风电塔筒法兰平面度与焊缝质量控制的研究
- 格式:docx
- 大小:27.62 KB
- 文档页数:2
法兰板验收中平整度与平面度的质量控制一、前言风电项目中法兰板的应用较多,常见的有钢塔筒法兰、混凝土转换段顶法兰、钢转换段法兰、锚栓式基础上下分片式法兰、基础环的上下法兰等。
所有的法兰在焊接完成前或完成后均需对法兰受力面按设计要求进行加工,这就面临着一个质量检验术语:平面度、平整度。
很多工程师对这个两个概念容易混淆,认为是一个概念在工程中的不同叫法,这是一个错误理解。
我将从以下几个维度对平面度和平整度进行阐述,以期加深大家的理解,以便在后期的质量检查过程中进行合理检测及质量控制。
二、平面度、平整度定义平面度测量是指被测实际表面对其理想平面的变动量。
平面度误差是将被测实际表面与理想平面进行比较,两者之间的线值距离即为平面度误差值;或通过测量实际表面上若干点的相对高度差,再换算以线值表示的平面度误差值。
打表测量法是将被测零件和测微计放在标准平板上,以标准平板作为测量基准面,用测微计沿实际表面逐点或沿几条直线方向进行测量。
然后用测微计进行测量,测微计在整个实际表面上测得的最大变动量即为该实际表面的平面度误差。
这样说大家可能还是一头雾水,我再举个例子:假设桌面上有个一米见方的镜子,镜子表面是完全光滑水平的,把它视为一个标准的平面,然后我们用一把刀在镜子表面划上几道横七竖八的刻痕。
这些刻痕的顶部还是在一个平面上,底部沟槽处会有高低不平,沟槽最低处与最高处(标准平面处)的线值距离就是平面度误差值。
测量仪器:常用的测量仪器是百分表法兰面最高点假设平面百分表测量平面度平整度测量在土建工程中较多,主要有路面平整度、墙面平整度、基础平整度测量等。
平整度测量如测量平面以测量点的绝对水平高差为标准;如测量竖向平面则依靠靠尺和塞尺配合读取相应的塞尺数据为标准。
测量路面平整度的方法主要采用定长度直尺法,即采用规定长度的平直尺搁置在路面表面,直接测量直尺与路面之间的间隙作为平整度指标; 测量竖向平面时,检测尺侧面靠紧被测面,其缝隙大小用契形塞尺检测,其数值即平整度偏差。
基于风电塔筒法兰焊接措施的分析摘要:随着能源问题和环境问题越来越突出,风能资源越来越重要,成为环保的可再生能源。
现在,风电工业发展迅速,风力发电机组单机规划能力不断进步,塔架高度日益增加。
风电塔筒因为其结构紧凑,安全可靠,易于维护等长处。
以风力发电塔筒法兰为例,研讨了风力发电机塔式法兰的焊接工艺,提出了法兰焊接中的问题,提出改善的办法,从而提高焊接的质量。
关键词:能源;风力发电;焊接风电塔筒是风力发电的塔杆,在风力发电机组中发挥着重要的支撑作用,并对机组震动进行吸收。
风能向电能的科学化转化,能够为城市社会群体的生产生活提供便利,减少环境污染,降低煤矿使用量,实现城市能源结构的优化,与社会可持续发展需求保持高度一致。
风电塔筒是比较常见的一种塔架,具有良好的使用价值,结构稳固,外观简洁且便于维护。
法兰焊接是风电塔筒制造过程中重要环节,因此加强法兰焊接质量控制的研究分析,在保证风电塔筒稳定运行方面具有重要的现实意义。
1.塔筒法兰焊接工艺研究1.1风电法兰技术特征法兰用材是一种锅炉压力容器钢,碳、硫、磷等合金含量控制更为严格,韧性好,采用低合金,高强度钢Q345E/S355NL,工作环境温度接近-40℃,承受风力可达12级,对热处理的要求为正火,正火工艺通过细化晶粒,均匀组织,改善组织缺陷,提高锻件法兰的综合力学性能。
正火程度对组织影响较大,合适的温度使得晶粒细化,从而得到良好的性能。
温度过低,作用不大,温度过高,晶粒粗大,极易形成魏氏组织,使性能下降。
对锻件法兰改进前后的正火工艺进行了力学性能试验及组织观察,结果表明,采用适当的正火工艺可以获得综合力学性能较好的法兰。
风能资源受地形的影响较大,世界风能资源多集中在沿海和开阔大陆的收缩地带。
1.2改进塔筒法兰焊接工艺首先,选择内侧位置作为管节和法兰的坡口区域,科学选择接头参数,合理安排焊接顺序,保证塔筒法兰焊接工作的有序开展。
顺利将管节和法兰进行焊接,结束作业之后,可视具体情况开展火焰整形,促进塔架生产速度提高的同时,保证塔筒法兰焊接的角变形情况与设计规范相符,提升焊接质量。
风电塔筒制造质量控制技术研究摘要:风电塔筒制造质量控制技术对进一步提高塔筒生产质量有着良好的促进作用。
为选择科学合理的控制工艺,充分把握风电塔筒的关键制造点,对制造中的各个重要环节进行有效控制,最终保证风电塔筒制造中产品各工序一次合格率达到99%以上,其余经过调校即可满足设计要求,法兰平面度、平行度等主要控制精度远高于规范要求,现场安装完成后100%穿孔,切实做到工艺执行方便、可靠,提高生产效率,保证风电塔筒的制造质量与施工进度,生产实践证明该控制措施可在风电塔筒制造中广泛应用。
关键词:风电塔筒制造;质量控制技术引言作为风电主要装备之一的塔筒,也需要从“产品设计、材料选用、加工制造、物流运输、现场安装”的全成本链进行降本优化,从而加强对风电塔筒制造质量控制技术的优化。
