CN104801836B - 海上风力发电导管架基础法兰安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了海上风力发电导管架基础法兰安装方法，把将军柱立放在将军柱预制平台，水平切割位于将军柱上端的筒体的法兰连接口，并在法兰连接口的内、外壁分别开内坡口和外坡口，在筒体的外壁均匀焊接多个导向板，利用卸扣和钢丝绳将法兰吊装至筒体上方，沿筒体的圆周在焊接位置旁安装电热片，对焊接的位置进行预热后通过立式气体保护焊将法兰焊接固定在筒体上，本发明方法减少反变形装置，减少吊装工作量；施工条件要求低：与传统卧式自动埋弧焊方法比，不需要转胎和厂房，可以在任何普通钢结构建造场地进行施工；通过立式气体保护焊的方法，没有采取强制反焊接变形措施，焊接过程中的焊接应力得到充分释放，提高了焊缝的内在质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种海上风力发电导管架基础法兰安装方法。
背景技术
基础法兰是桂山海上风力发电导管架建造的重要组成部分，此法兰结构尺寸Φ4237mm，重3153KG，材质Q345E-Z35。由于法兰完工尺寸精度高，且是安装在导管架顶部，施工难度非常大，法兰安装的成败，直接体现风电导管架建造能力水平的高低。基础法兰有以下要求：1）基础法兰与主筒体焊后的平面度小于1.5mm。2）基础法兰不允许外翻，内倾度0～1mm；3）基础法兰与主筒体的环焊缝,以及主筒体各段之间的环焊缝径向偏移量应小于0.1t(若为不同壁厚焊接,t 为最小壁厚),且最大不超过4mm；4）主筒体椭圆度不应超过其公称直径的0.5%，最大不超过6mm；5）主筒体与法兰平面垂直度h/1000 最大3mm。传统风电法兰是采用卧式对接、反焊接变形、自动埋弧焊接安装方法。这种方法施工工序繁琐，施工条件要求高，而且用反焊接变形对焊缝的内应力释放有影响，导致环焊缝径向偏移量应大于0.1t，导致其安装精度不高。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种海上风力发电导管架基础法兰安装方法。
本发明解决其技术问题的解决方案是：海上风力发电导管架基础法兰安装方法，其包括以下步骤，
1）把将军柱预制平台调平，把将军柱立放于将军柱预制平台上，调整好将军柱的垂直度；
2）水平切割位于将军柱上端的筒体的法兰连接口，并在法兰连接口的内、外壁分别开内坡口和外坡口，切割精度1mm内；
3）在筒体上划线，确定门位置，在法兰上划线，划出门方向和0°、90°、180°、270°的四个方向辅助线；
4）在筒体的外壁均匀焊接多个导向板，所述导向板的上端面高于筒体的法兰连接口；
5）利用卸扣和钢丝绳将法兰吊装至筒体上方；
6）将法兰安放到法兰连接口，法兰水平度调整在1mm内，法兰面的内倾度控制在0~1mm，焊口间隙控制在2~4mm，在内坡口进行定位焊，定位焊后去掉导向板；
7）沿筒体的圆周在焊接位置旁安装电热片，对焊接的位置进行预热后通过立式气体保护焊将法兰焊接固定在筒体上。
作为上述技术方案的进一步改进，将所述法兰焊接在筒体上的立式气体保护焊包括以下步骤，
A）采用电热片整圈均匀加热，将法兰环向分成6等分，分六个方向同时从外坡口进行封底焊接，填充坡口1/2厚度停下，测量法兰面的变形度，将数据进行标记，使法兰水平度调整在1.5mm内，法兰上表面内倾0~1mm之内；
B）从内坡口进行气刨清根，打磨干净后开始焊内坡口，填充到内口1/3的位置停下，测量法兰面的变形度，将数据进行标记；
C）按先外坡口后内坡口或者先内坡口后外坡口的顺序，焊接到坡口的2/3的位置时停下进行测量并标记数据，以此类推直至完成整个焊接；
D）焊接完成后马上对焊缝进行保温处理，保温2小时以上，然后缓慢降温至环境温度；
E）清理打磨焊缝后进行外观报检、无损探伤和尺寸检验，如出现返修，按返修程序进行返修，直至完全合格。
