專利名稱：風電安裝船樁腿的制作工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種風電安裝船樁腿的制作工藝。
背景技術：
如今，國外風電發展著眼于深海風電，作業水深大約20-30米，風電安裝平臺尺寸大，平臺重量大，大都采用六腿齒條、齒輪泵升降機構。在沿海基本無風電。國內目前沒有一條適用于沿海灘涂風電安裝的作業平臺，僅有的坐底式的風電安裝平臺機動困難，受風浪影響大，依賴潮水，安裝精度滿足不了風電安裝的需求。沿海風電安裝船所需4樁腿液壓升降系統，可解決沿海風電安裝受風浪影響，平臺到達風電安裝的指定位置，使用液壓升降系統將平臺升起、定位進行風電安裝作業。風電安裝分為打樁作業和風塔安裝作業兩個步驟。浮式風電安裝平臺安裝風電設備的作業模式為平臺機動到指定位置，利用錨泊系統對平臺進行粗定位，開始風電安裝作業。由于受海浪和潮水升降影響，打樁步驟定位很難控制，需要良好的海況才能作業。吊裝步驟過程中對接風電塔筒、機艙和風葉效率很差，很難準確的定位對接，往往多次對接才能完成，導致安裝一個完整的風塔需要幾天到一周時間，滿足不了風電安裝的需求。而使用液壓升降系統的風電安裝平臺可以解決海浪和潮水的問題，裝備了液壓升降系統的平臺機動到位后，使用液壓升降系統將平臺升起，平臺離開水面，不受風浪和潮水影響，打樁和吊裝作業可連續進行，一般安裝一個風塔只需要兩天左右，大大提高了作業效率，滿足風電安裝的需求，所以在制作樁腿時，需控制好樁腿圓度的精度及樁腿在分段制造中的制造精度。
發明內容
本發明的目的是為了克服以上的不足，提供一種操作方便、省時省力、安全可靠的風電安裝船樁腿的制作工藝。本發明的目的通過以下技術方案來實現一種風電安裝船樁腿的制作工藝，包括以下步驟
A、單個管節的制作
(1)、卷制前檢驗鋼板的厚度、尺寸、對角線、平面度，劃線，敲樣沖眼，合格后方可進入
下一道工序；
(2)、卷制前先用油壓機在卷板機卷壓不到的板端區域根據管節半徑壓弧，開出坡口；
(3)、管節卷制前要制作檢測樣板，檢測樣板內外靠模，樣板長度應大于1/3圓周長；
(4)、管節在輥床上定位準確后進行輥制；
(5)、輥床上的壓頭及輥圓時加工面與樣板間隙要求<2. Omm ；
(6)、端部壓彎弧度的鋼板送到卷板機進行管節卷制，鋼板的對接錯位控制在2mm以內，板縫兩端用同材質同厚度的鋼板作為引弧板固定，中間部分在外側定位焊，即1/3坡口側；
(7)、卷制結束的管節經檢驗合格后方可進行焊接，管節卷制縱縫對接采用埋弧自動焊焊接前裝好引弧板，并仔細檢查坡口直線度、平面度、坡口角度和清潔度，要求單個管節直線度小于2mm，平面度小于2mm，對于V或X型坡口要求組合后夾角大于50°，坡口內部表面光滑平整呈金屬光澤，檢查合格后采用SAW自動焊，要求一面焊接完后進行背面清根，清根后仔細打磨滿足上述要求后再進行SAW自動焊；
(8)、管節筒體拼縫焊接，焊接前預熱溫度為80-100°C ；
(9)、UT檢測合格后，回圓，直徑公差士2mm，檢驗合格后方可流入下道工序；
B、管節的內部安裝加強角鋼
(1)、內部加強角鋼理論尺寸Φ3204，實際制作尺寸為Φ3200；
(2)、加強角鋼的16mm法蘭板先行拼板，然后裝焊內部沈*300加強圈，以及16mm的小筋板，要求最終加強角鋼的外徑48mm壁厚時Φ 3200 士 2mm，42mm壁厚時Φ 3210 士 2mm，檢驗合格后方可流入下道工序；
C、加強角鋼裝配為了利用內部加強角鋼的反變形作用，每個管節內部的加強角鋼可先裝配點焊，待兩個管節拼接后再劃線裝焊；