1风电塔筒设计要求塔筒是满足风机运行的结构性装备,需根据风机荷载要求和应用场景来确定适用性。
一方面是风机的大型化趋势,单机组功率提升需要更大的风轮直径带来更大的扫风面积,这就需要更高的塔筒来支持。
另一方面为了更好的提高风资源的利用,风能开发需要深入到中低风速地区,适应其高切变的特征,也需要更高的塔筒。
据测算,当风切变大于0.12时,采用高塔就有明显的经济性。
高塔设计需要考虑重量和尺寸,尤其是底段的筒体半径,这往往受限于道路的宽度和限高等通行条件。
同时,高塔筒还需要结合工厂的制造能力和项目现场的吊装能力。
“绿色供应链”是近年来兴起的新理念,国家设定单位GDP能耗和碳中和目标,需要企业控制自身供应链的能耗和污染来实现。
目前欧美大型企业普遍开始对供应商进行“绿色考核”,以VESTAS为例,其2020年全球供应商大会即以“可持续发展”为主题,提出自身产业链要实现“绿色制造”的目标,建立起供应商的能耗、物耗、排放的数据体系,以评定供应商的“绿色绩效”。
除上述几个方面外,风机的生产周期长达25年,塔筒呈现进入人的视觉感受约占到风电站总体的50%,需要有效的融进周边环境达成和谐统一,在很多地区风电不仅是一个能源建筑,更是地标建筑和景观建筑。
浅谈风力发电塔筒法兰平面度控制工艺摘要:风力发电塔架是风力发电机的一个关键支撑部件,它是由数段圆锥筒体依靠连接法兰组成一个锥形圆筒状结构。
由于每段塔架是由滚制筒体和连接法兰焊接而成,如何控制塔架两端连接法兰焊接后的平面度是塔架制作的关键。
本文分析了风力发电塔筒法兰平面度控制工艺。
关键词:风力发电塔筒;法兰平面度;控制工艺;塔筒作为风力发电机组的重要设备之一,其制作精度要求比较严格。
制造厂家在生产时认为其制造技术较为简单,未能引起足够的重视。
一、概述风能作为一种不产生任何污染的可再生能源,在自然界蕴量巨大。
开发风能占地少,投资期短,近年来在世界各地得到了迅猛发展。
塔架是风力发电机组的主要支撑部件,承受载荷包括风载荷、机组自重及由机组重心偏移引起的偏心力矩等。
其结构多为圆锥台形的钢制焊接圆筒,高度一般在50~100m之间,底部直径3~5米,顶部直径2~3米,筒体板厚不等,多在10~40mm变化,材质均为Q345级,多建在偏远风多的丘陵及沿海地带。
受运输和吊装的限制通常分段制作,段与段之间通过法兰采用高强螺栓连接。
由于塔架受力复杂,法兰的平面度直接影响法兰的结合程度和预紧状态,良好的结合才能更好的传递上部的力到基础,因而对法兰的平面度作出比较严格的要求。
二、风力发电塔筒法兰平面度控制工艺1.在下料过程中控制塔筒节扇形钢板的弦长、弦高、对角线偏差。
全部料坯下料前应对外形尺寸进行检查,完全合格后,进行批量下料。
每段塔筒中间节应预留焊接收缩余量,一般预留2-3毫米,与法兰连接的筒节在钢板下料时应预留修正余量,一般预留5-10毫米。
筒节卷制、组对、焊接过程控制其圆度。
一是在筒节卷制过程中,按照滚压线进行卷制,在这个过程中要注意对板面及卷板机上下辊进行清理,以防氧化铁等杂物对板材造成压伤;对接完成后,要用角缘磨光机对焊道及坡口两侧30mm内进行打磨处理,要求去除铁锈及氧化皮,露出金属光泽,然后实施打底焊,焊缝应均匀、规整,焊后对焊接飞溅等及时进行清理。
探讨风电塔筒制造技术及质量控制要求摘要:在风力发电机组运行过程中,风电塔筒就是风力发电的塔杆,主要功能就是支撑风力发电机组,吸收风电机组的振动。
在风电机组运行中,塔筒的制作质量关系着生产安全,笔者结合多年工作经验,阐述风电塔筒制造技术,并深入分析质量控制要求,以期为相关人员提供借鉴与参考。
关键词:风电塔筒;制造技术;质量控制1 塔筒制造流程一般而言,风电塔筒的制作流程主要有钢板下料、卷板校圆、纵缝焊接、法兰拼装及焊接、环缝焊接、大节拼装及焊接、附件拼装及焊接、塔筒防腐、内饰件安装、包装以及装车运输等。
在制作流程中,必须对焊接操作进行质量控制,针对焊接处的焊缝进行探伤检测。
2 塔筒制造方案2.1 材料准备及检验对于钢板、法兰等原材料,在入库前要对其尺寸、厚度、外形等进行检验,检验其是否达标。
在初次检验合格后,还要抽取10%的钢板对其外形、尺寸进行超声波复检,质量达到所要求的标准方可入库。
而环锻法兰在初次检验合格后也要抽取10%进行超声波以及磁粉检测,确保两种检测方法下均符合要求,便可入库。
2.2 钢板下料一般情况下,钢板的下料过程要采用数控切割机进行操作。
操作前,要严格按照工艺的具体难度进行数控编程,并调试无误后才可进行下料工作。
在完成下料操作后,还要对钢板瓦片的方向、顺序等进行标记,同时还要对钢板号、瓦片编号等进行标记。
对于钢板的切割尺寸,其长度偏差要求在上下2mm以内,钢板宽度的误差要不超过2mm,对角线的误差不超过3mm。
对零件的环缝、纵缝的坡口等进行处理时,务必要严格按照工艺要求,且要将坡口及以其为中心的30mm范围打磨光滑。
2.3 卷板及校园在进行卷板操作时,要用长度为 1.2m的样板进行辅助控制,将样板与同体间的缝隙严格控制在2mm以内。
在完成卷板后,还要用气保焊对卷板与筒体坡口进行进一步的加固。
