專利名稱：風電安裝船樁腿的制作工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風電安裝船樁腿的制作工藝。
背景技術(shù)：
如今，國外風電發(fā)展著眼于深海風電，作業(yè)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(gòu)。在沿?；緹o風電。國內(nèi)目前沒有一條適用于沿海灘涂風電安裝的作業(yè)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(tǒng)，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(tǒng)將平臺升起、定位進行風電安裝作業(yè)。風電安裝分為打樁作業(yè)和風塔安裝作業(yè)兩個步驟。浮式風電安裝平臺安裝風電設(shè)備的作業(yè)模式為平臺機動到指定位置，利用錨泊系統(tǒng)對平臺進行粗定位，開始風電安裝作業(yè)。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(yè)。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(tǒng)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(tǒng)的平臺機動到位后，使用液壓升降系統(tǒng)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(yè)可連續(xù)進行，一般安裝一個風塔只需要兩天左右，大大提高了作業(yè)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(fā)明內(nèi)容
本發(fā)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(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)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(jié)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(qū)域根據(jù)管節(jié)半徑壓弧，開出坡口；
(3)、管節(jié)卷制前要制作檢測樣板，檢測樣板內(nèi)外靠模，樣板長度應(yīng)大于1/3圓周長；
(4)、管節(jié)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(jié)卷制，鋼板的對接錯位控制在2mm以內(nèi)，板縫兩端用同材質(zhì)同厚度的鋼板作為引弧板固定，中間部分在外側(cè)定位焊，即1/3坡口側(cè)；
(7)、卷制結(jié)束的管節(jié)經(jīng)檢驗合格后方可進行焊接，管節(jié)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(jié)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(nèi)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(jié)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(jié)的內(nèi)部安裝加強角鋼
(1)、內(nèi)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(nèi)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(nèi)部加強角鋼的反變形作用，每個管節(jié)內(nèi)部的加強角鋼可先裝配點焊，待兩個管節(jié)拼接后再劃線裝焊；
D、樁腿由11個管節(jié)組成，分別為第一管節(jié)、第二管節(jié)、第三管節(jié)、第四管節(jié)、第五管節(jié)、 第六管節(jié)、第七管節(jié)、第八管節(jié)、第九管節(jié)、第十管節(jié)和第十一管節(jié)；
F、將第一管節(jié)、第二管節(jié)、第三管節(jié)和第四管節(jié)對接組成第一大分段，將第五管節(jié)、第六管節(jié)和第七管節(jié)對接組成第二大分段，將第八管節(jié)、第九管節(jié)、第十管節(jié)和第十一管節(jié)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(jié)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(yīng)互相垂直；
J、沿覆板插銷孔在筒體上劃線
(1)、清理孔內(nèi)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(xù)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(xiàn)場合攏時裝焊； M、覆板二次裝配
(1)、按做好的標記順序?qū)⒏舶逡来窝b配到樁腿上后，檢驗合格進行焊接；
(2)、焊后打磨插銷孔內(nèi)部；
N、裝焊內(nèi)部防海水結(jié)構(gòu)進樁腿內(nèi)部焊接內(nèi)部防海水結(jié)構(gòu)，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(nèi)直線度誤差不超過5mm，檢驗插銷孔，報QC檢驗。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點
本發(fā)明采用分段制作，最終整體合攏的技術(shù)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?？墒棺罱K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(nèi)直線度誤差不超過5mm。
具體實施例方式
為了加深對本發(fā)明的理解，下面將結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳述，該實施例僅用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護范圍的限定。本發(fā)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(jié)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(qū)域根據(jù)管節(jié)半徑壓弧，開出坡口；
(3)、管節(jié)卷制前要制作檢測樣板，檢測樣板內(nèi)外靠模，樣板長度應(yīng)大于1/3圓周長；
(4)、管節(jié)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(jié)卷制，鋼板的對接錯位控制在2mm以內(nèi)，板縫兩端用同材質(zhì)同厚度的鋼板作為引弧板固定，中間部分在外側(cè)定位焊，即1/3坡口側(cè)；
(7)、卷制結(jié)束的管節(jié)經(jīng)檢驗合格后方可進行焊接，管節(jié)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(jié)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(nèi)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(jié)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(jié)的內(nèi)部安裝加強角鋼
(1)、內(nèi)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(nèi)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(nèi)部加強角鋼的反變形作用，每個管節(jié)內(nèi)部的加強角鋼可先裝配點焊，待兩個管節(jié)拼接后再劃線裝焊；