作为上述技术方案的进一步改进，在步骤A）、B）和C）中，在焊接过程中通过控制下一步焊接顺序、通入加热片的电流以及筒体焊接位置的温度的方法进行变形矫正，在需要加大收缩的位置加大电流和提高筒体焊接位置的温度，在需要控制收缩的位置降低电流和降低筒体焊接位置的温度。
作为上述技术方案的进一步改进，在步骤3）中，在所述筒体中门位置的分别沿90°和270°方向画出就位参考线。
作为上述技术方案的进一步改进，在步骤4）中，所述导向板的数量为8个，相邻的两个导向板间的夹角为45°。
作为上述技术方案的进一步改进，所述导向板的安装位置位于外坡口下方，高于法兰连接口的导向板的内侧面设有光滑圆弧过渡面。
作为上述技术方案的进一步改进，在步骤6）中，吊装过程，禁止在所述法兰上焊接临时吊点或筋板，利用辅助线将法兰就位，钢丝绳与法兰吊装角度不小于60°。
作为上述技术方案的进一步改进，所述外坡口与水平的夹角为13~16°，所述内坡口与水平的夹角为13~16°。
本发明的有益效果是：与传统法兰安装方法比，上述安装方法有以下优点：
1）减少反变形装置，减少吊装工作量；
2）施工条件要求低：与传统卧式自动埋弧焊方法比，不需要转胎和厂房，可以在任何普通钢结构建造场地进行施工；
3）通过立式气体保护焊的方法，没有采取强制反焊接变形措施，焊接过程中的焊接应力得到充分释放，提高了焊缝的内在质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。
图1是本发明将法兰吊装到位时的结构示意图；
图2是本发明中筒体的内坡口和外坡口的结构示意图；
图3是本发明中法兰定位焊后的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。
参照图1～图3，海上风力发电导管架基础法兰安装方法，其包括以下步骤，
1）把将军柱预制平台1调平，把将军柱2立放于将军柱预制平台1上，调整好将军柱2的垂直度；
2） 水平切割位于将军柱2上端的筒体20的法兰连接口，并在法兰连接口的内、外壁分别开内坡口22和外坡口21，切割精度1mm内；
3）在筒体20上划线，确定门位置，在法兰4上划线，划出门方向和0°、90°、180°、270°的四个方向辅助线；
4）在筒体20的外壁均匀焊接多个导向板3，所述导向板3的上端面高于筒体20的法兰连接口；
5）利用卸扣和钢丝绳将法兰4吊装至筒体20上方；
6）将法兰4安放到法兰连接口，法兰4水平度调整在1mm内，法兰面的内倾度控制在0~1mm，法兰4的下端面和外坡口21、内坡口22之间形成的焊口间隙控制在2~4mm，在内坡口22进行定位焊，定位焊后去掉导向板3；
7）沿筒体20的圆周在焊接位置旁安装电热片，对焊接的位置进行预热后通过立式气体保护焊将法兰4焊接固定在筒体20上。
进一步作为优选的实施方式，将所述法兰4焊接在筒体20上的立式气体保护焊包括以下步骤，
A）采用电热片整圈均匀加热，将法兰4环向分成6等分，由6名具备二氧化碳气体保护焊资质的焊工分六个方向同时从外坡口21进行封底焊接，填充坡口1/2厚度停下，测量法兰面的变形度，将数据进行标记，如有变形，通过控制下一步焊接顺序、通入加热片的电流以及筒体20焊接位置的温度的方法进行变形矫正，使法兰4水平度调整在1.5mm内，法兰上表面内倾0~1mm之内；
B）从内坡口22进行气刨清根，打磨干净后开始焊内坡口22，填充到内口1/3的位置停下，测量法兰面的变形度，将数据进行标记，通过控制下一步焊接顺序、通入加热片的电流以及筒体20焊接位置的温度的方法进行变形矫正；
C）按上一步采集到的数据后根据实际的情况选择先外坡口21后内坡口22或者先内坡口22后外坡口21的顺序焊接，焊接到坡口的2/3的位置时停下进行测量并标记数据，通过控制下一步焊接顺序、通入加热片的电流以及筒体20焊接位置的温度的方法进行变形矫正，以此类推直至完成整个焊接；
D）焊接完成后马上对焊缝进行保温处理，保温2小时以上，然后缓慢降温至环境温度；
E）清理打磨焊缝后进行外观报检、无损探伤和尺寸检验，如出现返修，按返修程序进行返修，直至完全合格。
