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青島永泰長(zhǎng)榮

標(biāo)題: 海上風(fēng)電導(dǎo)管架建造技術(shù)研究 [打印本頁(yè)]

作者: 永泰長(zhǎng)榮 時(shí)間: 2023-12-30 17:38
標(biāo)題: 海上風(fēng)電導(dǎo)管架建造技術(shù)研究

一座海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)通常由風(fēng)力發(fā)電機(jī)、機(jī)艙、塔筒、導(dǎo)管架、海底預(yù)埋深基礎(chǔ)樁組成。海上風(fēng)電導(dǎo) 管架主體為桁架結(jié)構(gòu)，上部有大型法蘭與風(fēng)機(jī)塔筒連接，下部為插入式導(dǎo)管架灌漿段與海底預(yù)埋深基礎(chǔ)樁聯(lián)接，此外導(dǎo)管架上還有工作平臺(tái)、登船梯、靠船件、 J型管、灌漿管等附屬構(gòu)件，整個(gè)海上風(fēng)電導(dǎo)管架長(zhǎng) 和寬各20多米，高度40米以上，重量約900噸。
1 概述
海上風(fēng)電導(dǎo)管架是把風(fēng)力發(fā)電機(jī)、機(jī)艙及相關(guān)附屬設(shè)備固定在海上的重要基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。除了承受風(fēng)力發(fā) 電機(jī)、機(jī)艙及相關(guān)附屬設(shè)備的重力和風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn) 時(shí)的震動(dòng)外，海上風(fēng)電導(dǎo)管架位于水下的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期承受洋流、潮流、海底沖刷的侵蝕，水面上的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期承受臺(tái)風(fēng)、鹽霧、覆冰的困擾，因此，對(duì)海上風(fēng)電導(dǎo)

管架建造過(guò)程中的技術(shù)質(zhì)量要求極高。本文以廣州文船重工有限公司承建的中廣核陽(yáng)江南鵬島400兆瓦海上風(fēng)電導(dǎo)管架建造為背景，研究風(fēng)電導(dǎo)管架建造技術(shù)，以確保建造過(guò)程中產(chǎn)品質(zhì)量可控、提高建造效率、降低安全風(fēng)險(xiǎn)。
2 海上風(fēng)電導(dǎo)管架建造技術(shù)研究
廣州文船重工有限公司承建了中廣核陽(yáng)江南鵬島400兆瓦海上風(fēng)電場(chǎng)25套導(dǎo)管架，這批導(dǎo)管架單套重約為900噸，主體尺寸長(zhǎng)×寬×高分別為 23.9m×23.9m×40.64m。選定在中山市馬鞍島廣州文船重工有限公司風(fēng)電工程基地進(jìn)行建造，基地配備了 600噸龍門吊、160噸龍門吊、270噸平板運(yùn)輸車、電焊機(jī)、卷板機(jī)、數(shù)控下料機(jī)、五軸大型相貫線切割機(jī)器人、自動(dòng)打砂除銹設(shè)備、超聲波探傷儀、X射線探傷儀、空壓機(jī)等施工設(shè)備。導(dǎo)管架建造工藝流程如圖1所示。

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2.1 預(yù)制階段
預(yù)制階段主要包含了管節(jié)、片體、過(guò)渡段以及其他附屬結(jié)構(gòu)預(yù)制。
2.1.1 管節(jié)預(yù)制
管節(jié)是由直徑不等、厚度為32mm～70mm 的卷管焊接而成，焊接時(shí)采用逐步退接法，在專用焊接流水線上進(jìn)行焊接，流水線的固定式焊機(jī)上有伸縮焊接臂，能伸入管內(nèi)進(jìn)行內(nèi)環(huán)縫焊接。其中，管1和管 2焊接好后，在流水線上自動(dòng)移位，然后進(jìn)行管2和管3的焊接，以此接長(zhǎng)整根導(dǎo)管。如圖2所示。
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圖2 逐步退接焊接法
管節(jié)制作完成后，需要對(duì)斜撐管進(jìn)行貫口開設(shè)，每根斜撐管兩個(gè)貫口，每套36條斜撐管，斜撐管直徑為700mm～100 0mm 不等，長(zhǎng)度6 m～22 m不等，單套導(dǎo)管架即有72個(gè)貫口，且貫口及坡口形式復(fù)雜，使用手工切割無(wú)法保證貫口精度，導(dǎo)致后續(xù)各個(gè)KTY 節(jié)點(diǎn)的拼裝精度無(wú)法保證。對(duì)此，采用大型相貫線切割設(shè)備解決切割精度問(wèn)題，根據(jù)管件加工需

