進行焊

5、接施工時，施工過程的各種參數(shù)都會對法蘭角成型造成影響，如果法蘭角成型不統(tǒng)一，就會降低風電塔的建設質(zhì)量和使用性能。 4.優(yōu)化風電塔塔架法蘭焊接工序的方法 4.1運用埋弧技術對法蘭和風電塔的塔架進行焊合銜接 選用埋弧設備對法蘭進行焊接，可以加強焊接強度。在實施熱處理時，應選用能夠通過計算機控制溫度的熱處理設備，同時熱處理設備上還要配備自動調(diào)溫裝置。正式焊接法蘭之前，必須先進行預熱處理，預熱溫度應根據(jù)實際需要調(diào)節(jié)，通常在90-130左右【3】。 4.2度量焊接部位的尺寸確保塔架與法蘭的銜接長度達標 先測量塔架筒節(jié)部位和法蘭相連的長度，再根據(jù)測量所得的數(shù)據(jù)確定焊工裝的尺寸。只有精確控制焊接部位的尺寸，

6、才能準確知悉工裝的斜角，確保法蘭焊接工序的質(zhì)量，使法蘭焊接更為穩(wěn)固。工裝的斜角關系到塔架法蘭焊接施工的質(zhì)量，因此在對焊接部位進行測算時，必須注意下述兩個關鍵點：控制好工裝夾具傾斜角，斜角度數(shù)應符合塔架焊接的技術要求。如果斜角過大，在焊合塔架時，塔架會出現(xiàn)晃動，增加焊接施工的危險性和困難性，影響塔筒成型的效果和焊接質(zhì)量。如果夾具斜角太小，就會焊接頭的傾斜程度造成干擾，局限焊接絲延展長度，增加塔架和法蘭銜接的難度，影響法蘭焊接質(zhì)量。依據(jù)筆者多年參與塔架建設的經(jīng)驗，工裝斜角最適當?shù)慕嵌葢獮?5°30°。將角度控制在這個范圍內(nèi)能夠提升塔架的穩(wěn)固性。 4.3采取組合拼裝焊接方法，對法

7、蘭和塔架焊接進行質(zhì)量控制 風電塔建造人員在對塔架的工裝進行設計規(guī)劃時，必須充分考慮法蘭焊接設計的各項技術數(shù)據(jù)，每項技術數(shù)據(jù)都有可能對塔架工裝的制造效果造成影響。在風電塔投入使用后一段時間，塔架和法蘭之間的焊合部位通常會出現(xiàn)縫隙和裂痕，這些縫隙會對法蘭焊接效果和風電塔的建造質(zhì)量造成影響。參加焊接部位的間隙太大，工裝就無法發(fā)揮效果。為了防止法蘭焊接部位出現(xiàn)縫隙，技術人員可以適當調(diào)節(jié)焊接角度，使工裝能夠發(fā)揮出方案中的效果。在焊接法蘭時，必須控制好各項焊接參數(shù)，如線能量、焊接電流、焊接速度、焊絲尺寸等，尤其是在各個筒節(jié)和法蘭的厚薄程度不同時，更要對各項參數(shù)進行眼科控制，使各個焊接環(huán)節(jié)能夠完美配合，這樣

8、才能降低焊接施工的困難度，提高風電塔的建設質(zhì)量，保障施工平安。同時，為了控制焊縫，技術人員在開展法蘭焊接施工之前，要對焊縫進行檢查，如果焊縫生銹或有污染物附著，技術人員必須去除焊縫行的銹跡，并去除污染物。在開展法蘭焊接施工的同時，技術人員不能無視清潔層間的工作。如果沒有處理好清潔層間的工作，法蘭焊接工序就會受到干擾。對層間進行清潔處理后，必須通過手弧焊修復層間才能繼續(xù)法蘭焊接施工。 4.4改進塔筒法蘭焊接工藝 首先，選擇內(nèi)側(cè)位置作為管節(jié)和法蘭的坡口區(qū)域，科學選擇接頭參數(shù)，合理安排焊接順序，保證塔筒法蘭焊接工作的有序開展。順利將管節(jié)和法蘭進行焊接，結(jié)束作業(yè)之后，可視具體情況開展火焰整形，促進塔架

9、生產(chǎn)速度提高的同時，保證塔筒法蘭焊接的角變形情況與設計標準相符，提升焊接質(zhì)量。其次，在實施管節(jié)與法蘭焊接的過程中，優(yōu)先找出外側(cè)對組對時存在間隙的位置開展封焊操作，而針對不存在間隙的部位那么無需進行焊接。改進之后的焊接工藝不需要再另外實施手工焊打底，可在間隙封焊完成之后開展內(nèi)側(cè)焊接，并針對外側(cè)實施清根處理，之后根據(jù)規(guī)定要求實施打磨處理，認真清理焊接縫隙中的殘留物，清理完畢后開展外側(cè)焊縫焊接，完成外側(cè)焊接工作后再接著進行內(nèi)側(cè)焊接，通過這種交替式的焊接工藝，提高焊接工作的效率，并保障焊接質(zhì)量。 4.5運用對把固定法控制法蘭角變形 要想確保法蘭焊接完畢后能夠符合塔架制造的技術要求和條件，我們在對法蘭把

10、緊進行連接處理時，應增加2毫米至3毫米厚的墊片，用于控制焊接過程中發(fā)生的變形，選擇超過6個以上厚度的墊片，使用定位銷將6個墊片進行兩兩連接，根據(jù)法蘭內(nèi)圓圓周進行平均分布；頂法蘭把緊的過程中，增加厚度在1.5毫米到2.0毫米之間的墊片，用來開展焊接變形調(diào)控，選用的墊片數(shù)目約為6個，同樣使用定位銷將選用的墊片進行兩兩連接，并根據(jù)法蘭內(nèi)圓圓周進行均勻分布；盡量確保法蘭把緊處于對稱狀態(tài)，保證施力平均，并力求法蘭外緣能夠?qū)崿F(xiàn)緊密結(jié)合。之所以使用定位銷，是為了方面后期拆卸，并根據(jù)組對工藝開展組對工作，有效調(diào)整和控制間隙量，緩解法蘭出現(xiàn)波浪變形。 5.結(jié)束語 總之，對風電塔塔架的法蘭焊接工藝進行優(yōu)化能夠有效提升風力發(fā)電效率，提高風電場日常運作的平安性，節(jié)約人力和資金本錢，提升塔架的建設質(zhì)量。對法蘭焊接實施優(yōu)化可以防范焊接部位出現(xiàn)變形情況，確保塔架外部美觀、內(nèi)部質(zhì)量優(yōu)良。在對法蘭焊接工序?qū)嵤﹥?yōu)化時，必須全面考慮風電場的內(nèi)部運作狀況、外部環(huán)境和風力供電標準，結(jié)合實際采取適當措施對