纵缝要求筒体间对接的间隙范围不超过2mm,错边量不超过3mm。
2.4 纵缝焊接在进行焊接时,要先焊接内缝,完成后再将背缝及其周围做彻底的清理,使其露出焊缝坡口的金属,然后再将其焊接起来。
风电塔筒法兰焊接方法探究摘要:作为风力发电重要的基础设施,塔筒在实际的应用中发挥着至关重要的作用,对相关生产活动的持续进行带来了可靠的保障作用。
运用法兰焊接工艺完成相关的焊接操作时,由于不确定因素的存在,很容易造成风电筒法兰变形现象的出现,影响塔架组装的效果。
因此,为了增强风电塔筒的焊接质量,减少法兰变形造成的影响,需要对相关的措施进行深入地分析。
关键词:风电塔筒;法兰焊接措施;法兰变形;焊接质量;发电机1.风电塔筒制造工程中法兰焊接的相关操作方式为了完成塔筒组装的任务,需要对法兰及筒体进行必要的焊接操作。
由于风电塔筒焊接过程中主要采用焊接工艺,焊接操作中可能会出现法兰变形问题,需要技术人员对于相关的行业参考标准有着深入地了解,增强焊接技术的适用性。
塔筒法兰焊接操作的过程中,技术人员主要遵循的原则是由零到整,增强不同结构部件之间的粘结性。
由零到整的顺序主要是指先将塔筒简单的法兰结构及对应塔架上的焊接流程完成,然后再进行复杂的内部结构焊接。
这样的焊接顺序不仅增强了焊缝质量,也减少了相关资源的消耗量,增强了法兰焊接技术的适用性。
常用的法兰焊接工序主要包括:(1)确定具体的焊接位置,对塔筒内部的部分先进行焊接,进而对塔筒外部结构进行清根处理,留下一定的坡口。
一般情况下,这种坡口是V型坡口,使用火焰切割进行坡口的制作;(2)当完成塔筒内部结构的焊接后,需要对塔筒外部结构进行合理地焊接。
相对而言,塔筒法兰焊接工艺外部的焊接对于塔架的安全性能要求较多,主要是因为整个结构的体积较大,塔架的抗压能力必须保持在合理的范围内,可以承担超重的结构负荷。
同时,焊接缝的质量应该符合设计方案的具体要求,主要是指它的强度和韧性方面;(3)当所有的焊接工序完成后,需要对有关基础焊接工序相关的消氢工序温度进行有效地控制,最大的温度不应超过350摄氏度,平均温度控制在280摄氏度左右。
同时,为了确保相关技术实际使用的作用效果,消氢的时间也需要保持在合理的范围内:大约为120分钟左右。
风电塔架法兰平面度及平行度的控制摘要:通过分析风电塔架制作过程中法兰平面度及平行度的影响因素,研究法兰平面度及平行度的控制方法和造成两项参数超差后的补救措施,为公司风电塔架制造过程关键参数控制提出了一些建议。
关键词:风电塔架;垂直度;同轴度;法兰平面度及平行度;控制1.影响法兰平面度及平行度的因素分析1.1筒节钢板的下料平截空心圆锥形筒节钢板下料需保证下弦长B±2;上弦长b±2;板宽(H1~H5)之差≤2;扇形板对角线差|M1-M2|≤3mm,见图1。
法兰平面度一次性合格率下降的制约因素之一就是钢板的下料尺寸达不到工艺要求,首要原因是数控火焰切割机本身精度的下降引起下料尺寸误差偏大,其次是数控火焰切割机的切割速度超出了板材厚度适用的切割速度,产生切割变形。
图1筒节钢板下料后尺寸测量位置示意图钢板下料精度未得到保证时,钢板在卷制后不能得到标准的平截空心圆锥体,从而影响整个塔段的同轴度及上下口的平行度。
1.2筒节的卷制筒节在卷制过程中,要求环向错口量最大不超出2mm(见图2)。
而在实际操作过程中,若钢板未按要求放正就进行卷制,就会引起环向错口量过大,会直接影响整个塔段的同轴度和上下口的平行度。
图2环向错口量1.3筒节的校圆筒节任意截面的圆度公差要求为:(Dmax-Dmin)/Dnom≤0.005式中:Dmax为测量出的最大内径;Dmin为测量出的最小内径;Dnom为所测量截面的公称内径。
筒节的圆度偏差可用内径弧长为D/6的矫正样板检查,间隙不应大于1.5mm。
与法兰对接的筒节,其在圆度偏差过大时进行组对,会在应力作用下使法兰产生扭曲变形,影响法兰的平面度。
1.4筒节的组对筒节在组对前要检查环缝对口错边量(见图3),其值d x≤0.1t+1mm,且最大不超过2.5mm,在测量对口错边量dx时,不应计入两板厚度差值,t为钢板公称厚度,mm。
环缝对口错边量过大等情况下若对相邻筒节强行进行组对,塔段会因焊接应力产生变形,从而影响塔段法兰平面度及平行度。
风力发电机组塔筒法兰焊接方法研究摘要风力发电塔筒法兰的外形尺寸较大,传统的整体法兰制作方法存在制作周期长、材料利用率低、锻造和加工成本高的特点。
现指出拼焊法兰的分析研究,收到了很好地效果。
关键词:拼焊法兰焊接工艺变形前言风电作为一种可再生能源,具有占地少、投资少、周期短、经济效益好等特点,根据累计市场份额和国家能源分析,风电是今后电力发展的主导方向,随着今年日本地震核泄露,三峡节流生态破坏,风电作为清洁能源从新被提上了一个高度,从整个行业角度,风电行业的发展,空间巨大。
从整体情况上看,风电在中国一直在以超乎业内人士预料的速度发展,在经济快速增长和电力需求增加的大背景下,风电在中国的迅猛发展是必然结果。
