风力发电机整体吊装工装的制作探究

严世宽

浙江运达风电股份有限公司 浙江 杭州 310000

在国家建设发展的过程中钢结构产业发挥了至关重要的作用,钢结构产品也逐渐趋向多元化发展,风力发电机整体吊装工装制作过程是就是一项大型的钢结构工程,通过本文的叙述分析,为类似钢结构制作提供过程参考。

一、工程概况

本套工装重量为160t,采用Q345B材质,构建呈圆锥台形状,单件最大高度为4.15m,直径为14.54米,风力发电机外形较大,要求以精准度完成安装。工装由上下两部分系统组成,制作精准度要求较高,由于结构体积较大、钢板较厚,会应用到机械加工。其工程制作难点在于环形箱梁、上下部系统机械加工整体组焊时,要求精准控制。

二、上部系统下环箱梁制作

下环箱梁结构可以分为两个半圆,应用螺栓连接为完整的圆。在对箱型梁进行焊接时,要应用一级焊缝,但内部加劲板可以不用,全面应用一级焊缝会造成焊接变形大,箱梁的上翼板只有5mm的加工条件,控制焊接变形是操作过程中的重点。在下料阶段就要做好控制工作,尤其是两处腹板下料时,开35赌坡口,保证坡口均匀统一,单边小2mm,为后续组装焊接奠定良好基础。此外,由于上下环梁单件较大,难以在制作完成后难以进行机械除锈,人工操作费时费力,难以取得满意成果,因此对上下翼板与腹板进行单件除锈,在焊接坡口50mm以内不进行防腐处理,其他部位都要涂刷车间底漆。然后在钢平台构建组装胎膜,先组装上翼板、两块腹板与内隔板,在焊接时要随时注意焊接变形,灵活调整焊接顺序,最大限度控制变形范围,在焊接两条环缝,在进行焊接前需要对坡口及周围进行清理,将组装时的焊接点清除掉,一旦发现方焊接坡口存在问题,需要立即进行修整。完成上述操作后方可进行正式焊接,应用对称分段的方法焊接,在焊接的过程中要注意焊接变形的情况。完成后需要检测变形情况,在变形达到12mm的时候需要进行调整,然后再组装下翼板,操作方法与焊接上翼板相同。其他的箱形环梁也应用同样的制作方法。

三、工艺选择与实现

由于构件整体平面度有一定的要求,因此在上下环梁与立柱连成一体后再进行合缝面的劈铣和法兰连接面车平,如此一来需要铣床与车床较大,在行业内部资源不多并且成本较高,经过分析后发现此工装需要受力大的结构,只需法兰平面即可。每个空位准确,法兰面与同步升降平面的共差确保在规定范围内的情况下不会影响使用,所有保证项目都在下环梁与下环梁相连接的平面上,因此,只要保证下环梁的精准度便可保证上部系统的精准度,从而有效解决问题。下环梁在铣膛床上一次铣出合缝面后,用螺栓连接在一起,在车床上调平、固定。首先车内圆,然后车法兰平面,同时在平面车好后,利用车床的数控系统划出孔位中心线、点出96等分点,最后用钻床在数控点好的等分点钻孔。

四、整体预装

其余单件制作难度不大,在完成单件制作后,要对剩余的单件即兴修割,优先选择自动或半自动切割。工装自身是一件构建,完成拼装后,难以进行陆路运输,需要运到港口进行拼装,预拼装工作是此阶段的重要内容。首先,在钢平台上放样,构建整体胎膜。然后,将出去同步升降平面与缓冲液压缸安装法兰面之外的上部系统组成一体,现在上下环梁与四根立柱上进行等分,平均分为八等份之后在进行焊接,然后在等分出选出50mm,分别挂一个现锤,用作变形控制观测,安排人员做好焊接过程中的变形数据,对焊接前后的数据进行准确记录,要求四个焊接操纵人员同时进行焊接,没完成一道,需要记录一次位移情况,一旦发现异常需要及时进行调整,或者重新焊接,重视对变形量的控制。最后,完成上下环梁与四根立柱焊接后,查看每根平撑与斜撑的位移情况,并将位移量记录好,为后续现场总拼装提供参考,而且要在对应的位置做好标记,便于现场总拼操作。此外,需要加固每个支撑的焊接垫板,做好工件分解与清理。要对每个支撑单件进行喷丸除锈[1]。

五、现场总拼、焊接

选择在船厂码头的露天场地进行总拼接,选择较为平整的水泥地面,应用SOT形成进行配合,如果总拼现场自然环境恶劣,出现大风天气,需要采用一定的焊接防风措施。根据工件的不同大小,上部吊装系统用20mm厚的钢板铺设20m x20m的拼装钢平台,放样搭高600mm的拼装胎模后,将己焊好的上下环梁部分用螺栓连接,放置于胎模上,根据做好的标识组装各支撑,在平支撑的外端中心各设一个变形监测点,观察变形情况。在进行焊接前,要对焊接坡口进行检查与清理,8个焊接操作人员同时焊接8根平支撑与下环梁的焊缝,每完成一道,焊接斜撑与上环梁、平撑、水平撑的焊缝各一道,每一道焊缝完成后,需要检查构件是否变形,及时调整焊接顺序和焊接量,控制焊接变形。如果总拼现场风较大,在焊接前每个焊接位置时,需要应用彩钢板制作防风罩,可以用圆钢固定在焊接坡口周围,同时可以在工件四周搭建临时防风墙。在选择焊接材料时,为了保证焊接质量应用气保焊用药芯焊丝,保证了焊接外观成形质量。完成焊接后,发现对上下环梁及立柱组成的单件并没有明显影响,如果发现有平撑上翘的情况,需要及时进行处理,控制在合理的范围内再进行后续操作,安装同步升降平面与缓冲液压缸安装法兰面,确保与下环梁法兰面平行、与法兰面上孔的垂直后进行焊接。焊接完成后,清理工件,局部手工除锈后进行补底漆,然后再作面漆。操作至此上部吊装系统制作完成[2]。

结束语

综上所述,本文对整个风力发电机吊装工装的制作过程进行了大致的叙述,分解了重大构建部分的吊装吊工。对于钢结构件的制作来说,在制作前对其进行详细的了解与分解有助于后续操作。在进行制作的过程中,需要控制好焊接变形问题,此项内容决定而来构件是否成功。