一种塔筒法兰的安装方法与流程

本发明涉及海上风力发电领域，特别涉及一种塔筒法兰的安装方法。
背景技术：
：风电塔筒就是风力发电的塔杆，在风力发电机组中主要起支撑作用，同时吸收机组震动。风电塔筒的生产工艺流程一般如下：数控切割机下料，厚板需要开坡口，卷板机卷板成型后，点焊，定位，确认后进行内外纵缝的焊接，圆度检查后，如有问题进行二次较圆，单节筒体焊接完成后，采用液压组对滚轮架进行组对点焊后，焊接内外环缝，直线度等公差检查后，焊接法兰后，进行焊缝无损探伤和平面度检查，喷砂，喷漆处理后，完成内件安装和成品检验后，运输至安装现场。目前，传统的塔筒是的制造通常是由若干的筒节首尾焊接而成，但是，这种方法制得的塔筒会达到70多米长，在进行塔筒整体运输时，不太方便。因此先提出了一种方案，将塔筒改为分体式结构，即将塔筒整体划分为三段结构，相邻的两分段之间通过法兰连接。而目前的工艺，在将法兰连接在塔筒时，在进行焊接时，由于焊接热量高，法兰易出现变形，平面度达不到影响，而由于塔筒本身的长度是比较长的，因此当法兰达不到要求时，就会导致整个塔筒前后不一致，影响使用。技术实现要素：本发明要解决的技术问题是提供一种能够有效的防止法兰变形、确保法兰平面度的塔筒法兰的安装方法。为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种塔筒法兰的安装方法，其创新点在于：通过法兰检测、塔筒检测、法兰固定、筒体安装、焊接测量、底法兰装配、筒体连接、螺栓连接、筒体定位焊接及焊接完成检测工序共同实现。进一步的，该安安装方法用于实现两个相邻的筒体与法兰之间的连接，将筒体分别标号为一号筒体、二号筒体，相应的两个连接法兰也标号为一号法兰、二号法兰，所述安装方法具体为：a）法兰检测：根据确认的法兰坡口图，由质检人员对法兰及筒体来料做尺寸检验，并在法兰上找出0°、90°、180°、270°几个装配定位点；b）塔筒检测：检验筒体来料，测量筒节与法兰对接焊缝位置直径及椭圆度；c）法兰固定：将一号法兰放置于水平定位胎架上，并测量一号法兰平面度数据，若平面度达不到标准，则做水平校正后固定；d）筒体安装：将需要与一号法兰连接的一号筒体置于一号法兰的上方，并确保一号筒体纵缝按图纸要求布置，然后对一号筒体与一号法兰的连接环缝处采用点焊定位的方式固定；e）焊接测量：将步骤d中点焊固定后的一号法兰及一号筒体整体翻身，然后水平测量一号法兰平面度，确保达到标准后，将一号法兰及一号筒体的连接环缝处做一道打底焊固定；f）底法兰装配：将二号法兰与二号筒体也采用上述流程装配，定位并点焊好后整体翻身、测量二号法兰平面度、打底焊；g）筒体连接：将一号法兰及一号筒体水平放置，即一号筒体在下，一号法兰在上，在一号法兰面内侧安装fb30*3的垫板，然后将二号法兰及二号筒体整体翻身，即二号法兰在下，二号筒体在上，并与一号法兰对齐后采用螺栓连接一号法兰与二号法兰；h）螺栓连接：在采用螺栓进行连接时，螺栓的分布为，一号法兰与二号法兰内外两排螺栓孔每间隔1个孔均布1个螺栓，内外各均布75个螺栓螺母，总共需要150个螺栓螺母，拧紧螺母并校正检验法兰的位置，将内外侧螺栓螺母均锁紧，直至法兰外边沿无间隙为止；i）筒体定位焊接：筒体定位并报检合格后，在滚轮架上同时对称焊接左、右两道环缝，焊接时，首先在外侧焊接2~3层，然后在内侧清根后焊接，过程中根据法兰变形情况内外交替焊接，焊接过程中，检验法兰的变形情况，在法兰内侧对称拉线检测；j）焊接完成检测：法兰焊接工作完成同时焊缝完全冷却后，拆除螺栓螺母，检验法兰面变形情况，根据通用制作图的要求，法兰平面度要求控制在2mm之内，法兰本体焊后椭圆度控制在±2.0mm之内，完成焊接。进一步的，所述步骤b中，如果筒体来料无法满足要求，则需要对筒节做校正回圆，在筒节下端口往里300mm处装t型加强环加固，加强圈要有足够强度，椭圆度要求≤10mm。进一步的，所述步骤d中，筒节和法兰对接错边公差要控制在3mm之内；从jmu过来的筒节有0度标记，该标记应该与法兰的0度位对齐。进一步的，所述步骤j中，焊接之前必须进行检验，检验项目包括螺栓的状态、对接坡口的状态以及错边尺寸，错边尺寸的公差3mm。