风电产业的迅速崛起在中国应对能源结构多样化、环境保护和节能减排挑战等问题上都能发挥极大作用。
因此,我们认为中国仍将是未来全球风电市场的生力军。
认为风电作为目前最为成熟的新能源产业,未来的发展会保持高速增长。
目前国内外已安装的风力发电机组大多采用的是钢制塔筒。
总高60米左右,一般分3-4节,每节之间用法兰进行连接,重量普通的在100T 左右,一现有风电发展模式一直在向大机型方向发展,塔筒的厚度、重量也在不断的增大,为保证塔筒节与节之间能够稳定连接,对连接法兰提出了较高的要求,除了在加工过程中对法兰进行尺寸控制外,还需要确保法兰的各项力学性能达到相关的标准要求。
本文就法兰焊接技术的应用作一介绍。
塔筒法兰焊接工艺为了保证法兰与筒体焊接后的角变形符合要求,采用单个法兰、筒体对接电焊后组成一体的焊接方法,下图为对接示意图。
焊缝结构示意图采用埋弧自动焊,直流反接,焊丝牌号为H10Mn2,焊丝直径为Φ4,焊剂为SJ101,焊机采用MZ9 -1250自动弧焊机配以ZD5 - 1250型弧焊整流器. 第一层先焊开坡口侧即外侧,背面即内侧用碳弧气刨清根,挑成U型坡口,清根完成后用砂轮和角向磨光机打磨坡口及两侧20mm宽范围至见金属光泽,以清除氧化物和碳化物,防止出现夹渣、裂纹等缺陷,在内侧焊第二层和第三层. 因为塔筒承受的载荷部分为疲劳载荷,要求焊缝具有较高冲击韧性,故焊后需立即进行消氢处理,加热温度为200℃~350℃,保温2h左右. 焊接工艺参数见表1. 利用焊接顺序、坡口大小和焊接线能量三者来控制焊接应力,从而控制法兰焊后的角变形. 法兰焊接完成后对焊缝进行外观检测,合格后进行100%超声检测. 最后检查法兰角变形量,不符合要求时,采用火焰加热的方法整形,以保证法兰内倾0~1. 5mm的角变形要求.3 存在问题(1)由于先焊法兰外侧,而内侧又用碳弧气刨清根,使得清根和清根后的坡口打磨极不方便,增加了焊工的劳动强度,影响工期。
风电塔筒制作法兰平面度控制摘要:本文笔者结合多年的风电塔筒制作经验,对风电塔筒法兰与筒体的组焊工艺进行了优化改进,特别是采用法兰加工预留内倾量方法,有效地控制了法兰平面度,使得一次性合格率达到了90%以上,提高了生产效率,降低了成本,同时有效地消除了反复刨焊造成焊缝外观质量差,焊缝成型不好的现象,提高了产品外观质量和内在质量。
关键词:焊接;平面度;法兰内倾;法兰外翻;焊接变形1、塔筒制作法兰平面度控制1.1 在下料过程中控制筒节扇形钢板的弦长、弦高、对角线偏差(1)所有料坯下料前检查外形尺寸,经质量检查合格确认后,方可批量下料。
(2)每段塔筒中间节预留2~3mm 焊接收缩余量,与法兰连接的筒节在钢板下料时预留5~10mm 修正余量。
(3)δ≤14mm 壁厚的钢板可以不开坡口外,其他壁厚的钢板开23°坡口,预留5.0~7.0mm 钝边;与法兰连接的筒节开23°坡口,留5.0~7.0mm 钝边。
保证所有切割面切割后光滑,避免出现缺肉情况,清理切割飞溅及氧化皮等。
1.2 筒节卷制、组对、焊接过程控制其圆度(1)筒节卷制时,按滚压线进行卷制,卷制过程中注意清理板面及卷板机上下辊,防止因氧化铁等杂物压伤板材;对接后进行打底焊,打底焊采用CO2气体保护焊,其焊缝应规整、均匀,焊后及时清理焊接飞溅等;开坡口管节在管内壁打底焊,不开坡口的管节在管外壁打底焊。
(2)在筒节卷制中严格控制压延次数,筒节的周长误差控制到最低值。
(3)相邻筒节的组对,纵缝错位180°,环缝对接前应进行管口平面度修整,满足技术要求后方能对接,对接时控制环缝间隙均匀,并检查管节对接的素线长度、对角线偏差值满足要求,以保证上下管口的平面度、同轴度。
(4)单节筒节卷制不允许出现死弯,卷形过程中用弧形样板多次检查其圆度,不允许卷过量,直径尺寸偏差控制在±3mm 以内,卷形后筒节两头用十字拉筋支撑,才能进入下道焊接工序。
风电塔筒制造技术及质量控制探讨发布时间:2023-02-24T05:10:34.924Z 来源:《中国电业与能源》2022年第19期作者:王明强[导读] 概述风电塔筒制造技术,提出风电塔筒制作过程中应该重视的质量控制关键点及要求。
王明强中车兰州机车有限公司甘肃兰州 730050摘要:概述风电塔筒制造技术,提出风电塔筒制作过程中应该重视的质量控制关键点及要求。
本文将结合笔者的实际经验对塔筒制作技术及质量控制要求进行深刻的研究,并将研究结果进行论述。
关键词:塔筒;制造;质量;检测1.塔筒制造流程钢板下料→卷板校圆→纵缝焊接→法兰拼装及焊接→环缝焊接→大节拼装及焊接→附件拼装及焊接→塔筒防腐→内饰件安装→包装→装车运输。
所有涉及到焊接的地方均为质量控制点,均需要对焊缝进行探伤检测,塔筒制作方案将介绍塔筒制作时的主要流程步骤。
2.塔筒制造方案2.1材料准备及检验钢板、法兰进厂后进行表面外观尺寸及厚度的验收。
钢板外形尺寸验收合格后按照每次到货总数量的10%进行100%UT复验,质量达到JB/T4730.3-2005Ⅱ级要求。
环锻法兰外形尺寸验收合格后,按照总数量的10%进行UT和MT的抽检,其中UT要满足JB/T4730.3标准I级要求;MT要满足JB/T4730.4标准I级要求。
