确保风电单段塔架一次成型端面平行度≤3mm的质量控制

摘要：风电塔架制作工程项目，是目前我局在国内承建的第一项风电塔架制作工程。由于风电塔架施工精度要求高，因此施工方法和质量控制是最关键的环节。在该工程的施工过程中，通过设备、技术革新、完善检查验收等措施，保证了风

电单段塔架一次成型端面平行度≤3mm的质量控制。使该项工程施工达到了优质、高效。

关键词：平行度≤3mm；一次成型端面；风电单段塔架；质量控制

中图分类号：TV523文献标识码： A 文章编号：

1 工程概况

贵州盘县四格风电场一期工程项目位于盘县坪地乡牛棚梁子山上，工程场区内海拔在2200米至2780米之间，地势较平缓、开阔，以缓斜坡地形为主。工程拟建19台轮毂高程为80米的2500千瓦风电机组，装机容量4.75万千瓦。本期风电场不单独设置升压站，风电场内所有风电机组均拼入110千伏升压站，然后以一回110千伏出线接入盘县柏果110千伏变电站，最终并入贵州电网。该风电工程分为风力发电机组及附属设备两大部分组成，其中我局承接了附属设备中的12台塔架制作，每台塔架分为4节，节与节之间通过高强螺栓紧固塔架法兰连接而成，整台塔架重167.4t，高度为77292mm（不包括基础节高度）。根据合同要求，在2012年11月30日完成12台塔架制作。

在风电塔架制作的施工过程中，通过购买新设备、革新施工工艺、

健全各项质量监察制度和组织机构等，及采取确保风电单段塔架一次成型端面平行度≤3mm专项质量控制方案等，保证了塔架制作过程的质量控制。

施工技术要求

根据合同三方技术协议要求（国家至今未正式相关风电塔施工及验收规范，其中三方技术协议按照工艺、材料参考国家标相关准及国外风电的技术要求作了一定规定），风电项目的单段塔架两法兰平行度要求≤3mm（简图1如下），且不允许用火焰校正。

图1

风电筒制作工艺中，其中单段塔架端面平行度对工程质量影响大，施工精度要求高，我单位在此类工程上属头一次，为达到合同要求，提高信誉度，我们对塔架的制作要求规定为 “确保风电单段塔架一次成型端面平行度≤3mm”！

技术工艺革新确保工程质量

我局制作过类似壁厚δ=70mm，直径为1200mm材料为Q345A的启闭机卷筒，以及壁厚δ=40mm，直径为2000mm材料为Q235B的压力钢管。由于单段长度都不超过3500mm，所以最终检查平行度都≤2mm，在该制作过程中为达到圆度要求均使用压制矫圆法在类似工艺和经验上有一定的成功案例和经验。

风电塔架为我局第一次承接的合同产品，在制作过程中没有现成的工艺可参照，个别工序仍都处于研究摸索阶段，为了使风电塔架项目在高质量的前提下如期完成，为了维护和提高我局的良好信誉，我局领导大力支持，并派相关人员到上海泰胜风能装备股份有限公司去参观学习，为下一步我局生产塔架提供部分工艺参考。制作前我局派技术人员对相应人员进行一定课时的培训，并在过程中提供技术指导。

为解决下料尺寸精度的问题，我局购买一台数控火焰/等离子切割机（型号：TDC-11，该设备是一种将计算机控制、精密机械传动、热切割三者技术结合的一种高效、高精度、高可靠性的切割设备。以电脑编程代替了人工计算、人工气割或仿形半自动切割，能准确地切割出各种形状复杂的板材）。同时，我局具有一台最厚能压制δ=70mm的卷板机（型号：EZW11S-70-3000，该设备可提高制品的直线度，适用于超长规格各种截面形状罐，设备为上调式对称式三辊卷板机，可将金属板材卷成圆形、弧形和一定范围内的锥形工件）。两台设备保证了下料尺寸和塔架卷制圆度的精度要求。另外，为保证组对后检查单段法兰的平行度的精确性，我局买了一台激光测距仪（型号：DLE70，精确度为±1.5mm）。