D、樁腿由11個管節組成，分別為第一管節、第二管節、第三管節、第四管節、第五管節、 第六管節、第七管節、第八管節、第九管節、第十管節和第十一管節；
F、將第一管節、第二管節、第三管節和第四管節對接組成第一大分段，將第五管節、第六管節和第七管節對接組成第二大分段，將第八管節、第九管節、第十管節和第十一管節對接組成第三大分段；
G、三個大分段的四周插銷孔覆板分段單獨機加工，機加工結束后，按零件圖開坡口；
H、將三個大分段進行預合攏
(1)、首先檢驗各個分段圓度、縱向尺寸偏差，合格后方可進行預合攏；
(2)、分段對接處使用同厚度同等級的馬板連接，分段位置坡口較特殊，合攏處筒體對接形式，
(3 )、首先將第二大分段和第三大分段進行預合攏，合攏處使用馬板進行固定；
(4)、其次將上述步驟合攏形成的分段與第一大分段進行預合攏，合攏處使用馬板進行固定；
(5)、預合攏之后檢驗整個樁腿部分的圓度，縱向尺寸偏差，合格后方可進行覆板裝
配；
I、劃線裝配步驟G中的所述插銷孔覆板并做好標記
(1)、在覆板上劃4條十字交叉縱向基準線以及插銷孔橫向基準線；
(2)、從底部第一塊覆板開始裝配，按上述劃線尺寸進行裝配，特別注意覆板拼縫處左右兩個插銷孔縱向間距公差，裝配檢驗要求插銷孔縱向間距公差士 1mm，10個孔累計誤差 5mm，橫向間距公差士 1. 5mm,同一水平位置的四個插銷孔上下偏差不大于1mm，插銷孔中心對準樁腿圓心，左右與前后的中心線應互相垂直；
J、沿覆板插銷孔在筒體上劃線
(1)、清理孔內筒體表面，要求表面平順，光滑；
(2)、沿著覆板插銷孔輪廓在筒體上劃線，所劃線必須垂直于筒體表面，線條必須清
晰；
K、卸掉插銷孔覆板(1)、在裝配好的覆板上面做好標記，要求必須明確每塊覆板的位置，端頭朝向；
(2)、卸掉插銷孔覆板，并擺放整齊，按組別進行擺放； L、仿形切割筒體上插銷孔
(1)、切割第一個插銷孔后檢驗尺寸后，方可繼續切割；
(2)、覆板在合攏縫左右各IOOmm劃線并切割，并點焊在附近筒體上，現場合攏時裝焊； M、覆板二次裝配
(1)、按做好的標記順序將覆板依次裝配到樁腿上后，檢驗合格進行焊接；
(2)、焊后打磨插銷孔內部；
N、裝焊內部防海水結構進樁腿內部焊接內部防海水結構，焊接前報QC檢驗，焊后打磨光滑；
0、預合攏報驗，完工檢驗要求檢驗整個樁腿直徑Φ3300士2mm，橢圓度10mm，直線度任何樁腿長度1 !范圍內直線度誤差不超過5mm，檢驗插銷孔，報QC檢驗。本發明與現有技術相比具有以下優點
本發明采用分段制作，最終整體合攏的技術工藝，通過控制分段制作的制造精度， 保證整體合攏的制造精度。可使最終制作出的樁腿制造精度要求為整個樁腿直徑 Φ 3300士2mm;橢圓度IOmm ；直線度任何樁腿長度I^ii范圍內直線度誤差不超過5mm。
具體實施例方式
為了加深對本發明的理解，下面將結合實施例對本發明作進一步詳述，該實施例僅用于解釋本發明，并不構成對本發明保護范圍的限定。本發明風電安裝船樁腿的制作工藝的一種具體實施方式
，包括以下步驟
A、單個管節的制作，卷圓精度控制，達標士2mm:
(1)、卷制前檢驗鋼板的厚度、尺寸、對角線、平面度，劃線，敲樣沖眼，合格后方可進入
下一道工序；
(2)、卷制前先用油壓機在卷板機卷壓不到的板端區域根據管節半徑壓弧，開出坡口；
(3)、管節卷制前要制作檢測樣板，檢測樣板內外靠模，樣板長度應大于1/3圓周長；
(4)、管節在輥床上定位準確后進行輥制；
(5)、輥床上的壓頭及輥圓時加工面與樣板間隙要求<2. Omm ；
(6)、端部壓彎弧度的鋼板送到卷板機進行管節卷制，鋼板的對接錯位控制在2mm以內，板縫兩端用同材質同厚度的鋼板作為引弧板固定，中間部分在外側定位焊，即1/3坡口側；
