专利名称：风电安装船桩腿的制作工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种风电安装船桩腿的制作工艺。
背景技术：
如今，国外风电发展着眼于深海风电，作业水深大约20-30米，风电安装平台尺寸大，平台重量大，大都采用六腿齿条、齿轮泵升降机构。在沿海基本无风电。国内目前没有一条适用于沿海滩涂风电安装的作业平台，仅有的坐底式的风电安装平台机动困难，受风浪影响大，依赖潮水，安装精度满足不了风电安装的需求。沿海风电安装船所需4桩腿液压升降系统，可解决沿海风电安装受风浪影响，平台到达风电安装的指定位置，使用液压升降系统将平台升起、定位进行风电安装作业。风电安装分为打桩作业和风塔安装作业两个步骤。浮式风电安装平台安装风电设备的作业模式为平台机动到指定位置，利用锚泊系统对平台进行粗定位，开始风电安装作业。由于受海浪和潮水升降影响，打桩步骤定位很难控制，需要良好的海况才能作业。吊装步骤过程中对接风电塔筒、机舱和风叶效率很差，很难准确的定位对接，往往多次对接才能完成，导致安装一个完整的风塔需要几天到一周时间，满足不了风电安装的需求。而使用液压升降系统的风电安装平台可以解决海浪和潮水的问题，装备了液压升降系统的平台机动到位后，使用液压升降系统将平台升起，平台离开水面，不受风浪和潮水影响，打桩和吊装作业可连续进行，一般安装一个风塔只需要两天左右，大大提高了作业效率，满足风电安装的需求，所以在制作桩腿时，需控制好桩腿圆度的精度及桩腿在分段制造中的制造精度。
发明内容
本发明的目的是为了克服以上的不足，提供一种操作方便、省时省力、安全可靠的风电安装船桩腿的制作工艺。本发明的目的通过以下技术方案来实现一种风电安装船桩腿的制作工艺，包括以下步骤
A、单个管节的制作
(1)、卷制前检验钢板的厚度、尺寸、对角线、平面度，划线，敲样冲眼，合格后方可进入
下一道工序；
(2)、卷制前先用油压机在卷板机卷压不到的板端区域根据管节半径压弧，开出坡口；
(3)、管节卷制前要制作检测样板，检测样板内外靠模，样板长度应大于1/3圆周长；
(4)、管节在辊床上定位准确后进行辊制；
(5)、辊床上的压头及辊圆时加工面与样板间隙要求<2. Omm ；
(6)、端部压弯弧度的钢板送到卷板机进行管节卷制，钢板的对接错位控制在2mm以内，板缝两端用同材质同厚度的钢板作为引弧板固定，中间部分在外侧定位焊，即1/3坡口侧；
(7)、卷制结束的管节经检验合格后方可进行焊接，管节卷制纵缝对接采用埋弧自动焊焊接前装好引弧板，并仔细检查坡口直线度、平面度、坡口角度和清洁度，要求单个管节直线度小于2mm，平面度小于2mm，对于V或X型坡口要求组合后夹角大于50°，坡口内部表面光滑平整呈金属光泽，检查合格后采用SAW自动焊，要求一面焊接完后进行背面清根，清根后仔细打磨满足上述要求后再进行SAW自动焊；
(8)、管节筒体拼缝焊接，焊接前预热温度为80-100°C ；
(9)、UT检测合格后，回圆，直径公差士2mm，检验合格后方可流入下道工序；
B、管节的内部安装加强角钢
(1)、内部加强角钢理论尺寸Φ3204，实际制作尺寸为Φ3200；
(2)、加强角钢的16mm法兰板先行拼板，然后装焊内部沈*300加强圈，以及16mm的小筋板，要求最终加强角钢的外径48mm壁厚时Φ 3200 士 2mm，42mm壁厚时Φ 3210 士 2mm，检验合格后方可流入下道工序；
C、加强角钢装配为了利用内部加强角钢的反变形作用，每个管节内部的加强角钢可先装配点焊，待两个管节拼接后再划线装焊；