2.2钢板下料采用数控切割机下料。
下料前根据工艺进行数控编程,经校核检验无误后再下料操作。
下料完成后必须对钢板瓦片的编号、方向、方位线等进行标识,并按要求标识出瓦片钢板的炉批号或钢板号、瓦片的编号等。
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。
按照零件工艺卡的要求,切割各瓦片的环缝及纵缝的坡口,坡口角度应符合工艺要求,同时必须将坡口及周围30mm范围打磨平整、光滑。
2.3卷板及校园卷板时用弦长1.2m的样板进行控制,样板与筒体间隙不大于2mm。
卷板合格后在筒体坡口外部用气保焊进行点焊加固。
风电塔筒制作过程中的质量检验与控制研究摘要:根据风塔生产的实际情况和工艺步骤,提出了风塔的具体制造方案,对其焊接检测、包装、运输等方面进行了分析,并对生产工艺中的关键问题和要求进行了探讨,以期为确保风塔生产的质量提供一定的依据。
关键词:风电塔筒:质量控制1.塔筒制造流程为确保风能塔筒的制造质量,必须重新确定工艺图,并确定工艺规格。
做好生产过程中的技术交底,与用户、使用人员进行沟通,交流设计图纸,指出设计中的不足之处,才能够更好地满足实际的需要,相关技术部门必须要在前期做好图纸。
不符合生产要求的施工图纸在施工的过程中,要严格按照施工的流程和技术规范,在正式进行施工之前,需要进行技术交底和生产组织交流,让施工人员能够更好地理解设计图纸的意图,避免在生产过程中出现操作误差和人力性收入等,不仅如此,也要做好原材料的采购工作,尤其是对于法兰和钢材等相关事件,要做好严格的采购,把控严选供货商。
从技术经济角度挑选生产原料,对进场物料进行检查,不合格的要退回。
生产部门要组织员工,对风能塔节的制作进行严格的工艺控制。
2.风电塔筒制造具体方案2.1材料与检验当前风电塔筒的制造原材料已经实现了国产化,在出厂之后要严格检测符合要求之后才能够投入使用。
并且要按照出品产量的10%进行样本抽查。
用磁盘检测等相关技术。
当合格率达到100%时,才能够投入使用。
法兰的外观,在检查合格之后也应当按照进货总量的10%抽取样本比例,相关检测结果也应当符合国家的规定,才能够投入使用。
2.2钢板下料钢板的下料由CNC切割机床完成,按照设计图纸和加工工艺进行CNC编程,确保设计的程序正确后,才能进行正式的下料。
在生产过程中,在切割后,要确保每90°的一条基准线。
在下料之后,要将钢板上的瓦片编号,标注上相应的方向和方位,然后在钢板上打上钢印。
风电场塔筒形板的尺寸偏差应控制在±2mm、宽度不能大于2mm,测量点不能小于5个,对角线偏差不能小于3mm。
风力发电机组塔筒的焊接工艺和质量控制探讨摘要:探讨风力发电机塔筒的制作工艺过程、法兰焊接工艺,研究塔筒在制作过程中板材的下料,筒节卷制,纵缝、环缝、法兰焊接以及筒体法兰组对等关键工序的加工,对风电塔筒法兰焊接的质量控制措施进行探讨。
关键词:风力发电机组;塔筒;焊接;制作工艺;法兰引言随着风力发电产业的快速发展,现风力发电机组单台设计容量越来越大,塔架高度也越来越高,这就对塔架的制造提出了严格的要求。
风力发电具有很多优点,比如可以清洁环境、可再生、基建周期短、占用空问小、投资少、技术相对熟悉等,它是我国重要的能源,同时也是可再生、永不枯竭的资源。
本文主要介绍风力发电机组塔筒制作的工艺过程以及塔筒与法兰焊接工艺,对风电塔筒法兰焊接的质量控制措施进行简要分析,仅供相关人员参考。
1塔筒概述风电塔筒就是风力发电的塔杆,它主要起着支撑的作用,并且吸收机组产生的震动。
例如:某风力发电场二期工程,预期制作10台风力发电机塔筒。
风力发电机的塔筒主要分为上、中、下3段,各段塔筒示意图如图1所示。
每台塔筒的上、中2段各有10节,下段有8节,共有28节,每段之间采用法兰连接,各段规格见表1。
单台塔筒总高67400mm,自身质量116.936t,筒节钢板材质均为Q345E。
塔架法兰为整体锻造法兰,材质为Q345E,为采购件。
组装后,锻造法兰内外表面要求热喷锌处理,塔筒附件要求热浸锌处理。
2关键工序塔筒的生产工艺流程一般是数控切割机下料,厚板需要开坡口,卷板机卷板成型后。
点焊,定位,确认后进行内外纵缝的焊接,圆度检查后,如有问题进行二次较圆,单节筒体焊接完成后。
采用液压组对滚轮架进行组对点焊后,焊接内外环缝,直线度等公差检查后,焊接法兰后,进行焊缝无损探伤和平面度检查,喷砂,喷漆处理后,完成内件安装和成品检验后,运输至安装现场。
塔架用板材为热轧低合金高强度结构钢,钢板表面不允许有麻点、裂纹、皱褶等缺陷。
2.1筒节卷制成形筒节卷制过程:压头→卷制→尺寸检验→点焊固定。
风电塔筒制作技术及质量控制分析风电塔筒是风力发电机组的重要组成部分,主要用于支撑发电机组大风作用下的稳定运行。
塔筒的制作技术和质量控制对于保证风力发电机组的安全运行和发电效率至关重要。
本文将对风电塔筒的制作技术和质量控制进行分析。
1. 材料选择:风电塔筒多采用结构钢材料,如Q345等。