(7)、卷制結束的管節經檢驗合格后方可進行焊接，管節卷制縱縫對接采用埋弧自動焊焊接前裝好引弧板，并仔細檢查坡口直線度、平面度、坡口角度和清潔度，要求單個管節直線度小于2mm，平面度小于2mm，對于V或X型坡口要求組合后夾角大于50°，坡口內部表面光滑平整呈金屬光澤，檢查合格后采用SAW自動焊，要求一面焊接完后進行背面清根，清根后仔細打磨滿足上述要求后再進行SAW自動焊；
(8)、管節筒體拼縫焊接，焊接前預熱溫度為80-100°C ；
(9)、UT檢測合格后，回圓，直徑公差士2mm，檢驗合格后方可流入下道工序；
B、管節的內部安裝加強角鋼
(1)、內部加強角鋼理論尺寸Φ3204，實際制作尺寸為Φ3200 ；(2)、加強角鋼的16mm法蘭板先行拼板，然后裝焊內部沈*300加強圈，以及16mm的小筋板，要求最終加強角鋼的外徑48mm壁厚時Φ 3200 士 2mm，42mm壁厚時Φ 3210 士 2mm，檢驗合格后方可流入下道工序；
C、加強角鋼裝配為了利用內部加強角鋼的反變形作用，每個管節內部的加強角鋼可先裝配點焊，待兩個管節拼接后再劃線裝焊；
D、樁腿由11個管節組成，分別為第一管節、第二管節、第三管節、第四管節、第五管節、 第六管節、第七管節、第八管節、第九管節、第十管節和第十一管節；
F、將第一管節、第二管節、第三管節和第四管節對接組成第一大分段，將第五管節、第六管節和第七管節對接組成第二大分段，將第八管節、第九管節、第十管節和第十一管節對接組成第三大分段；
G、三個大分段的四周插銷孔覆板分段單獨機加工，機加工結束后，按零件圖開坡口；
H、將三個大分段進行預合攏
(1)、首先檢驗各個分段圓度、縱向尺寸偏差，合格后方可進行預合攏；
(2)、分段對接處使用同厚度同等級的馬板連接，分段位置坡口較特殊，合攏處筒體對接形式，
(3 )、首先將第二大分段和第三大分段進行預合攏，合攏處使用馬板進行固定；
(4)、其次將上述步驟合攏形成的分段與第一大分段進行預合攏，合攏處使用馬板進行固定；
(5)、預合攏之后檢驗整個樁腿部分的圓度，縱向尺寸偏差，合格后方可進行覆板裝
配；
I、劃線裝配步驟G中的所述插銷孔覆板并做好標記
(1)、在覆板上劃4條十字交叉縱向基準線以及插銷孔橫向基準線；
(2)、從底部第一塊覆板開始裝配，按上述劃線尺寸進行裝配，特別注意覆板拼縫處左右兩個插銷孔縱向間距公差，裝配檢驗要求插銷孔縱向間距公差士 1mm，10個孔累計誤差 5mm，橫向間距公差士 1. 5mm,同一水平位置的四個插銷孔上下偏差不大于1mm，插銷孔中心對準樁腿圓心，左右與前后的中心線應互相垂直；
J、沿覆板插銷孔在筒體上劃線
(1)、清理孔內筒體表面，要求表面平順，光滑；
(2)、沿著覆板插銷孔輪廓在筒體上劃線，所劃線必須垂直于筒體表面，線條必須清
晰；
K、卸掉插銷孔覆板
(1)、在裝配好的覆板上面做好標記，要求必須明確每塊覆板的位置，端頭朝向；
(2)、卸掉插銷孔覆板，并擺放整齊，按組別進行擺放； L、仿形切割筒體上插銷孔
(1)、切割第一個插銷孔后檢驗尺寸后，方可繼續切割；
(2)、覆板在合攏縫左右各IOOmm劃線并切割，并點焊在附近筒體上，現場合攏時裝焊； M、覆板二次裝配
(1)、按做好的標記順序將覆板依次裝配到樁腿上后，檢驗合格進行焊接；
(2)、焊后打磨插銷孔內部；N、裝焊內部防海水結構進樁腿內部焊接內部防海水結構，焊接前報QC檢驗，焊后打磨光滑；