D、桩腿由11个管节组成，分别为第一管节、第二管节、第三管节、第四管节、第五管节、 第六管节、第七管节、第八管节、第九管节、第十管节和第十一管节；
F、将第一管节、第二管节、第三管节和第四管节对接组成第一大分段，将第五管节、第六管节和第七管节对接组成第二大分段，将第八管节、第九管节、第十管节和第十一管节对接组成第三大分段；
G、三个大分段的四周插销孔覆板分段单独机加工，机加工结束后，按零件图开坡口；
H、将三个大分段进行预合拢
(1)、首先检验各个分段圆度、纵向尺寸偏差，合格后方可进行预合拢；
(2)、分段对接处使用同厚度同等级的马板连接，分段位置坡口较特殊，合拢处筒体对接形式，
(3 )、首先将第二大分段和第三大分段进行预合拢，合拢处使用马板进行固定；
(4)、其次将上述步骤合拢形成的分段与第一大分段进行预合拢，合拢处使用马板进行固定；
(5)、预合拢之后检验整个桩腿部分的圆度，纵向尺寸偏差，合格后方可进行覆板装
配；
I、划线装配步骤G中的所述插销孔覆板并做好标记
(1)、在覆板上划4条十字交叉纵向基准线以及插销孔横向基准线；
(2)、从底部第一块覆板开始装配，按上述划线尺寸进行装配，特别注意覆板拼缝处左右两个插销孔纵向间距公差，装配检验要求插销孔纵向间距公差士 1mm，10个孔累计误差 5mm，横向间距公差士 1. 5mm,同一水平位置的四个插销孔上下偏差不大于1mm，插销孔中心对准桩腿圆心，左右与前后的中心线应互相垂直；
J、沿覆板插销孔在筒体上划线
(1)、清理孔内筒体表面，要求表面平顺，光滑；
(2)、沿着覆板插销孔轮廓在筒体上划线，所划线必须垂直于筒体表面，线条必须清
晰；
K、卸掉插销孔覆板(1)、在装配好的覆板上面做好标记，要求必须明确每块覆板的位置，端头朝向；
(2)、卸掉插销孔覆板，并摆放整齐，按组别进行摆放； L、仿形切割筒体上插销孔
(1)、切割第一个插销孔后检验尺寸后，方可继续切割；
(2)、覆板在合拢缝左右各IOOmm划线并切割，并点焊在附近筒体上，现场合拢时装焊； M、覆板二次装配
(1)、按做好的标记顺序将覆板依次装配到桩腿上后，检验合格进行焊接；
(2)、焊后打磨插销孔内部；
N、装焊内部防海水结构进桩腿内部焊接内部防海水结构，焊接前报QC检验，焊后打磨光滑；
0、预合拢报验，完工检验要求检验整个桩腿直径Φ3300士2mm，椭圆度10mm，直线度任何桩腿长度1 !范围内直线度误差不超过5mm，检验插销孔，报QC检验。本发明与现有技术相比具有以下优点
本发明采用分段制作，最终整体合拢的技术工艺，通过控制分段制作的制造精度， 保证整体合拢的制造精度。可使最终制作出的桩腿制造精度要求为整个桩腿直径 Φ 3300士2mm;椭圆度IOmm ；直线度任何桩腿长度I^ii范围内直线度误差不超过5mm。
具体实施例方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。本发明风电安装船桩腿的制作工艺的一种具体实施方式
，包括以下步骤
A、单个管节的制作，卷圆精度控制，达标士2mm:
(1)、卷制前检验钢板的厚度、尺寸、对角线、平面度，划线，敲样冲眼，合格后方可进入
下一道工序；
(2)、卷制前先用油压机在卷板机卷压不到的板端区域根据管节半径压弧，开出坡口；
(3)、管节卷制前要制作检测样板，检测样板内外靠模，样板长度应大于1/3圆周长；
(4)、管节在辊床上定位准确后进行辊制；
(5)、辊床上的压头及辊圆时加工面与样板间隙要求<2. Omm ；
(6)、端部压弯弧度的钢板送到卷板机进行管节卷制，钢板的对接错位控制在2mm以内，板缝两端用同材质同厚度的钢板作为引弧板固定，中间部分在外侧定位焊，即1/3坡口侧；