求，定制設(shè)備需求參數(shù)如表1所示。
2.1.2 片體預(yù)制
(1)AB 軸線導(dǎo)管架片體制作
按照導(dǎo)管架片體制作圖制作胎架， A/B 軸為平面胎架，尺寸測(cè)量時(shí)必須用同一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)。上胎前必須核對(duì)筒節(jié)編號(hào)、檢查筒節(jié)圓度及外圓周長(zhǎng)是否符合要求，檢查好后用吊帶將管節(jié)吊至胎架定位。
A 軸和B 軸片體整體建造，片體上下分段合攏口進(jìn)行預(yù)拼，但不能施焊，分段制作完畢分離，分別進(jìn) 行中組。
分段制作完畢，按相關(guān)安裝圖紙進(jìn)行舾裝件的安裝。A 軸和B軸片體外形尺寸為42m×24.8m,重量約為240噸。如圖3所示。
[attach]8067[/attach]
圖3 A/B 軸線導(dǎo)管架片體
(2)1/2軸線導(dǎo)管架剪刀斜撐制作
斜撐管呈 “X” 形，在水平胎架上靠模制作。先劃好定位線，固定兩側(cè)靠模，再用吊裝帶吊運(yùn)管件至靠模內(nèi)進(jìn)行裝配。斜撐管兩端用圓管作剛性加強(qiáng)，以防止變形。如圖4所示。

表1 五軸相貫線切割機(jī)技術(shù)參數(shù)

項(xiàng) 目參數(shù)

切割管徑	φ=108mm~1000mm
切割方式	火焰
火焰切割管壁厚度	垂直切割6mm~60mm坡口切割6mm~40mm
有效切割工件長(zhǎng)度	24000mm
要求工件橢圓度	≤1%
切割速度	10mm/min~2000mm/min
移動(dòng)速度	10mm/min~6000mm/min
火焰坡口角度	火焰開孔切割±55°火焰端部切割±60°
機(jī)器軸數(shù)及運(yùn)動(dòng)范圍	X軸：割炬沿管件軸，向水平移動(dòng)軸最大行程24000mm;Y軸：管件旋轉(zhuǎn)軸， 360°自由回轉(zhuǎn)；A軸：割炬沿管件徑向平面擺動(dòng)軸，±55°;B軸：割炬沿管件軸向平面擺動(dòng)軸，±60°;Z軸：割炬上升下降軸，該軸不參加口聯(lián)動(dòng)最大行 520mm
切割長(zhǎng)度精度	士1.5mm

2.1.3 過(guò)渡段預(yù)制
導(dǎo)管架過(guò)渡段含內(nèi)外鋼平臺(tái)及法蘭重量約240噸，主體尺寸長(zhǎng)×寬×高約16.5m×16.5m×6.5m, 采用立式建造法，在龍門凳上水平胎架制作。過(guò)渡段制作完畢，在其上安裝外部鋼平臺(tái)、內(nèi)部鋼平臺(tái)、法蘭、
塔筒門等附件，如圖5所示。