焊接完成后，沿法兰4的圆周在法兰4的内外壁分别设置24个检测点并编码，位于同一圆周内的相邻的两个检测点的夹角为15°，位于不同圆周内相同编码的两个检测点位于同一直线，对所有的检测点进行测量并出测量报告。测量结果必需满足项目规格书的公差要求。
与传统卧式自动埋弧焊方法比，上述焊接方法有以下优点：
1）减少反变形装置，减少吊装工作量；
2）施工条件要求低：与传统卧式自动埋弧焊方法比，不需要转胎和厂房，可以在任何普通钢结构建造场地进行施工；
3）施工时段灵活：传统卧式自动埋弧焊方法，只能在单节管时进行法兰4安装，而立式气体保护焊安装方法，可以在任何施工阶段进行，不需要特别安排场地和时间施工；
4）焊缝内部应力充分释放：采用立式气体保护焊的方法，没有采取强制反焊接变形措施，焊接过程中的焊接应力得到充分释放，提高了焊缝的内在质量。
进一步作为优选的实施方式，在步骤A）、B）和C）中，在焊接过程中通过控制下一步焊接顺序、通入加热片的电流以及筒体20焊接位置的温度的方法进行变形矫正，在需要加大收缩的位置加大电流和提高筒体20焊接位置的温度，在需要控制收缩的位置降低电流和降低筒体20焊接位置的温度。
进一步作为优选的实施方式，在步骤3）中，在所述筒体20中门位置的分别沿90°和270°方向画出就位参考线。
进一步作为优选的实施方式，在步骤4）中，所述导向板3的数量为8个，相邻的两个导向板3间的夹角为45°。
进一步作为优选的实施方式，所述导向板3的安装位置位于外坡口21下方，高于法兰连接口的导向板3的内侧面设有光滑圆弧过渡面。
进一步作为优选的实施方式，在步骤6）中，吊装过程，禁止在所述法兰4上焊接临时吊点或筋板，利用辅助线将法兰4就位，钢丝绳与法兰4吊装角度不小于60°。
进一步作为优选的实施方式，所述外坡口21与水平的夹角为13~16°，所述内坡口22与水平的夹角为13~16°，优选地，外坡口21和内坡口22分别于水平的夹角均为15°。
以上是对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (7)
1.海上风力发电导管架基础法兰安装方法，其特征在于：其包括以下步骤，
1）把将军柱预制平台调平，把将军柱立放于将军柱预制平台上，调整好将军柱的垂直度；
2）水平切割位于将军柱上端的筒体的法兰连接口，并在法兰连接口的内、外壁分别开内坡口和外坡口，切割精度1mm内；
3）在筒体上划线，确定门位置，在法兰上划线，划出门方向和0°、90°、180°、270°的四个方向辅助线；
4）在筒体的外壁均匀焊接多个导向板，所述导向板的上端面高于筒体的法兰连接口；
5）利用卸扣和钢丝绳将法兰吊装至筒体上方；
6）将法兰安放到法兰连接口，法兰水平度调整在1mm内，法兰面的内倾度控制在0~1mm，焊口间隙控制在2~4mm，在内坡口进行定位焊，定位焊后去掉导向板；
7）沿筒体的圆周在焊接位置旁安装电热片，对焊接的位置进行预热后通过立式气体保护焊将法兰焊接固定在筒体上，将所述法兰焊接在筒体上的立式气体保护焊包括以下步骤，
A)采用电热片整圈均匀加热，将法兰环向分成6等分，分六个方向同时从外坡口进行封底焊接，填充坡口1/2厚度停下，测量法兰面的变形度，将数据进行标记，使法兰水平度调整在1.5mm内，法兰上表面内倾0~1mm之内；
B)从内坡口进行气刨清根，打磨干净后开始焊内坡口，填充到内口1/3的位置停下，测量法兰面的变形度，将数据进行标记；
C)按先外坡口后内坡口或者先内坡口后外坡口的顺序，焊接到坡口的2/3的位置时停下进行测量并标记数据，以此类推直至完成整个焊接；
D)焊接完成后马上对焊缝进行保温处理，保温2小时以上，然后缓慢降温至环境温度；
E)清理打磨焊缝后进行外观报检、无损探伤和尺寸检验，如出现返修，按返修程序进行返修，直至完全合格。
2.根据权利要求1所述的海上风力发电导管架基础法兰安装方法，其特征在于：在步骤A）、B）和C）中，在焊接过程中通过控制下一步焊接顺序、通入加热片的电流以及筒体焊接位置的温度的方法进行变形矫正，在需要加大收缩的位置加大电流和提高筒体焊接位置的温度，在需要控制收缩的位置降低电流和降低筒体焊接位置的温度。