(7)、卷制结束的管节经检验合格后方可进行焊接，管节卷制纵缝对接采用埋弧自动焊焊接前装好引弧板，并仔细检查坡口直线度、平面度、坡口角度和清洁度，要求单个管节直线度小于2mm，平面度小于2mm，对于V或X型坡口要求组合后夹角大于50°，坡口内部表面光滑平整呈金属光泽，检查合格后采用SAW自动焊，要求一面焊接完后进行背面清根，清根后仔细打磨满足上述要求后再进行SAW自动焊；
(8)、管节筒体拼缝焊接，焊接前预热温度为80-100°C ；
(9)、UT检测合格后，回圆，直径公差士2mm，检验合格后方可流入下道工序；
B、管节的内部安装加强角钢
(1)、内部加强角钢理论尺寸Φ3204，实际制作尺寸为Φ3200 ；(2)、加强角钢的16mm法兰板先行拼板，然后装焊内部沈*300加强圈，以及16mm的小筋板，要求最终加强角钢的外径48mm壁厚时Φ 3200 士 2mm，42mm壁厚时Φ 3210 士 2mm，检验合格后方可流入下道工序；
C、加强角钢装配为了利用内部加强角钢的反变形作用，每个管节内部的加强角钢可先装配点焊，待两个管节拼接后再划线装焊；
D、桩腿由11个管节组成，分别为第一管节、第二管节、第三管节、第四管节、第五管节、 第六管节、第七管节、第八管节、第九管节、第十管节和第十一管节；
F、将第一管节、第二管节、第三管节和第四管节对接组成第一大分段，将第五管节、第六管节和第七管节对接组成第二大分段，将第八管节、第九管节、第十管节和第十一管节对接组成第三大分段；
G、三个大分段的四周插销孔覆板分段单独机加工，机加工结束后，按零件图开坡口；
H、将三个大分段进行预合拢
(1)、首先检验各个分段圆度、纵向尺寸偏差，合格后方可进行预合拢；
(2)、分段对接处使用同厚度同等级的马板连接，分段位置坡口较特殊，合拢处筒体对接形式，
(3 )、首先将第二大分段和第三大分段进行预合拢，合拢处使用马板进行固定；
(4)、其次将上述步骤合拢形成的分段与第一大分段进行预合拢，合拢处使用马板进行固定；
(5)、预合拢之后检验整个桩腿部分的圆度，纵向尺寸偏差，合格后方可进行覆板装
配；
I、划线装配步骤G中的所述插销孔覆板并做好标记
(1)、在覆板上划4条十字交叉纵向基准线以及插销孔横向基准线；
(2)、从底部第一块覆板开始装配，按上述划线尺寸进行装配，特别注意覆板拼缝处左右两个插销孔纵向间距公差，装配检验要求插销孔纵向间距公差士 1mm，10个孔累计误差 5mm，横向间距公差士 1. 5mm,同一水平位置的四个插销孔上下偏差不大于1mm，插销孔中心对准桩腿圆心，左右与前后的中心线应互相垂直；
J、沿覆板插销孔在筒体上划线
(1)、清理孔内筒体表面，要求表面平顺，光滑；
(2)、沿着覆板插销孔轮廓在筒体上划线，所划线必须垂直于筒体表面，线条必须清
晰；
K、卸掉插销孔覆板
(1)、在装配好的覆板上面做好标记，要求必须明确每块覆板的位置，端头朝向；
(2)、卸掉插销孔覆板，并摆放整齐，按组别进行摆放； L、仿形切割筒体上插销孔
(1)、切割第一个插销孔后检验尺寸后，方可继续切割；
(2)、覆板在合拢缝左右各IOOmm划线并切割，并点焊在附近筒体上，现场合拢时装焊； M、覆板二次装配
(1)、按做好的标记顺序将覆板依次装配到桩腿上后，检验合格进行焊接；
(2)、焊后打磨插销孔内部；N、装焊内部防海水结构进桩腿内部焊接内部防海水结构，焊接前报QC检验，焊后打磨光滑；