D、樁腿由11個管節(jié)組成，分別為第一管節(jié)、第二管節(jié)、第三管節(jié)、第四管節(jié)、第五管節(jié)、 第六管節(jié)、第七管節(jié)、第八管節(jié)、第九管節(jié)、第十管節(jié)和第十一管節(jié)；
F、將第一管節(jié)、第二管節(jié)、第三管節(jié)和第四管節(jié)對接組成第一大分段，將第五管節(jié)、第六管節(jié)和第七管節(jié)對接組成第二大分段，將第八管節(jié)、第九管節(jié)、第十管節(jié)和第十一管節(jié)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(jié)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(yīng)互相垂直；
J、沿覆板插銷孔在筒體上劃線
(1)、清理孔內(nèi)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(xù)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(xiàn)場合攏時裝焊； M、覆板二次裝配
(1)、按做好的標記順序?qū)⒏舶逡来窝b配到樁腿上后，檢驗合格進行焊接；
(2)、焊后打磨插銷孔內(nèi)部；N、裝焊內(nèi)部防海水結(jié)構(gòu)進樁腿內(nèi)部焊接內(nèi)部防海水結(jié)構(gòu)，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(nèi)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(zhì)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(diào)整壓緊高度。測量周長控制士5mm以內(nèi)來控制卷圓時的板材延伸率。卷圓檢查調(diào)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(diào)節(jié)十字螺絲，使用外力調(diào)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(zhì)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(fā)生變形，要求直徑控制在士2mm以內(nèi)。焊接蓋面，焊接冷卻后二次測量做微調(diào)。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(zhì)量。同時，為后續(xù)生產(chǎn)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(shè)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(shè)計時其中心點可貫通，利用激光經(jīng)緯儀檢測控制；環(huán)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(jié)構(gòu)，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(nèi)部環(huán)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(nèi)部防海水結(jié)構(gòu)全部采用12mmCCSAH36的船板。本發(fā)明采用分段制作，最終整體合攏的技術(shù)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(nèi)直線度誤差不超過5mm。
權(quán)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(jié)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(qū)域根據(jù)管節(jié)半徑壓弧，開出坡口；(3)、管節(jié)卷制前要制作檢測樣板，檢測樣板內(nèi)外靠模，樣板長度應(yīng)大于1/3圓周長；(4)、管節(jié)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(jié)卷制，鋼板的對接錯位控制在2mm以內(nèi)，板縫兩端用同材質(zhì)同厚度的鋼板作為引弧板固定，中間部分在外側(cè)定位焊，即1/3坡口側(cè)；(7)、卷制結(jié)束的管節(jié)經(jīng)檢驗合格后方可進行焊接，管節(jié)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(jié)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(nèi)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(jié)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(jié)的內(nèi)部安裝加強角鋼(1)、內(nèi)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(nèi)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(nèi)部加強角鋼的反變形作用，每個管節(jié)內(nèi)部的加強角鋼可先裝配點焊，待兩個管節(jié)拼接后再劃線裝焊；D、樁腿由11個管節(jié)組成，分別為第一管節(jié)、第二管節(jié)、第三管節(jié)、第四管節(jié)、第五管節(jié)、 第六管節(jié)、第七管節(jié)、第八管節(jié)、第九管節(jié)、第十管節(jié)和第十一管節(jié)；F、將第一管節(jié)、第二管節(jié)、第三管節(jié)和第四管節(jié)對接組成第一大分段，將第五管節(jié)、第六管節(jié)和第七管節(jié)對接組成第二大分段，將第八管節(jié)、第九管節(jié)、第十管節(jié)和第十一管節(jié)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(jié)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(yīng)互相垂直；J、沿覆板插銷孔在筒體上劃線(1)、清理孔內(nèi)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(xù)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(xiàn)場合攏時裝焊； M、覆板二次裝配(1)、按做好的標記順序?qū)⒏舶逡来窝b配到樁腿上后，檢驗合格進行焊接；(2)、焊后打磨插銷孔內(nèi)部；N、裝焊內(nèi)部防海水結(jié)構(gòu)進樁腿內(nèi)部焊接內(nèi)部防海水結(jié)構(gòu)，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(nèi)直線度誤差不超過5mm，檢驗插銷孔，報QC檢驗。
全文摘要
本發(fā)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(jié)的制作；管節(jié)的內(nèi)部安裝加強角鋼；制作第一至第十一管節(jié)；將第一至第四管節(jié)對接組成第一大分段，將第五至第七管節(jié)對接組成第二大分段，將第八至第十一管節(jié)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(nèi)部防海水結(jié)構(gòu)；焊后打磨；報QC檢驗。本發(fā)明采用分段制作，最終整體合攏的技術(shù)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(yōu)先權(quán)日2011年9月28日
發(fā)明者周林, 陸建 申請人:南通潤邦海洋工程裝備有限公司