材料选择应根据工程要求和设计要求进行,确保材料强度和韧性满足要求。
2. 制作工艺:风电塔筒的制作工艺包括下料、打磨、焊接、矫直等工序。
首先根据设计图纸进行下料,然后对下料的工件进行打磨,确保工件表面的平整度和光洁度。
接下来进行焊接工艺,将工件进行焊接,确保焊缝的质量。
最后进行矫直工艺,对焊接后的工件进行矫直,确保工件的几何形状和垂直度。
3. 检测方法:制作过程中需要进行各种检测和试验,以确保风电塔筒的质量。
常用的检测方法包括超声波检测、磁粉检测、尺寸检测等。
超声波检测主要用于检测焊接缺陷和工件的内部缺陷;磁粉检测主要用于检测焊缝和工件表面的裂纹和缺陷;尺寸检测主要用于检测工件的几何形状和尺寸。
1. 质量控制目标:风电塔筒的质量控制目标是确保制造过程中的每个环节都符合设计要求和工艺要求,以及确保风电塔筒的强度和稳定性满足要求。
2. 质量控制措施:质量控制措施包括原材料控制、制作工序控制、检测控制等。
原材料控制主要包括对材料的进货检验和材料的储存保护;制作工序控制主要包括制作工序的操作规程和操作规范的制定和执行;检测控制主要包括对制作过程中的各个环节进行检测和试验,以及对成品进行质量检验。
3. 质量控制流程:质量控制流程主要包括设计审核、工艺审核、制作过程控制、质量检验和整改措施等环节。
在设计审核环节,对设计图纸进行审核,确保设计符合工程和安全要求;在工艺审核环节,对制作工艺和工艺规程进行审核,确保工艺符合设计和制造要求;在制作过程控制环节,对制作过程进行监控和控制,确保制作过程符合设计和工艺要求;在质量检验环节,对成品进行质量检验,确保产品质量符合要求;在整改措施环节,对发现的问题和不合格品进行整改和处理,确保产品质量达标。
风电塔筒法兰焊接变形控制的工艺措施分析摘要:随着不可再生资源的不断减少,我们为了节约资源,发电的方式有了很大的改变,例如可以通过水力、风力等可再生资源来发电。
在风力发电设备中,它最关键的部件就是风力发电塔架,它连接着风机中的重要部件,它主要起到的是承受作用。
塔架中法兰的好坏会直接影响到风机的运行,所以对法兰的焊接工艺就成为了主要研究对象,根据查阅相关文献与资料,本文通过法兰焊接时要控制的三个指标入手来进行讨论与分析,希望对以后的研究可以有所帮助。
关键词:风力发电机、塔筒、法兰焊接、变形控制、工艺措施影响法兰焊接的三个指标分别为:法兰的平面度、法兰的内倾量、法兰的椭圆度,在焊接过程中保证了这三个指标的完成,可以为我们带来很大的经济效益。
可是在我们平常的焊接工艺中常常会出现法兰外翻变形等现象,这就要求我们要根据筒体焊接过程中出现的问题,对传统工艺措施进行控制和改变,现在我们就根据法兰焊接变形的原因进行分析,提出有效措施,希望这些措施可以得到广泛的推广。
一、法兰的含义和作用法兰,它是一个将设备中的轴与轴或设备与设备连接起来的零部件,主要用于管端部位,适用范围广阔,它可以适用于建筑工程、轻重工业、电力设备等等方面,零件材质为不锈钢、碳钢、镍钢等为主。
法兰主要分为三种类型:丝扣连接法兰、焊接法兰、卡夹法兰,通常在风力发电机的塔筒中我们主要采用焊接法兰。
需要注意的是,在使用过程法兰一般都是以成对的形式使用,根据不同的压力导致法兰的厚度和使用的螺旋都有所不同。
正如它的含义所叙述一般,法兰的作用是连接,轴与轴的连接或者设备与设备之间的连接。
二、风电塔筒焊接后对法兰的质量要求由于不同的压力影响,设备中法兰这个零部件的厚度也会不同。
风力发电机中塔筒是通过三或四段的直筒或圆锥筒焊接形成的,这个焊接过程就需要通过高强螺栓把两端的法兰来连接起来,这样就完成了一个塔筒的建造。
在塔筒成段焊接中,要按照法兰的平面度、法兰的内倾量、法兰的椭圆度这三个标准来挑选适合的法兰,其中法兰的平面度要求顶法兰的厚度为0.8毫米,剩下的法兰为1.5毫米至2毫米之间,具体厚度按风机厂的要求为主;法兰的椭圆度为3毫米;所有的法兰在焊接后不允许有内翘的现象,只允许存在微小的内凹偏差,其中法兰的内翻顶法兰偏差不超过0.5毫米,其余法兰的偏差也不超过1.5毫米。
风电塔筒法兰焊接变形控制的工艺分析摘要:针对风电塔筒锻造法兰焊接变形控制相关内容,做了简单的论述。
由于塔筒作业环境较为复杂,对锻造法兰焊接质量的要求较高,若想达到加工等级,加强锻造法兰焊接变形的把控,有着必要性。
焊后变形控制是重难点,要做好变形控制分析,通过改进焊接工艺,应用先进的方法,以确保锻造法兰焊后的质量,确保能够满足生产的需求。
关键词:风电塔筒;锻造法兰焊接;变形控制;质量问题1.风电塔筒塔架的制造工艺(1)板材切割口的大小与焊接坡口都应在满足设计需求的前提下进行板材下料工序。
另外需要注意以下几点:①尽量进行成套下料,保障后续小拼装工序的进行。
②切割前后选用一致的记号做好标记。
③焊接坡口的大小与类型需要满足焊接工艺。
(2)确定好圆筒的圆度满足设计需求。
卷筒施工时需要注意以下4点:①处理压头时,需要按照设计要求进行压头与弧度的预留。
②样板卡弧的操作符合要求。
③卷板前需要清理卷板与操作环境。