进一步的，在各个步骤中，对于法兰的平面度其具体测量步骤为：a）测量工具的选择：选用瑞典damaliniab公司制造的easy-lasertme910，e915；b）发射器的安装：将发射器的旋转头置于底盘中心，并用六角扳手将两颗固定螺丝依次分三次预紧；c）发射器的架设：将筒体的纵焊缝转动到6点钟位置，将发射器置于4点半左右位置，支点朝外，两个调整旋钮朝内；d）测量密度的确定：测量密度,就是在法兰上测量多少点，测量密度过高,增加无谓的工作量；测量密度过低,不能完全反映法兰的平面度变化量及变化趋势,甚至会将尖峰点漏掉，所以，合理的测量密度是非常重要的；e）测量点的编号：筒体的焊缝处开始,顺时针依次编号，若同时测内倾度,则先内后外编号；f）激光面的粗调：采用三点法,将三点处的激光都调整到靶中央环，1点是近点,尽量靠近激光发射器支点，2点是a旋钮和支点的延长线与法兰外侧的交点，3点是旋钮b和支点的延长线与法兰外侧的交点；先将e5激光探测器放置于1点，将e5在探杆上下移动,使激光落在psd中央，固定两螺钉,使e5不能在探杆上滑动；把两个标靶放在近点，使激光完全通过中间缝隙；将标靶放置于2点,调整b旋钮,使激光落在中间缝隙；将标靶放置于3点,调整a旋钮,使激光落在中间缝隙；g）激光面的精调：对顶部法兰进行测量时需要激光精调，其他法兰不需要，采用三点法,将三点处的探测器读数控制在0～0.2的范围内；将e5放置于1点,选择按ok进入测量程序，按0将该点读数逻辑0；将e5放置于2点,调整b旋钮,使读数在0～0.2的范围内；将e5放置于3点,调整a旋钮,使读数在0～0.2的范围内；重复以上步骤确保三点读数都在0～0.2的范围内；h）激光探测器的架设：探测器在探杆上要锁紧，探测器的重心要落在磁吸座上,不能落在磁吸座之外；i）平面度测量：对需要测量的法兰的平面度进行测量，并根据测量结果判断法兰平面度是否达到要求。本发明的优点在于：在本发明中，利用法兰检测、塔筒检测、法兰固定、筒体安装、焊接测量、底法兰装配、筒体连接、螺栓连接、筒体定位焊接及焊接完成检测各个工序的配合，从而能够有效的避免法兰变形，保证法兰的平面度，本方法焊接方便，方便筒体与法兰的安装连接。通过将筒节和法兰对接错边公差控制在3mm之内，从而可以有效的表面法兰面产生不必要的变形，保证法兰的平面度；另外，通过对连接的螺栓的数量、具体分布位置进行合理的控制排布，从而能够保证法兰连接的接触上，又能表面法兰产生变形。对于法兰平面度的测量，通过采用专用的测量工具并配合激光面三点调整的方法，从而确保激光面的精准，保证测量的法兰平面度的精准，为后续工序的顺利进行提供了良好的基础保障。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。图1为本发明中的法兰坡口图。图2为本发明中的法兰连接用螺栓的分布图。图3为本发明中螺栓凝集你示意图。图4为本发明中法兰内侧对称拉线检测示意图。图5为本发明中法兰倾斜度示意图。图6为本发明中法兰平面度示意图。图7为本发明中激光发射器的示意图。图8为本发明中激光发射器的架设示意图。图9为本发明中测量点编号示意图。图10为本发明中三点确定示意图。图11为本发明中的塔筒分段示意图。具体实施方式下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。本发明的塔筒法兰的安装方法具体通过下述步骤得以实现：第一步，法兰检测：根据确认的法兰坡口图，如图1所示，由质检人员对法兰及筒体来料做尺寸检验，并在法兰上找出0°、90°、180°、270°几个装配定位点。第二步，塔筒检测：检验筒体来料，测量筒节与法兰对接焊缝位置直径及椭圆度。如果筒体来料无法满足要求，则需要对筒节做校正回圆，在筒节下端口往里300mm处装t型加强环加固，加强圈要有足够强度，椭圆度要求≤10mm。第三步，法兰固定：将一号法兰放置于水平定位胎架上，并测量一号法兰平面度数据，平面度判断依据如表1，若平面度达不到要求，则做水平校正后固定。表1为本发明中法兰的平面度评判标准表法兰顶法兰中段法兰下段法兰标准0.35-0.5mm1-1.5mm1.5-2mm表1在本发明中，如图11所示，将塔筒分为上中下三段，在上段塔筒的顶端安装有与风车连接的顶法兰11，上段塔筒与中段塔筒之间通过中段法兰12连接，中段塔筒与下段塔筒通过下段法兰13连接，各个法兰的平面度要求参照表1。第四步，筒体安装：将需要与一号法兰连接的一号筒体置于一号法兰的上方，并确保一号筒体纵缝按图纸要求布置，然后对一号筒体与一号法兰的连接环缝处采用点焊定位的方式固定。