圖4 海上風(fēng)電導(dǎo)管架1/2軸線[attach]8069[/attach]海上風(fēng)電導(dǎo)管架過(guò)渡段制作

剪刀斜撐制作
導(dǎo)管架過(guò)渡段在船體車間內(nèi)制作，然后用270噸平板車或模塊車運(yùn)輸至涂裝棚進(jìn)行打砂涂裝，再運(yùn)至 600噸龍門吊下進(jìn)行總組。
2.2 中合攏階段
2.2.1 導(dǎo)管架下段中組
(1)靠模工裝布置
導(dǎo)管架導(dǎo)管段分上下兩段分別進(jìn)行中組。中組
采用立式組裝方案，首先在600噸龍門吊下方中組場(chǎng) 地劃設(shè)地樣線，然后按靠模工裝、支座制作圖
要求進(jìn)行靠模工裝、支座的制作安裝，靠模工
裝、支座與地面牢固固定。靠模工裝、支座布置如圖6所示。
[attach]8070[/attach]

圖6 海上風(fēng)電導(dǎo)管架導(dǎo)管下段靠模工裝布置

(2)A/B 軸線片體下段安裝
導(dǎo)管架導(dǎo)管段A/B
軸片體制作完成后報(bào)驗(yàn)合格，首先利用160噸龍門吊將其離胎，然后入托至轉(zhuǎn)運(yùn)工裝運(yùn)輸架上，用270噸平板車或模塊車運(yùn)輸至600噸龍門吊下方，利用600 噸龍門吊上下小車三鉤聯(lián)吊將片體樹立起來(lái)放置到支
座，A/B軸片體就位如圖7所示。
(3)1/2軸線花片安裝
導(dǎo)管架導(dǎo)管段1/2軸花片制作完成后報(bào)驗(yàn)合格，

首先利用260履帶吊將其離胎，然后入托至轉(zhuǎn)運(yùn)工裝運(yùn)輸架上，用270噸平板車或模塊車運(yùn)輸至600噸龍門吊下方，利用260噸履帶吊和1臺(tái)汽車吊雙鉤聯(lián)吊將花片樹立起來(lái)安裝到位，1/2軸花片就位如圖8所示。
[attach]8071[/attach]
[attach]8072[/attach]圖8 海上風(fēng)電導(dǎo)管架導(dǎo)管段 1/2軸線花片定位安裝
2.2.2導(dǎo)管架上段中組
(1)靠模工裝布置
導(dǎo)管架導(dǎo)管段分上下兩段分別進(jìn)行中組。中組
采用立式組裝方案，首先在600噸龍門吊下方中組場(chǎng)

[attach]8073[/attach]

母
爭(zhēng)
母
圖9 海上風(fēng)電導(dǎo)管架導(dǎo)管上段靠模工裝布置

地劃設(shè)地樣線，然后按
靠模工裝、支座制作圖
要求進(jìn)行靠模工裝、支
座的制作安裝，靠模工
裝、支座與地面牢固固定。靠模工裝、支座布置如圖9所示，

(2)A/B 軸線片體
上段安裝

導(dǎo)管架導(dǎo)管段A/B軸片體制作完成后報(bào)驗(yàn)合格，首先利用160噸龍門吊將其離胎，然后入托至轉(zhuǎn)運(yùn)工
裝運(yùn)輸架上，用270噸
平板車或模塊車運(yùn)輸至
600噸龍門吊下方，利用
600噸龍門吊上下小車三
鉤聯(lián)吊將片體樹立起來(lái)
放置到支座，A/B軸片
[attach]8074[/attach]體就位如圖10所示。
(3)1/2 軸線花片
安裝