0、預合攏報驗，完工檢驗要求檢驗整個樁腿直徑Φ3300士2mm，橢圓度10mm，直線度任何樁腿長度1 !范圍內直線度誤差不超過5mm，檢驗插銷孔，報QC檢驗。樁腿的直徑是3300mm，材質EH36，筒體厚度48mm，因此為保證樁腿總裝后橢圓度達到10mm，樁腿直徑3300mm士2mm，則必須保證卷圓精度。由于樁腿板厚及坡口加工不易， 及二次加工熱變形大，會引起回圓困難，因此卷圓用四星輥卷制，并調整壓緊高度。測量周長控制士5mm以內來控制卷圓時的板材延伸率。卷圓檢查調整支撐桿，并制作圓周大于 1/4的樣模檢查圓度，圓度不夠時，調節十字螺絲，使用外力調整圓度。焊接縱縫，但不蓋面，確保焊縫不高出鋼板平面，并做UT，確保焊縫質量。回圓回圓后定位焊定位，并采用特殊運輸治具搬運確保搬運途中不發生變形，要求直徑控制在士2mm以內。焊接蓋面，焊接冷卻后二次測量做微調。上述焊接100%用焊接十字架，SAff自動焊接，目的減少變形，提高質量。同時，為后續生產拼板后劃出四角定位線及圓周90度、180度、270度等分線，確保單筒體同心度。對接時100%采用滾輪架輔助對接，用設備保證精度；對筒體加撐補強度，固化單筒體精度，補強支撐設計時其中心點可貫通，利用激光經緯儀檢測控制；環縫100%采用十字架加滾輪胎架焊接減少焊縫變形。風電安裝起重船有4根樁腿，筒體類結構，每個樁腿長度為L=58084mm，筒體直徑 D=3300mm.每根樁腿重量約為304. 5噸，4根樁腿共1218噸。樁腿筒體輥圓板采用了 48mm、 42mm等級為CCSEH36的船板，四周插銷孔覆板全部采用了 48mm等級為CCSEH36的船板，中間角鋼加強圈采用了 L160*100*14等級為CCSA36的角鋼，內部環向加強隔板分別采用了 16mm J6mm，等級為CCSAH36和CCSDH36，吊耳采用了 32mm等級為CCSDH36船板。內部防海水結構全部采用12mmCCSAH36的船板。本發明采用分段制作，最終整體合攏的技術工藝，通過控制分段制作的制造精度，保證整體合攏的制造精度。可使最終制作出的樁腿制造精度要求為整個樁腿直徑 Φ3300士2mm ；橢圓度IOmm ；直線度任何樁腿長度I^ii范圍內直線度誤差不超過5mm。
權利要求
1. 一種風電安裝船樁腿的制作工藝，其特征在于包括以下步驟A、單個管節的制作(1)、卷制前檢驗鋼板的厚度、尺寸、對角線、平面度，劃線，敲樣沖眼，合格后方可進入下一道工序；(2)、卷制前先用油壓機在卷板機卷壓不到的板端區域根據管節半徑壓弧，開出坡口；(3)、管節卷制前要制作檢測樣板，檢測樣板內外靠模，樣板長度應大于1/3圓周長；(4)、管節在輥床上定位準確后進行輥制；(5)、輥床上的壓頭及輥圓時加工面與樣板間隙要求<2. Omm ；(6)、端部壓彎弧度的鋼板送到卷板機進行管節卷制，鋼板的對接錯位控制在2mm以內，板縫兩端用同材質同厚度的鋼板作為引弧板固定，中間部分在外側定位焊，即1/3坡口側；(7)、卷制結束的管節經檢驗合格后方可進行焊接，管節卷制縱縫對接采用埋弧自動焊焊接前裝好引弧板，并仔細檢查坡口直線度、平面度、坡口角度和清潔度，要求單個管節直線度小于2mm，平面度小于2mm，對于V或X型坡口要求組合后夾角大于50°，坡口內部表面光滑平整呈金屬光澤，檢查合格后采用SAW自動焊，要求一面焊接完后進行背面清根，清根后仔細打磨滿足上述要求后再進行SAW自動焊；(8)、管節筒體拼縫焊接，焊接前預熱溫度為80-100°C ；(9)、UT檢測合格后，回圓，直徑公差士2mm，檢驗合格后方可流入下道工序；B、管節的內部安裝加強角鋼(1)、內部加強角鋼理論尺寸Φ3204，實際制作尺寸為Φ3200；(2)、加強角鋼的16mm法蘭板先行拼板，然后裝焊內部沈*300加強圈，以及16mm的小筋板，要求最終加強角鋼的外徑48mm壁厚時Φ 