施工重点质量控制工序

对如何确保风电单段塔架一次成型端面平行度≤3mm提出对应控制工序，确保风电单段塔架质量满足要求。

4.1首先从原材料下料工序进行质量控制，缩小下料的尺寸误差，其中从机械性能和几何角度来看，在这个项目包括下料长度、宽度、圆弧度以都能影响到单节圆筒在卷制过程中的长度和两平面平行度。

图2 下料简图

根据《风电塔架制造安装检验验收规范》要求，下料公差（单位mm）：F±2；E±2， 板宽之差≤2，│M1-M2│≤3，根据该要求，制作过程必须满足甚至超过公差，保证更小的误差范围。由上述得知，允许F±2；E±2， 板宽之差≤2，│M1-M2│≤3，按第Ⅳ单段塔架由10单节圆筒对接而成，若下料中存在每节F+2，E-2的极限值现象，这样造成的单段塔架对接后积累平行度为（+2×10）-（-2×10）=20，远远超出单段塔架法兰面平行度≤3的范围，由此可保证下料过程保证F和E的实际误差同步或减少误差的重要性。采用数控等离子切割技术，切割具有切割领域宽，可切割所有金属板材，切割速度快，效率高，切割速度可达10m/min以上，能保证E、F及宽度的实际误差同步或者减少误差的需要。

图3等离子数控切割机图

4.2从圆筒对接点对工序进行质量控制，圆筒对接中单节筒与筒若存在间隙大小不同而会造成两单节筒对接后平面度误差，这样会引起积累误差增大，难以保证单段塔架平行度≤3。因此单节圆筒对接采取开双边坡口，留钝边2mm，保持坡口钝边与钝边对接间隙为0的方法。对接的单节圆筒间隙为0，不必每次对接都要测量，提高功效，不会造成因焊接而形成收缩误差。

4.3从圆筒与法兰点对工序进行质量控制，圆筒与法兰对接质量的好坏直接影响到单段塔架的两法兰两端面的平行度，所以焊接前缩小两端面平行度公差很重要。因此采取圆筒法兰组对的方法，组对后保证两端面平行度比≤3mm要求更高。

图4 塔架施工工艺流程图

5塔架施工工艺检测质量控制

5.1下料尺寸检验把关由车间技术员负责协调抽检，下料班班长和车间检验员双重对下料的尺寸进行检验及作记录，保证每一块料的F、E实际公差都能保证同为正公差或者负公差，板宽之差≤1.5。

5.2车间质检员负责对风电塔架所下的料作了检查，检查结果为每一块板的筒口端均按要求开了坡口。并且圆筒所有对接组对基本保持两钝边间隙为0，均在车间质检员和厂级质检员验收合格后方进入下一套工序。

5.3由车间质检员和厂级质检员对自然组对好的圆筒和发兰的整长按均分8等份进行了测量，得出下列数据。

图5 发兰组对平行度简图

表1法兰组对（焊接后）平行度检测记录表 （单位：mm）

由表1检测记录，实际最大平行度为2mm≤3mm，因此制作的风电塔架平行度为合格。

6 结语

本工程将风电塔架制作质量控制分解为现场制作质量控制和现场检验施工质量控制两个方面，并对施工关键工序提出了控制要求。我局在风电塔架结构焊接施工中，集思广义，提出最佳施工方案，采取购置等离子数控切割机下料、卷板机弯曲钢板、安排操作人员去上海学习、优化对接及焊接工序等措施，使得塔架圆形焊缝饱满、平顺，节与节之间连接一次成型端面平行度≤2mm，实现了≤3mm的活动目标，得到业主、监理的一致好评。

作者简介：王英（1983-），女，陕西安康人，助理工程师，主要从事水利水电工程施工质量管理