[attach]8075[/attach]門吊下方，利用260噸履
帶吊和1臺(tái)汽車吊雙鉤聯(lián)
吊將花片樹立起來(lái)安裝到
位，1/2軸花片就位圖11
所示。
2.2.3 過(guò)渡段安裝
導(dǎo)管架過(guò)渡段在船體車間制作完成后報(bào)驗(yàn)合格，用270噸平板車或模塊車運(yùn)輸至涂裝棚進(jìn)行打砂涂裝，然后運(yùn)輸至600噸龍門吊下方，利用600噸龍門吊上下小車三鉤聯(lián)吊將過(guò)渡段安裝到位，風(fēng)機(jī)導(dǎo)管架過(guò) 渡段重約240噸，使用600噸龍門吊上小車三鉤聯(lián)吊，便于調(diào)整法蘭水平。
導(dǎo)管架過(guò)渡段就位后，調(diào)整頂部法蘭水平度≤1mm, 四角鋼導(dǎo)管合攏口碼板固定，四角合攏口采用4個(gè)焊工同時(shí)對(duì)稱焊接，在焊接過(guò)程中監(jiān)控法蘭平面度變化，防止上部法蘭水平度超差。過(guò)渡段與導(dǎo)管段焊接完后，測(cè)量整體的平面度、垂直度和頂部簡(jiǎn)節(jié)的橢圓度。合攏口鋼導(dǎo)管對(duì)接焊縫要求熔透，并作100%UT ,

施工人員從腳手架到達(dá)靠船件平臺(tái)，然后通過(guò)斜梯到達(dá)過(guò)渡段鋼平臺(tái)上，最后通過(guò)四個(gè)角預(yù)留的人孔和直梯到達(dá)合攏口臨時(shí)平臺(tái)上。過(guò)渡段與導(dǎo)管段合攏口每條焊縫焊接40%以上，600噸龍門吊上小車才能松鉤。過(guò)渡段就位如圖12所示。
2.3 大合攏階段

[attach]8076[/attach]
圖12 海上風(fēng)電導(dǎo)管架過(guò)渡段安裝

導(dǎo)管架整體分上下兩段分別建造完畢并檢驗(yàn)合格，附件安裝完畢，首先利用600噸龍門吊上下小車將下大  段吊裝放置預(yù)先在地面布置好的導(dǎo)管架運(yùn)輸支座上，導(dǎo)  管架下大段重350噸，外形尺寸為24m×24m×20m。  然后利用600噸龍門吊上下小車將上大段吊裝至下大  段上方，與下大段進(jìn)行合攏，導(dǎo)管架上大段重480噸，外形尺寸為18 m×18m×25m 。導(dǎo)管架制作完畢，整  體效果如圖13所示。

[attach]8077[/attach]
圖13 海上風(fēng)電導(dǎo)管架制作完畢整體效果
3 結(jié)語(yǔ)
2020年2月14日，廣東省發(fā)改委公布了26個(gè)海上風(fēng)電項(xiàng)目開工及并網(wǎng)時(shí)間表，總規(guī)模超1億千瓦，未來(lái)兩年，海上風(fēng)電導(dǎo)管架建造將呈噴井式增長(zhǎng)。開展海上風(fēng)電導(dǎo)管架建造技術(shù)研究，有利于降低制造成本，提高制造效率，完善廣東省的海上風(fēng)電制造產(chǎn)業(yè) 鏈。依托本研究成果，廣州文船重工有限公司已完成在建海上風(fēng)電導(dǎo)管架達(dá)30余套，在建造過(guò)程中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，并得到業(yè)主的一致好評(píng)，為國(guó)家大力  發(fā)展海上風(fēng)電事業(yè)貢獻(xiàn)了一份力量。

導(dǎo)管架導(dǎo)管段1/2軸花片制作完成后報(bào)驗(yàn)合格，首先利用260履帶吊將其離胎，然后入托至轉(zhuǎn)運(yùn)工裝  運(yùn)輸架上，用270噸平板車或模塊車運(yùn)輸至600噸龍

[attach]7525[/attach]
聲明：以上有關(guān)船用氣囊和橡膠護(hù)舷的資料部分會(huì)青島永泰長(zhǎng)榮工廠技術(shù)資料，也有網(wǎng)絡(luò)上搜集下載所得，本著氣囊護(hù)舷行業(yè)資料共享的精神，我們拿出來(lái)分享，如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系0532-84592888刪除，謝謝

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