风电塔筒检验流程培训教材课件.ppt
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- 风电塔筒 检验 流程 培训教材 课件
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1、风电塔筒检验流程风电塔筒检验流程Wind Power Inspection Procedure Oct 15th,2009 Presented by刘 利 栋1.导言塔筒和基础是风力发电机组的主要承载部件。从功能和受力来看,支撑风力发电机组的机械部件、发电系统(重力负载),承受叶片的作用力和风作用在塔筒上的力(弯矩、推力及对塔筒的扭力),同时塔筒还必须具有足够的疲劳强度,能承受风机引起的振动载荷,包括启动和停机的周期性影响,突风变化、塔影效应等。从结构上看,焊缝(特别是环焊缝)、法兰脖颈处常常存在应力集中。如果这些地方存在缺陷都会对塔筒造成毁灭性的破坏。在风力发电机组中,塔筒的重量占总重的1/
2、2左右,成本占风力发电机组制造成本的15%左右。塔筒的重要性可见一斑,而且随着风力发电机组容量的增加,塔筒高度的增加,这种重要性愈来愈明显。1.导言从服役区域来看,既有低至零下40度的严寒北方地区,也有高湿度高盐分沿海地区,同时还有高风沙粉尘的荒原戈壁,对塔筒的质量有很高的要求。从供应链来看,钢板、法兰等重要原材料质量良莠不齐,同时由于入市门槛较低,塔筒厂的生产水平高低不一,即使水平高的工厂,在成本、进度的压力下,也难以很好的兼顾质量。1.导言在国家扶持下,风电产业迅猛发展,竞争愈演愈烈,业主及主机商不可避免的放松对检验环节的要求,塔筒厂相应也放松了对质量的要求。因此,貌似结构简单的风电塔筒却
3、可能存着极大的质量风险,对整个风力发电机系统造成致命的破坏。塔筒生产的质量控制是风场投资风险控制不可忽视的重要一环,也是整个风场安全稳定运行的保证。特别是在目前中国风电市场的环境中,塔筒检验尤其必要。1.导言BV自2004年进入塔筒制造监理服务领域。迄今已为50多个风电项目的2500多台/套塔筒的制造提供监造。检验服务网络遍布中国的新疆,甘肃,宁夏,内蒙古,黑龙江,吉林,辽宁,河北,山东,江苏,上海,福建,广东,海南等风电资源丰富的地域部分风电客户名录部分风电客户名录Part of wind power client list服务对象涉及国内外主机制造商和风场业主。主机制造商 Wind tur
4、bine manufacturer:l歌美飒 GAMESAl苏司兰 SUZLONl华锐 SINOVELl瑞能,瑞能北方 REpower and REpower-Northl通用电气 GEl维斯塔斯 VESTASl弗兰德 FurhlaenderlClipperl恩德 Nordex部分风电客户名录部分风电客户名录Part of wind power client list风场业主 Wind farm ownerl龙源(Longyuan)l国华能源(Guohua)l中广核风力发电有限公司(CGNPC)l华能新能源(Huaneng)l大唐发电(Datang)l华电(Huadian)l港建新能源(HK
5、Construction)l华润电力控股(香港)(China Resource)l宏腾能源(Honiton)排名不分前后1.导言本流程主要依据BV服务过的风电公司的图纸、技术规范及其引用的相关标准和要求,针对风塔整个生产制造过程,介绍BV驻厂检验的基本的、常规的流程。希望通过介绍,各业主和主机商能够了解BV可以在塔筒生产的各个环节,通过可靠有效的检验,使塔筒质量得到应有的保障。2.2.检验前及检验开始时检验前及检验开始时在接到监理任务伊始,BV检验员就开始仔细研读项目合同及客户PPI,初步确定监造范围。2.1预检会:BV检验员抵达工厂后,第一时间到达生产场所,对项目生产情况进行初步了解,随后与