筒节和法兰对接错边公差要控制在3mm之内；从jmu过来的筒节有0度标记，该标记应该与法兰的0度位对齐。第五步，焊接测量：将步骤d中点焊固定后的一号法兰及一号筒体整体翻身，然后水平测量一号法兰平面度，确保一号法兰平面度达到要求后，将一号法兰及一号筒体的连接环缝处做一道打底焊固定。第六步，底法兰装配：将二号法兰与二号筒体也采用上述流程装配，定位并点焊好后整体翻身、测量二号法兰平面度、打底焊。第七步，筒体连接：将一号法兰及一号筒体水平放置，即一号筒体在下，一号法兰在上，在一号法兰面内侧安装fb30*3的垫板，然后将二号法兰及二号筒体整体翻身，即二号法兰在下，二号筒体在上，并与一号法兰对齐后采用螺栓连接一号法兰与二号法兰。第八步，螺栓连接：在采用螺栓进行连接时，螺栓的分布如图2所示，一号法兰与二号法兰内外两排螺栓孔每间隔1个孔均布1个螺栓，内螺栓螺母2与外螺栓螺母1各需要75个，总共需要150个螺栓螺母，拧紧螺母并校正检验法兰的位置，将内螺栓螺母2与外螺栓螺母1均锁紧，直至法兰外边沿无间隙为止，如图3所示。第九步，筒体定位焊接：筒体定位并报检合格后，在滚轮架上同时对称焊接左、右两道环缝，焊接时，首先在外侧焊接2~3层，然后在内侧清根后焊接，过程中根据法兰变形情况内外交替焊接，焊接过程中，检验法兰的变形情况，在法兰内侧对称拉线检测，如图4所示。第十步，焊接完成检测：法兰焊接工作完成同时焊缝完全冷却后，拆除螺栓螺母，检验法兰面变形情况，根据通用制作图的要求，法兰平面度要求控制在2mm之内，法兰本体焊后椭圆度控制在±2.0mm之内，完成焊接。焊接之前必须进行检验，检验项目包括螺栓的状态、对接坡口的状态以及错边尺寸，错边尺寸的公差3mm。在上述各个步骤中，在对于法兰的平面度进行测量时，其具体测量步骤通过下述步骤得以实现：第一步，测量工具的选择：选用瑞典damaliniab公司制造的easy-lasertme910，e915。第二步，发射器的安装：将发射器的旋转头置于底盘中心，并用六角扳手将两颗固定螺丝依次分三次预紧，如图7所示。第三步，发射器的架设：如图8所示，将筒体的纵焊4缝转动到6点钟位置，将发射器3置于4点半左右位置，支点朝外，两个调整旋钮朝内。第四步，测量密度的确定：测量密度,就是在法兰上测量多少点，测量密度过高,增加无谓的工作量；测量密度过低,不能完全反映法兰的平面度变化量及变化趋势,甚至会将尖峰点漏掉，所以，合理的测量密度是非常重要的。第五步，测量点的编号：筒体的焊缝处开始,顺时针依次编号，若同时测内倾度,则先内后外编号，如图9所示。第六步，激光面的粗调：采用三点法,将三点处的激光都调整到靶中央环，如图10所示，1点是近点,尽量靠近激光发射器支点，2点是a旋钮和支点的延长线与法兰外侧的交点，3点是旋钮b和支点的延长线与法兰外侧的交点；先将e5（即瑞典damaliniab公司制造的easy-lasertme915）激光探测器放置于1点，将e5在探杆上下移动,使激光落在psd中央，固定两螺钉,使e5不能在探杆上滑动；把两个标靶放在近点，使激光完全通过中间缝隙；将标靶放置于2点,调整b旋钮,使激光落在中间缝隙；将标靶放置于3点,调整a旋钮,使激光落在中间缝隙。激光发射器的调整旋钮，粗调旋钮,粗调时用，锁紧旋钮,只锁粗调旋钮,不锁微调旋钮；检查微调旋钮,将微调旋钮旋至正常位置,距离粗调旋钮2.5mm处；松开锁紧旋钮；调整粗调旋钮,目测将激光调至靶中心缝隙；固定锁紧旋钮；微调旋钮,精调时用；检查锁紧旋钮,确认已经锁紧；用主机监视,调整微调旋钮,达到所需要的数据；注意不能超过最大行程5.5mm,否则有可能导致调整细牙的损坏。第七步，激光面的精调：对顶部法兰进行测量时需要激光精调，其他法兰不需要，采用三点法,将三点处的探测器读数控制在0～0.2的范围内；将e5放置于1点,选择按ok进入测量程序，按0将该点读数逻辑0；将e5放置于2点,调整b旋钮,使读数在0～0.2的范围内；将e5放置于3点,调整a旋钮,使读数在0～0.2的范围内；重复以上步骤确保三点读数都在0～0.2的范围内。第八步，激光探测器的架设：探测器在探杆上要锁紧，探测器的重心要落在磁吸座上,不能落在磁吸座之外。第九步，平面度测量：对需要测量的法兰的平面度进行测量，并根据测量结果判断法兰平面度是否达到要求。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。当前第1页12