④在筒体出现凹凸时,需要立即对其测量,若超过规定范围,立即舍弃。
(3)进行组拼单元与拼装法兰时,要保证法兰平面度与角变形量。
需要注意的是:①拼接过程中遇到纵缝拼接时,靠近筒节的纵焊接缝需要错开,且角度不得小于90°。
爬梯位置不能进行纵接缝的设置。
②环缝间隙需要均匀,间距也应该满足要求。
③单元筒节无法对接时不能过于强求,以免出现应力集中的情况。
④筒节与筒节对接时需要进行外边对接,保证不会出现偏差。
⑤筒体与法兰焊接时,角变形量和平面度需要满足标准2.筒体的卷圆、拼装与焊接2.1单节塔筒(1)筒体的滚制:使用三棍将下好料的单节塔筒壁滚圆。
滚圆的过程中需要确认单面Y形坡口的方向是朝圆内的。
在进行筒体滚圆时,还可以进行纵缝的组拼,将筒体的对接缝隙控制在1~2mm,错边量控制在1.4mm以下。
(2)塔筒的椭圆度的检测:将塔体进行卷制后纵缝焊接,然后回圆。
回圆成功后使用样板来进行筒体圆度与棱角度的检查。
样板弦长控制在1/3Di内,Di是为了可以将筒体的内圆直径检测出来。
风力发电塔架法兰平面度控制技术摘要:本文首先阐述了法兰焊接平面度的质量要求,接着分析了法兰平面度影响因素及控制方法,论述了控制法兰角变形的原因及措施,最后对控制法兰平面度在组对时及焊接时应注意的问题进行了探讨。
关键词:风力发电塔架;法兰;平面度;焊接变形控制引言:风力发电塔架是风力发电机的一个关键支撑部件,行业内较为常用的塔架型式是钢制锥塔,它是由数段圆锥筒体依靠连接法兰组成一个锥形圆筒状结构。
由于每段塔架是由滚制筒体和连接法兰焊接而成,如何控制塔架两端连接法兰焊接后的平面度是塔架制作的关键。
1法兰焊接平面度的质量要求在风力发电装备中,风力发电塔架具有十分重要的,不可缺少的作用。
它在整个发电过程中起着连接风机各个关键装置的作用,要担负起叶片转动过程中产生的各种压力,冲击,以及电机的震动还要调整受力过程中的摇摆。
发电塔架经过3、4段直筒或锥筒联合在一起构成的。
因为每一节塔架是将滚制筒与法兰通过焊接的方式连在一起的,所以。
最重要的是在焊接之后要调控好平面度。
要是在制作过程中操作不当,将不利于风力发电机的正常运作,造成机械破损.降低机械设备的工作效率,缩短机械设备的寿命。
法兰焊接后的平面度均需符合图纸设计要求,每段塔架焊接后法兰面的平度小于等于2 mm,连接风机机舱座的顶法兰平面度小于等于0.35mm,所有法兰面(沿直径方向)焊后只允许内倾不允许外翻,内倾量为0~1.5 mm(顶法兰0~0.5mm)。
2法兰平面度影响因素及控制方法2.1 法兰自身的平面度法兰一般整体锻造机加而成,其自身的平面度基本都能得到保证。
由于法兰截面相对于其直径相差很大,所以法兰整体刚度差,复测平面度时必须有一定数量的支撑点支撑法兰,并且各支撑点亦必须满足一定的平面度才能作为复测法兰时的基准面。
2.2 筒节下料尺寸控制筒节展开后呈扇形,其两条弧形边分别形成筒节的两个端口,理想的筒节端口一定在一个平面上,因此弧形边的下料精度决定着筒节端口的平面度。
风电塔筒焊接全过程质量控制技术的研究发表时间:2018-01-30T17:30:13.410Z 来源:《电力设备》2017年第28期作者:郁正军梁金亮刘凯徐义洪[导读] 摘要:通过改变风电塔筒的坡口形式,从而改进焊接工艺,有效的控制了焊接变形,保证了产品的焊接质量,提高了生产效率。
(甘肃中水电水工机械有限公司祥云分公司云南大理 672100)摘要:通过改变风电塔筒的坡口形式,从而改进焊接工艺,有效的控制了焊接变形,保证了产品的焊接质量,提高了生产效率。
关键词:风电塔筒;焊接;平面内倾度;质量控制引言随着我国风电能源建设的迅速发展,作为对主机与叶片起支撑作用的风力发电塔筒,是由多个锥形筒体焊接而成,依靠法兰连接的锥形圆筒装结构。
根据近几年设计高度,一般在70-80米之间,塔架顶端的机舱、轮毂、叶片等总重量达90多吨,所以风力发电塔筒的焊接质量与法兰的平面内倾度控制成为塔筒制作过程中的重中之重。
1 技术要求我公司承接了24套风电塔筒的生产任务,塔筒总高度为77m,分为三段,塔筒为“两锥一直”型,单套重量为165.66吨。
塔筒钢板厚度14-40mm,材质Q345D,连接法兰材质为S355NL-Z25。
1.1 焊接技术要求 1.1.1 筒体纵缝焊接前装好引弧板,并应仔细检查破口直线度、平面度等,要求单节筒体直线度小于2mm,平面度小于2mm。
1.1.2 焊缝外形尺寸要求:1.1.2 焊缝NDT检验要求:筒节之间环缝、纵缝100%UT,MT100%Ⅰ级合格;法兰与筒节焊缝100%UT,MT100%Ⅰ级合格;T形全熔透接头100%MTⅠ级合格,100%RTⅡ级合格。
1.2 连接法兰技术要求 1.2.1 法兰平面度、内倾度要求:焊后整体母线直线度≤5mm,两端法兰平行度≤3mm,法兰同轴度≤3mm;连接法兰内倾度≤1.5mm,顶部法兰内倾度≤0.5mm;顶法兰平面度≤0.60mm(90°范围内小于0.3mm),其余法兰平面≤1.5mm(90°范围内小于0.5mm)。