6、工厂生产主管、质量主管、生产班组长、质检人员召开预检会。预检会要达到下列目的:2.1.1确认项目进展情况;2.1.2掌握工厂的生产流程情况。2.1.3确定检验依据、规范和标准;2.1.4根据客户技术规范要求,确定停止待检点2.2.检验前及检验开始时检验前及检验开始时2.1.5跟厂家统一图纸和技术规范的版本号;跟厂家澄清所有技术交底、技术更改,获得书面确认。2.1.6向塔筒厂说明BV工作方式,比如:周报、质量通报、NCR的发布;至少每周召开一次由生产、质检人员参加的质量例会等。激发工厂从主管领导到操作人员的质量意识,发动工厂质检力量,配合BV监理人员工作。2.2.检验前及检验开始时检验前及检验开
7、始时2.2开工条件评审:2.2.1企业资质2.2.1.1 压力容器制造许可资质证明2.2.1.2 ISO 9000 质量管理体系认证2.2.2 人员资质评审:2.2.2.1焊工操作证书;2.2.2.2焊接工程师证书;2.2.2.3无损检测人员证书。露天施工的塔筒厂露天施工的塔筒厂2.2.3 文件评审2.2.3.1要求按照相关标准*进行的焊接工艺规程(WPS)评定。WPS必须覆盖该项 目所有的焊接要求。*JB4708-2000/EN 288/AWS D1.1/ASME IX-QW300 2.2.3.2评审到厂原材料(板材、法兰、附件、焊材及防腐材料)质保书;2.2.4 设备能力:2.2.4 1防
8、风雨的工作场地;2.2.检验前及检验开始时检验前及检验开始时2.2.4 2下料、装配、焊接和检查等工作必须使用保证尺寸精度的设备:如数控切割机、卷板机、自动埋弧焊机、立柱式自动焊接操作机、可调式焊接滚轮架、表面探伤设备,超声波探伤仪、射线探伤机、激光测平仪、激光测距仪、漆膜测厚仪。2.2.检验前及检验开始时检验前及检验开始时小结良好的开始是成功的一半,通过检验前及检验开始时的上述工作,为项目顺利有序的进行奠定下坚实的基础3.3.原材料检验原材料检验3.1材质要求:对于不同的项目,筒体及法兰分别使用345C、D、E等不同牌号的板材,其各项性能指标应符合相关标准要求注:具体材质牌号以不同项目的技术
9、规范和/或图纸及技术更改为准3.3.原材料检验原材料检验3.2板材厚度检验:厚度方向应满足EN 10029*要求,使用超声波测厚仪测量。3.3板材外观检验塔筒用到的所有筒体板材表面会有诸如锈蚀麻点、凹坑、裂纹、皱折、贴边等缺陷。具体要求根据GB/T 14977-94*A级或者EN 10163:Class B,Subclass 3*板材外观的检验时机:下料时检验,喷砂及底漆后复检。3.3.原材料检验原材料检验案例案例麻坑凹坑划伤和沟槽 裂纹重皮3.3.原材料检验原材料检验3.4板材超声波检验塔筒用钢板要求I 级探伤板(参照标准JB4730-2005*),并进行复检。3.5钢印号/追溯性标记:为了
10、保证制作全程的追溯性,每块钢板必须标记有以下信息(不限于):炉批号,塔筒序列号,材质牌号及等级等。3.3.原材料检验原材料检验3.6质保书审核:3.6.1审核内容包括:证书编号、规格/型号、炉(批)号、钢材牌号/等级、交货/热处理状态、依据标准/规范、物理性能、化学性能、探伤板级别。3.6.2质保书保证字迹数值清晰,无手写涂改(签名除外)。3.6.3塔架筒体、法兰和门框材质必须具备质量证明书原件或加盖供货单位检验公章的有效复印件。3.7板材复验:3.7.1筒体板材、基础环下法兰板材必须按炉号进行化学成份、力学性能及UT的复验3.7.2门框板材必须按照相关标准逐张进行化学成分、力学性能和UT复验
11、。3.7.3法兰进行100%的UT,MT,化学成分,力学性能等复验,详见5.3节。3.3.原材料检验原材料检验3.7.4见证材料复检及焊接试板等试验:BV见证试板/块的制备,保证其来源符合要求,数量、尺寸满足试验要求,并作标记(如打钢印于其上)见证试验前,检查试验仪表及设施的可靠性,确认校验记录有效。3.3.原材料检验原材料检验见证试验,拍照记录试验过程及结果,并审核材料复检报告3.3.原材料检验原材料检验3.8焊接材料3.8.1焊接材料(焊条、焊丝、焊剂)选用可参考下表(参照JB/T4708:2007):3.3.原材料检验原材料检验3.8.2电焊条所有焊条必须干净且干燥,一般情况下,在使用前
