风电塔架制造过程中的问题及措施

摘要：近年来，我国在风力发电设备制造方面取得较大程度的进步，本文主要分析对风电塔架制造产生影响的相关因素，并探寻相应的解决措施。

关键词：风电塔架；制作；措施

中图分类号：TU74文献标识码： A

引言

风力发电机塔架是风力发电机中十分重要的部件之一。因此，在风力发电机塔架制造方面，对质量要求非常高，甚至是“严苛”。我国风力发电起步较国外晚，起步初期，注重不断借鉴国外设备及制造技术。当前我国装备制造科技水平得到显著提升。在科技高速发展的推动下，我国风电设备制造，由最初依靠进口，重点仿制到目前立足国内制造，经历了较长的发展历程。

1、影响风电塔架的质量因素分析及控制

目前，圆筒形塔架在风力发电机组塔架中大规模使用。因此，本文中将以圆筒形塔架为例来探讨影响风电塔架的质量因素及控制措施。影响塔架设备质量的因素涉及到设计、采购、制造加工、检验、包装和运输。其中影响塔制造质量的因素,可以从人员、设备、方法、材料、环境五方面的因素进行分析和控制。

1.1、人的因素

检查制造厂是否具备制造资质及质保能力，审查关键岗位人员资质。包括检查制造厂应具备压力容器制造许可资质证明、质保组织机构及相关质量认证，焊接人员应具备国家压力容器规定资格证，无损检测人员须持有国家规定的无损检测人员资格证书，II级资格以上人员才能出检测报告。

1.2、设备因素

检测设备是否满足生产需求,检查每个相关设备仪器是否经过有关部门测量验证。

1.3、工艺因素

检查是否有与之相关的工艺文件以及编制审批程序，同时检查内容的正确性合理性。在进行焊接之前，首先应该依照NB/T 47014―2011《承压设备焊接工艺评定》标准做好焊接工艺评定工作，同时编制焊接工艺规程。法兰、螺栓、钢板以及焊缝检查需要制定无损检测工艺书，其中包括的主要内容有确定检测方法、检测比例、验收标准以及合格级别等。

筒节同法兰之间进行组装、筒节的组装、门框的装配等都需要制定与之相关的组装工艺文件，其中主要内容组装时机、组装顺序、检验要求以及内容等。防腐之前需要确定好防腐等级、总干膜厚度要求、施工方法以及检测方法等等。

1.4、材料因素

检查钢板的质量证书和检验报告。锻造法兰必须符合NB/T 47008 - 2010“轴承压力设备碳钢和合金钢锻造标准”的要求。钢板拼焊法兰,法术焊缝不超过6块,检查法兰的质量证书、检验报告和几何尺寸加工精度、锻造法兰也应该检查其热处理报告。M20之上的高强度螺栓每批必须有第三方检查机械性能检测报告,并审查是否组织编写了力学性能检验项目。根据力学性能检验项目按GB/T 3098―2010《紧固件机械性能》系列标准执行。同时检查好焊材牌号、质量证明文件等等，并且检查好油漆材料牌号、颜色以及质量证明文件等。

1.5、环境因素

施工条件同工艺文件要求不相符合时，需要重新进行试验以及工艺评定，一旦发现其车间布局出现问题比如说交叉作业，需要第一时间通知相关方进行整改。

2、风电塔架制造过程之中的控制措施

2.1、原材料的选择

必须选用经过炉外精炼和真空脱气的钢锭或圆坯，决不能选用连铸板坯。

钢水在冷却凝固时，体积要收缩，最后凝固部分会因为得不到液态金属的补充而形成空洞状缺陷。大而集中的空洞称为缩孔，细而分散的空隙则称为疏松，它们一般位于钢锭中心最后凝固的部分，其内壁粗糙，周围多伴有许多杂质和细小气孔。

法兰产品的锻造流程为：可以加热墩粗（压下）冲孔碾环。钢材在进行加热锻造过程中，疏松在相应程度可获得一定程度的提升；然而若之前钢锭的疏松较为严重或者是其压缩比（压缩比必须大于 6）不足，则在热加工后疏松仍会存在，相应的疏松部析出的夹杂物即便经过热加工也无法去除。由于钢锭和圆坯的疏松部位集中在中心部位，在热加工过程之中应该经过冲孔工序方可将疏松部位全部去除。需要注意的是：钢锭以及连铸圆坯的区别是钢锭的中心收缩较连铸圆坯小，连铸圆坯只要中心去除的冲芯高出Φ280mm，就可以把收缩带除掉，因此，当前世界环形锻件原材料普遍使用连铸圆坯。然而锻造轴类锻件如果中心不去除冲芯，那么连铸圆坯通常是不能使用的。

2.2、焊缝检验

焊缝外观检查,用肉眼或低于10倍放大镜检查。质量要求:l)所有对接焊缝、法兰与筒体角焊缝为全焊透焊缝,焊缝外形尺寸应符合图纸和工艺要求；2)焊缝与母材应圆滑过渡,焊接接头的焊缝余高不超过3mm；3)焊缝不允许有裂纹、夹渣、气孔、漏焊、烧穿和未熔合等缺陷；4)咬边深度不超过lmm,且连续长度不大于100mm；焊缝和热影响区表面不得有裂纹,气孔,夹渣,未熔合及低于焊缝高度的弧坑；熔渣,毛刺等应清除干净；焊缝外形尺寸超出规定值时,应进行修磨,允许局部补焊,返修后应合格；对于无具体要求的,按相关规定执行。

无损检测,无损检测通常包括有超声波探伤、磁粉探伤、射线探伤以及渗透探伤等等，而在焊缝外观检验合格之后而进行,检测方法以及质量要求应该依照DB62/1938―2010《风电塔架制造安装检验验收规范》附录A((风电塔架无损检测规程》执行；全部的筒体纵、环焊缝及门框焊缝应该做好无损检测。法兰以及筒节的T型焊缝接头处均布片射线探伤,任何一个T型接头射线探伤都应放置布片两张,纵缝环缝位置各一张,每张检测的有效长度不小于250mm,每张底片均能清晰的反映T型接头部位焊缝情况。经射线或超声检测的焊接接头,如有不允许的缺陷,应在缺陷清除后进行补焊,并对该部位采用原检测方法重新检查直至合格。进行局部探伤的焊接接头,一旦出现有不被允许的缺陷时,则应该在该缺陷两端的延伸部位增加检查长度,增加的长度为该焊接接头长度的10%,且不小于25Omm,若仍有不允许缺陷时,同时对该焊缝进行100%检测。

2.3、探伤质量控制

塔架焊缝不仅仅需要在焊接之上对其进行严格要求，同时在探伤之上的要求也比较严格，在探伤质量控制上需要采取相应措施。首先，超探伤使用双侧探伤；射线探伤处因为结构有限制，调整好焦聚、做好补偿以保证成片率；其次，法兰筒节的几何焊缝结构比较特殊，超探准确性会受到一定的影响，可以使用超探加射线探伤的方法来进行质量控制；最后，环向焊缝因板材厚度的不同，促使超探准确率产生一定变化，所以，一方面应该使用全新的探伤方法试验，另一方面使用射线探伤来作保证超探准确率；而厚度差异比较大的部位（如：门框与筒节环缝的T型接头处）射线探伤就会受到一定的影响。那么就应该使用一些较为特殊的方法。

结束语：

尽管我国在风电设备制造方面取得了较大进展，并初步做到可以立足国内制造，但是对于风电塔架制造过程中存在的问题应对措施仍显单一，仍有较长的路要走，只有依托科技，不断创新，才能取得更大的发展空间，立足国际。

参考文献：

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