风电塔筒法兰平面度与焊缝质量控制的研究
风电塔架是风力发电机的一个关键支撑部位,塔架有衍架式与圆锥筒体式。
目前最多的就是
后面一种,就是由数段锥形筒体,依靠法兰连接成一个高度60米到90米之间的锥形圆筒状
结构。
每段的筒体又是由不同厚度的钢板,卷制成筒节,通过焊缝对接组成。
由于塔筒是几
段筒体通过焊接的法兰无缝结合的。
且风电塔筒所承受的主要作用力有:风力作用在叶片上
的推力、扭矩、弯矩,舵机的压力、弯矩,内部电机的振动摆力,以及自身的重力。
这些力
通过焊缝与法兰上的高压连接螺栓承受传递。
如果法兰平面度差,高强度的螺栓就无法拧紧。
这就不单是质量问题也会带来安全隐患。
这说明如何控制法兰平面度是风电塔筒制作重点要
解决的。
1、法兰平面的质量要求
在制作风电塔筒中,法兰的平面度要求对不同位置的法兰它是不同的。
根据设计的图纸,每
段塔筒焊接后,法兰平面度的值要小于等于2mm。
但是对于上段的与风机舵机座相连的顶法兰面它的平面度值要小于等于0.35mm。
而且对于所有的焊后的法兰不允许有外翻现象的出现,只允许内倾值在0~1.5mm。
2、法兰焊后变形的原因分析
风电塔筒是由每块钢板卷筒,组对焊接而成。
每个筒节就类似一个圆台,它是由开好坡口后
的钢板卷制而成。
塔筒就是通过内外环焊接,从大圆台到小圆台这样焊接而成。
每段开头结
尾与法兰焊接,分为内环焊接与外环焊接。
当焊接内环时,热变形就产生法兰内环往下的拉力,这样就产生内倾现象(本身采购的法兰有一定内倾)。
焊接外环时同样的原理就会把法
兰外环往下拉出现外翻情况。
因此内环焊与外环焊的焊道数与顺序影响到法兰的外翻与内倾
及其大小。
筒节与法兰对接端面不平整,气刨焊焊缝不平齐,法兰焊接过程中就会有“波浪变形”,造成焊后法兰平面度差。
3、控制法兰变形的方法
3.1法兰焊接顺序
焊缝的焊接坡口是V型的,要防止法兰焊后内侧外翻,就需要有合理的焊接顺序。
即内外焊
缝交替进行,首先内环焊焊2道,然后外部用二氧化碳气刨焊清根,,再埋弧焊焊接外部完毕,最后再焊接内部环焊。
每道焊缝不间断,一次完成,保持受热的均匀。
如图3.1所示:
图3.1焊接顺序示意图
3.2钢板的坡口
钢板坡口工艺参数也影响到法兰的平面度。
V型坡口角度影响到焊接的焊道,对于不同厚度
的钢板打24°到26°,钝边为3-4mm的单边坡口。
控制火焰切割机,保证切割的平整一致。
坡口的表面,用打磨机剖光除去氧化渣。
如图3.2所示:
图3.2 钢板坡口图
在焊接过程中,也要控制好焊接的电流,电压与速度。
总结经验,选择合适的焊接工艺参数,尽量采用小的焊接热输入。
4、控制法兰平面度组对前应注意的问题
4.1严格控制进厂法兰的平面度
法兰进厂后不但要进行外形尺寸的检查,还需要用激光平面仪进行平面度测量。
检查是否符
合要求,平面度在0.35mm,内倾值为0~-1.5mm。
从第一步控制法兰的平面度。
图4.2 所示: 4.2控制好卷筒的质量
1)所有筒节的钢板下料全用数控切割下料,筒体下料尺寸偏差如图一及表二所示:
图4.2
表4.2(单位:mm)
2)用卷板机完成筒体卷制,采用弧形样板,在距端口200mm处检验圆度,每种筒节2件弧度样板(圆柱型筒节1件弧度样板)。
纵焊缝调至进料侧辊上,采用标准50厚样板进行压头,
用前支撑臂调整机构拉动或推进筒体侧壁,使纵焊缝合口,检验错边量和端面错口至合格,
控制筒体对接间隙1±1mm, 筒体对接焊缝错边量1.0mm,端面错口量允差:1.0mm, 圆弧样板
圆度允差:2mm/1200mm。
然后定位点焊,点焊纵焊缝,间距200mm,点焊长度200mm,
筒体两端直径测量,允差5mm,筒体长度测量,允差2.5mm。
3)法兰与筒节焊接时,应放在标准的焊接平台上,并用弧板焊死卡紧,尽量保证接触面不
留间隙,这样可以减少法兰平面的变形。
5、法兰焊接时应注意的问题
1) 焊后冷裂纹。
由于法兰是锻件,如果焊接工艺参数不合理,且强力组合,很容易造成环焊
完毕后一段时间,在靠近环焊缝附近、沿着法兰颈向出现纵向贯通的冷裂纹。
并且这种裂纹
有向刚度大的地方延伸的趋势。
而一旦法兰产生这样的裂纹是无法修复的因此要高度重视。
2) 针对法兰焊后热影响区出现裂纹要注意的问题:
A加强检测包括MT,UT进行裂纹探伤,对焊接接头要进行RT检查。
B组对过程中避免强力组对,产生过大的内应力。
C对焊缝口预热,并降低冷却速度与焊接应力,减少氢的扩散。
6、工程应用实例
6.1法兰平面度控制技术的应用
法兰平面度控制技术已应用的工程项目有:永州江华风电项目,16套2000KW塔架。
郴州南山风电项目,25套2000KW塔架。
桂阳来溪风电项目,15套2000KW塔架。
6.2法兰平面度控制技术应用效果
按图纸设计要求法兰平面度值小于等于2mm,内倾值小于1.5mm为合格。
用ProFlange激
光平面度测量法兰平面度,以来溪风电项目为例:平面度值为0.7mm,内倾值为0.662mm,
符合要求。
7、结语
在制作中严格控制工艺质量,采取合理的措施是可以控制法兰平面度值与内倾值的。