3200 士 2mm，42mm壁厚時Φ 3210 士 2mm，檢驗合格后方可流入下道工序；C、加強角鋼裝配為了利用內部加強角鋼的反變形作用，每個管節內部的加強角鋼可先裝配點焊，待兩個管節拼接后再劃線裝焊；D、樁腿由11個管節組成，分別為第一管節、第二管節、第三管節、第四管節、第五管節、 第六管節、第七管節、第八管節、第九管節、第十管節和第十一管節；F、將第一管節、第二管節、第三管節和第四管節對接組成第一大分段，將第五管節、第六管節和第七管節對接組成第二大分段，將第八管節、第九管節、第十管節和第十一管節對接組成第三大分段；G、三個大分段的四周插銷孔覆板分段單獨機加工，機加工結束后，按零件圖開坡口；H、將三個大分段進行預合攏(1)、首先檢驗各個分段圓度、縱向尺寸偏差，合格后方可進行預合攏；(2)、分段對接處使用同厚度同等級的馬板連接，分段位置坡口較特殊，合攏處筒體對接形式，(3 )、首先將第二大分段和第三大分段進行預合攏，合攏處使用馬板進行固定；(4)、其次將上述步驟合攏形成的分段與第一大分段進行預合攏，合攏處使用馬板進行固定；(5)、預合攏之后檢驗整個樁腿部分的圓度，縱向尺寸偏差，合格后方可進行覆板裝配；I、劃線裝配步驟G中的所述插銷孔覆板并做好標記(1)、在覆板上劃4條十字交叉縱向基準線以及插銷孔橫向基準線；(2)、從底部第一塊覆板開始裝配，按上述劃線尺寸進行裝配，特別注意覆板拼縫處左右兩個插銷孔縱向間距公差，裝配檢驗要求插銷孔縱向間距公差士 1mm，10個孔累計誤差 5mm，橫向間距公差士 1. 5mm,同一水平位置的四個插銷孔上下偏差不大于1mm，插銷孔中心對準樁腿圓心，左右與前后的中心線應互相垂直；J、沿覆板插銷孔在筒體上劃線(1)、清理孔內筒體表面，要求表面平順，光滑；(2)、沿著覆板插銷孔輪廓在筒體上劃線，所劃線必須垂直于筒體表面，線條必須清晰；K、卸掉插銷孔覆板(1)、在裝配好的覆板上面做好標記，要求必須明確每塊覆板的位置，端頭朝向；(2)、卸掉插銷孔覆板，并擺放整齊，按組別進行擺放； L、仿形切割筒體上插銷孔(1)、切割第一個插銷孔后檢驗尺寸后，方可繼續切割；(2)、覆板在合攏縫左右各IOOmm劃線并切割，并點焊在附近筒體上，現場合攏時裝焊； M、覆板二次裝配(1)、按做好的標記順序將覆板依次裝配到樁腿上后，檢驗合格進行焊接；(2)、焊后打磨插銷孔內部；N、裝焊內部防海水結構進樁腿內部焊接內部防海水結構，焊接前報QC檢驗，焊后打磨光滑；·0、預合攏報驗，完工檢驗要求檢驗整個樁腿直徑Φ3300士2mm，橢圓度10mm，直線度任何樁腿長度1 !范圍內直線度誤差不超過5mm，檢驗插銷孔，報QC檢驗。
全文摘要
本發明公開一種風電安裝船樁腿的制作工藝，包括以下步驟單個管節的制作；管節的內部安裝加強角鋼；制作第一至第十一管節；將第一至第四管節對接組成第一大分段，將第五至第七管節對接組成第二大分段，將第八至第十一管節對接組成第三大分段；三個大分段的四周插銷孔覆板分段單獨機加工；將三個大分段預合攏；劃線裝配插銷孔覆板并做好標記；沿覆板插銷孔在筒體上劃線；卸掉插銷孔覆板；仿形切割筒體上插銷孔；覆板二次裝配；焊接覆板；裝焊內部防海水結構；焊后打磨；報QC檢驗。本發明采用分段制作，最終整體合攏的技術工藝，通過控制分段制作的制造精度，保證整體合攏的制造精度。
文檔編號B23K31/02GK102416554SQ201110294789
公開日2012年4月18日 申請日期2011年9月28日 優先權日2011年9月28日
發明者周林, 陸建 申請人:南通潤邦海洋工程裝備有限公司