0、预合拢报验，完工检验要求检验整个桩腿直径Φ3300士2mm，椭圆度10mm，直线度任何桩腿长度1 !范围内直线度误差不超过5mm，检验插销孔，报QC检验。桩腿的直径是3300mm，材质EH36，筒体厚度48mm，因此为保证桩腿总装后椭圆度达到10mm，桩腿直径3300mm士2mm，则必须保证卷圆精度。由于桩腿板厚及坡口加工不易， 及二次加工热变形大，会引起回圆困难，因此卷圆用四星辊卷制，并调整压紧高度。测量周长控制士5mm以内来控制卷圆时的板材延伸率。卷圆检查调整支撑杆，并制作圆周大于 1/4的样模检查圆度，圆度不够时，调节十字螺丝，使用外力调整圆度。焊接纵缝，但不盖面，确保焊缝不高出钢板平面，并做UT，确保焊缝质量。回圆回圆后定位焊定位，并采用特殊运输治具搬运确保搬运途中不发生变形，要求直径控制在士2mm以内。焊接盖面，焊接冷却后二次测量做微调。上述焊接100%用焊接十字架，SAff自动焊接，目的减少变形，提高质量。同时，为后续生产拼板后划出四角定位线及圆周90度、180度、270度等分线，确保单筒体同心度。对接时100%采用滚轮架辅助对接，用设备保证精度；对筒体加撑补强度，固化单筒体精度，补强支撑设计时其中心点可贯通，利用激光经纬仪检测控制；环缝100%采用十字架加滚轮胎架焊接减少焊缝变形。风电安装起重船有4根桩腿，筒体类结构，每个桩腿长度为L=58084mm，筒体直径 D=3300mm.每根桩腿重量约为304. 5吨，4根桩腿共1218吨。桩腿筒体辊圆板采用了 48mm、 42mm等级为CCSEH36的船板，四周插销孔覆板全部采用了 48mm等级为CCSEH36的船板，中间角钢加强圈采用了 L160*100*14等级为CCSA36的角钢，内部环向加强隔板分别采用了 16mm J6mm，等级为CCSAH36和CCSDH36，吊耳采用了 32mm等级为CCSDH36船板。内部防海水结构全部采用12mmCCSAH36的船板。本发明采用分段制作，最终整体合拢的技术工艺，通过控制分段制作的制造精度，保证整体合拢的制造精度。可使最终制作出的桩腿制造精度要求为整个桩腿直径 Φ3300士2mm ；椭圆度IOmm ；直线度任何桩腿长度I^ii范围内直线度误差不超过5mm。
权利要求
1. 一种风电安装船桩腿的制作工艺，其特征在于包括以下步骤A、单个管节的制作(1)、卷制前检验钢板的厚度、尺寸、对角线、平面度，划线，敲样冲眼，合格后方可进入下一道工序；(2)、卷制前先用油压机在卷板机卷压不到的板端区域根据管节半径压弧，开出坡口；(3)、管节卷制前要制作检测样板，检测样板内外靠模，样板长度应大于1/3圆周长；(4)、管节在辊床上定位准确后进行辊制；(5)、辊床上的压头及辊圆时加工面与样板间隙要求<2. Omm ；(6)、端部压弯弧度的钢板送到卷板机进行管节卷制，钢板的对接错位控制在2mm以内，板缝两端用同材质同厚度的钢板作为引弧板固定，中间部分在外侧定位焊，即1/3坡口侧；(7)、卷制结束的管节经检验合格后方可进行焊接，管节卷制纵缝对接采用埋弧自动焊焊接前装好引弧板，并仔细检查坡口直线度、平面度、坡口角度和清洁度，要求单个管节直线度小于2mm，平面度小于2mm，对于V或X型坡口要求组合后夹角大于50°，坡口内部表面光滑平整呈金属光泽，检查合格后采用SAW自动焊，要求一面焊接完后进行背面清根，清根后仔细打磨满足上述要求后再进行SAW自动焊；(8)、管节筒体拼缝焊接，焊接前预热温度为80-100°C ；(9)、UT检测合格后，回圆，直径公差士2mm，检验合格后方可流入下道工序；B、管节的内部安装加强角钢(1)、内部加强角钢理论尺寸Φ3204，实际制作尺寸为Φ3200；(2)、加强角钢的16mm法兰板先行拼板，然后装焊内部沈*300加强圈，以及16mm的小筋板，要求最终加强角钢的外径48mm壁厚时Φ 