3.根据权利要求1所述的海上风力发电导管架基础法兰安装方法，其特征在于：在步骤3）中，在所述筒体中门位置的分别沿90°和270°方向画出就位参考线。
4.根据权利要求1所述的海上风力发电导管架基础法兰安装方法，其特征在于：在步骤4）中，所述导向板的数量为8个，相邻的两个导向板间的夹角为45°。
5.根据权利要求4所述的海上风力发电导管架基础法兰安装方法，其特征在于：所述导向板的安装位置位于外坡口下方，高于法兰连接口的导向板的内侧面设有光滑圆弧过渡面。
6.根据权利要求1所述的海上风力发电导管架基础法兰安装方法，其特征在于：在步骤6）中，吊装过程，禁止在所述法兰上焊接临时吊点或筋板，利用辅助线将法兰就位，钢丝绳与法兰吊装角度不小于60°。
7.根据权利要求1所述的海上风力发电导管架基础法兰安装方法，其特征在于：所述外坡口与水平的夹角为13~16°，所述内坡口与水平的夹角为13~16°。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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Denomination of invention: Offshore wind power generation jacket foundation flange installation method Effective date of registration: 20190920 Granted publication date: 20170405 Pledgee: Zhuhai Huafa Business and Trade Holding Co.,Ltd. Pledgor: PANYU CHU KONG STEEL PIPE (ZHUHAI) CO.,LTD. Registration number: Y2019980000179 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20200903 Granted publication date: 20170405 Pledgee: Zhuhai Huafa Business and Trade Holding Co.,Ltd. Pledgor: PANYU CHU KONG STEEL PIPE (ZHUHAI) Co.,Ltd. Registration number: Y2019980000179 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Installation method of offshore wind power jacket foundation flange Effective date of registration: 20200911 Granted publication date: 20170405 Pledgee: Zhuhai Huafa Business and Trade Holding Co.,Ltd. Pledgor: PANYU CHU KONG STEEL PIPE (ZHUHAI) Co.,Ltd. Registration number: Y2020980005957 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20221031 Granted publication date: 20170405 Pledgee: Zhuhai Huafa Business and Trade Holding Co.,Ltd. Pledgor: PANYU CHU KONG STEEL PIPE (ZHUHAI) CO.,LTD. Registration number: Y2020980005957 |