12、应该至少在370-430C下烘干12小时。干燥完后,焊条应该在温度最低为120C的焊条保温筒中保存。3.8.3焊剂使用前必须根据生产商推荐的方法(一般中性焊剂烘干到大于150,碱性焊剂烘干到200400)进行烘干,次数不宜超过3次。3.8.4焊丝使用时必须光洁,避免其污染3.3.原材料检验原材料检验案例 使用未评定的混合焊剂 定期检查焊材库,查阅台帐掌握各项目焊材领用情况,检查焊材烘烤和定期检查焊材库,查阅台帐掌握各项目焊材领用情况,检查焊材烘烤和保存情况,同时巡检时查验现场焊材牌号,是否存在使用错误。保存情况,同时巡检时查验现场焊材牌号,是否存在使用错误。3.3.原材料检验原材料检验3.9板
13、材切割:3.9.1氧乙炔炬数控切割板材、开加强孔、开坡口,不允许手工操作。3.9.2必须除去所有可见的凹槽和切痕。案例3.3.原材料检验原材料检验3.9.3按照下图所示测量下料尺寸:S1/2/3/4/5(至少测量5点):板宽,公差1mm;L1/2:大/小弦长,公差2mm;D1/2:对角线长,|D1-D2|3mm.3.3.原材料检验原材料检验小结使用材料牌号等级正确的原材料,同时确保各项物化性能达标,是确保塔筒的满足强度要求的必要条件;下料尺寸控制在公差范围内,坡口角度钝边尺寸正确开制,可以确保后续的组对错边量、焊接间隙,从而确保熔敷金属量、焊接变形量,进而确保焊缝强度、法兰平面度和内倾度、塔筒
14、直线度等一系列要求。总之,原材料是整个塔筒生产的基础,控制好这一关键工序,可以使后续工作变得简单顺利。4.4.焊接过程检验焊接过程检验4.1卷制筒节:卷制前应打磨清理纵焊缝两侧30mm范围的杂质,直至露出金属光泽,以保证焊接质量。在卷制过程中应经常用弧度样板检查。合口时应控制筒体对接间隙01mm,错边量h 0,1t 并且 h 2mm(如图),错口量不大于1.5mm(对法兰的筒节应控制好与法兰组对一端的错口量为0mm),然后再点焊组对纵焊缝。4.4.焊接过程检验焊接过程检验为防止产生焊缝熔合不良、气孔和夹渣、裂纹等缺陷,在纵缝两端焊接引弧熄弧板。引弧熄弧板材质、厚度、坡口形式与所焊筒体一致,长度
15、至少为100mm 案例厚度不一致坡口不一致长度不足4.4.焊接过程检验焊接过程检验4.2焊接准备工作:进行焊接的部件在焊缝区域必须要清洁和干燥。焊接环境出现下列任一情况时,必须采取有效防护措施,否则禁止施焊:a)风速:气体保护焊时大于2m/s,其他焊接方法大于10m/s;b)相对湿度度大于90%;c)雨雪环境。d)当焊件温度为0-18时,应在始焊处100mm范围内预热到15以上。4.4.焊接过程检验焊接过程检验4.3焊接要求:焊接应按WPS的规定施焊,应对照WPS所列内容进行检验。所有的纵向和环向焊缝必须使用埋弧自动焊的方法在水平位置焊接,采用Y或I型坡口双面焊,内部焊接完成后,外面进行碳弧气
16、刨清根,并产生U型坡口。必须在根部完全熔透焊接,同时确保焊缝具有良好的焊透重叠,重叠过少会引起熔合不足类似的缺陷,重叠过多会产生变形。必须调整热量输入,保证510%的焊缝重叠。焊缝重叠区清根不彻底案例4.4.焊接过程检验焊接过程检验焊接完毕,清除熔渣及飞溅等。当多层焊接时,必须彻底清除修复前一层焊道的缺陷,再进行下一层焊接。焊接工作不允许伤害筒体,不允许在筒体的任何部位进行引弧,不允许在筒体的任意部位焊接把手或者接地线部件等。案例4.4.焊接过程检验焊接过程检验任何情况下,对于任何工艺,热量输入不得超过3.9kJ/mm.计算公式如下:高热量输入导致焊接薄板时严重变形,并且会降低焊缝及热影响区的
17、机械性能。)焊接速度()电压(电流热量输入min/mm1060V3XXX(A)由过高的热量输入引起的变形案例4.4.焊接过程检验焊接过程检验4.4纵缝焊接纵缝焊接时在引弧板上调节好焊机的热量输入。去除引、熄弧板,应采用气割切除的方法,严禁使用敲击的方法,切除处应磨平。塔筒需作焊缝机械性能检验,在施焊塔筒同时,按JB4744-2000钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验要求制作筒体纵缝焊接试板纵缝焊接(内侧)背部清根纵缝焊接(外侧)4.4.焊接过程检验焊接过程检验4.5筒节校圆:将纵缝焊接完毕的筒节放入卷板机进行二次卷制、校圆。筒节任意切断面椭圆度(Ovalness)应为:如下图所示:U最大不