3200 士 2mm，42mm壁厚时Φ 3210 士 2mm，检验合格后方可流入下道工序；C、加强角钢装配为了利用内部加强角钢的反变形作用，每个管节内部的加强角钢可先装配点焊，待两个管节拼接后再划线装焊；D、桩腿由11个管节组成，分别为第一管节、第二管节、第三管节、第四管节、第五管节、 第六管节、第七管节、第八管节、第九管节、第十管节和第十一管节；F、将第一管节、第二管节、第三管节和第四管节对接组成第一大分段，将第五管节、第六管节和第七管节对接组成第二大分段，将第八管节、第九管节、第十管节和第十一管节对接组成第三大分段；G、三个大分段的四周插销孔覆板分段单独机加工，机加工结束后，按零件图开坡口；H、将三个大分段进行预合拢(1)、首先检验各个分段圆度、纵向尺寸偏差，合格后方可进行预合拢；(2)、分段对接处使用同厚度同等级的马板连接，分段位置坡口较特殊，合拢处筒体对接形式，(3 )、首先将第二大分段和第三大分段进行预合拢，合拢处使用马板进行固定；(4)、其次将上述步骤合拢形成的分段与第一大分段进行预合拢，合拢处使用马板进行固定；(5)、预合拢之后检验整个桩腿部分的圆度，纵向尺寸偏差，合格后方可进行覆板装配；I、划线装配步骤G中的所述插销孔覆板并做好标记(1)、在覆板上划4条十字交叉纵向基准线以及插销孔横向基准线；(2)、从底部第一块覆板开始装配，按上述划线尺寸进行装配，特别注意覆板拼缝处左右两个插销孔纵向间距公差，装配检验要求插销孔纵向间距公差士 1mm，10个孔累计误差 5mm，横向间距公差士 1. 5mm,同一水平位置的四个插销孔上下偏差不大于1mm，插销孔中心对准桩腿圆心，左右与前后的中心线应互相垂直；J、沿覆板插销孔在筒体上划线(1)、清理孔内筒体表面，要求表面平顺，光滑；(2)、沿着覆板插销孔轮廓在筒体上划线，所划线必须垂直于筒体表面，线条必须清晰；K、卸掉插销孔覆板(1)、在装配好的覆板上面做好标记，要求必须明确每块覆板的位置，端头朝向；(2)、卸掉插销孔覆板，并摆放整齐，按组别进行摆放； L、仿形切割筒体上插销孔(1)、切割第一个插销孔后检验尺寸后，方可继续切割；(2)、覆板在合拢缝左右各IOOmm划线并切割，并点焊在附近筒体上，现场合拢时装焊； M、覆板二次装配(1)、按做好的标记顺序将覆板依次装配到桩腿上后，检验合格进行焊接；(2)、焊后打磨插销孔内部；N、装焊内部防海水结构进桩腿内部焊接内部防海水结构，焊接前报QC检验，焊后打磨光滑；·0、预合拢报验，完工检验要求检验整个桩腿直径Φ3300士2mm，椭圆度10mm，直线度任何桩腿长度1 !范围内直线度误差不超过5mm，检验插销孔，报QC检验。
全文摘要
本发明公开一种风电安装船桩腿的制作工艺，包括以下步骤单个管节的制作；管节的内部安装加强角钢；制作第一至第十一管节；将第一至第四管节对接组成第一大分段，将第五至第七管节对接组成第二大分段，将第八至第十一管节对接组成第三大分段；三个大分段的四周插销孔覆板分段单独机加工；将三个大分段预合拢；划线装配插销孔覆板并做好标记；沿覆板插销孔在筒体上划线；卸掉插销孔覆板；仿形切割筒体上插销孔；覆板二次装配；焊接覆板；装焊内部防海水结构；焊后打磨；报QC检验。本发明采用分段制作，最终整体合拢的技术工艺，通过控制分段制作的制造精度，保证整体合拢的制造精度。
文档编号B23K31/02GK102416554SQ201110294789
公开日2012年4月18日 申请日期2011年9月28日 优先权日2011年9月28日
发明者周林, 陆建 申请人:南通润邦海洋工程装备有限公司