18、大于0.5%100%dddd2Uminmaxminmax4.4.焊接过程检验焊接过程检验4.6筒节组对筒节组对时,相邻筒节纵焊缝应尽量相错180。距离300mm纵缝纵缝案例:筒节组对纵缝未错开180缺陷描述和成因:相邻的筒节组对时,要使纵缝在相对的位置。避免措施:检查下料尺寸时,在板中心进行标识,在组对时,纵缝应该和中心标识一致。4.4.焊接过程检验焊接过程检验焊接前必须测量两筒体之间的焊接间隙,且不超过3mm。案例:组对间隙过大4mm缺陷描述和成因:下料尺寸超差;纵缝组对错口。接受标准*:不超过3mm 避免措施:保证所有的板材下料尺寸在公差范围内,卷制时错边错口量不超差4.4.焊接过程检验焊
19、接过程检验组对采用外侧对齐*,相邻不同厚度的筒节对接时采取1/4的圆滑过渡*。未对齐错边量偏差h 0,1t 并且 h 2mm(同4.1)案例:筒体错边筒体错边缺陷描述和成因:有两种形式的错边:纵缝错边和环缝错边。当卷板不正确时会出现纵缝错边;当筒节和筒节,筒节和法兰组对不正确时,会出现环缝错边。两种情况都会降低塔筒强度。接受标准*:EN 25817 Class B,具体要求见4.1避免措施:纵缝错边可通过校圆,使接口的两侧平齐来消除。保证所有的板材下料尺寸在公差范围内,组对前检查筒节和法兰的周长,可以避免环缝错边量超差。错边应在周长上均匀分布,以保证错边在公差范围内。4.4.焊接过程检验焊接过
20、程检验焊件装配应避免强行组装以防止焊缝裂纹产生,减少内应力。筒节组对吊装时必须小心夹持或采取保护措施以防止在壳体表面产生划痕或吊钩痕。4.4.焊接过程检验焊接过程检验4.7环缝焊接:环向焊缝必须至少有50mm 的重叠域。其他要求同4.24.4。案例:法兰焊缝距离法兰圆弧过渡太近缺陷描述和成因:由于焊偏,法兰焊缝距离法兰圆弧过渡太近,这部分是法兰最关键的部位,必须避免热影响区到达这一区域。这一部分的削弱对塔筒的结构特性具有很严重的后果。接受标准:距离法兰内表面最小15mm。避免措施:正确定制法兰,保证法兰脖尺寸及其坡口尺寸的正确,同时焊接时,随时调整焊接小车,避免跑偏。4.4.焊接过程检验焊接过
21、程检验4.8门框焊接:塔筒门框中线与纵向焊缝尽量90相错注意控制门洞尺寸,防止筒体和门框之间的间隙过大,导致焊接变形量增大。间隙过大缺陷描述和成因:门框孔比要求的门框大,过大的焊接间隙导致筒体和法兰变形。接受标准:门框和板材之间留有23mm间隙。避免措施:门框孔的开制要非常小心,同时使用门框当模板。案例:门框错误开制4.4.焊接过程检验焊接过程检验门框和焊接筒体两个部件都必须充分预热。这要求两个部件必须在距离焊缝100mm处加热到110C。要用适当的测温方式检查温度。如果母材厚度大于38mm,强制规定预加热到65,如果母材厚度大于65mm,需要加热到110。这样既可以避免氢裂纹,也可以降低母材
22、热影响区域的冷却速度以得到较低的硬度值。为避免筒体变形,焊接时在筒体加支撑(如右图)4.4.焊接过程检验焊接过程检验塔筒门框与筒体焊接应在法兰焊接结束后进行,焊缝全熔透,注意焊角高度要达到图纸要求。案例 门框焊缝焊脚偏低(上图)补焊后(右图)4.4.焊接过程检验焊接过程检验4.9内件的安装及焊接按照图纸安装每段塔筒内部的焊接附件。焊接附件的安装应注意方位,注意安装角度,附件的焊接应避开筒体纵、环焊缝。避雷螺柱的焊接避开法兰螺栓孔,避免法兰连接螺栓与其干涉。附件焊缝要求光滑平整,无漏焊、烧穿、裂纹、夹渣、气孔、飞溅等缺陷。案例4.4.焊接过程检验焊接过程检验小结:正确的组对错边量、焊接间隙以及正
23、确的焊接工艺可以从根本上保证焊缝强度作为监造人员,除对前述所确定停止待检点进行见证检验外,BV检验员每天对工厂针对本节内容进行巡视检查,对任何巡视过程中发现的问题,及时向工厂生产、质检人员指出,要求提出整改方案。5.05.0法兰检验法兰检验连接法兰必须整锻锻件制作。针对到货法兰应进行如下检验:5.1外观检验:锻件应没有表面缺陷,诸如裂缝、压痕、接缝和其他任何能够影响锻造质量的缺陷。5.2原材料复检:所用材料必须按炉批号进行化学成份、力学性能复验,合格后方可使用。5.3无损检测:5.3.1应执行100的表面(含法兰脖坡口处)裂纹试验。5.3.2为了保证产品的质量,应执行100的双面(圆柱体外表面
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