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科普丨能支撑上百吨的风电机组,塔筒如何制造?

日期:2025-10-30    来源:能课堂

国际风力发电网

2025
10/30
08:41
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关键词: 风电塔筒 风电设备 陆上风电

一台陆上风机,叶轮直径150米,轮毂中心高100米——相当于33层楼。能把机舱和叶轮稳稳托住的,是一支自重200-300吨的锥形塔筒。它不像叶片那样张扬,却是整个机组的“脊梁”。从一张扁平钢板到百米锥筒,要经过加热、卷曲、焊接、喷砂、涂装、预应力张拉等十几道工序,每一步都有公开的国家标准盯守,也有公开的数据可查验——风电机组塔筒制造全过程。

原材料:

制造塔筒用的是热轧卷板,厚度20–40mm,屈服强度355MPa(Q355E),冲击功-40℃≥34J(GB/T 15957-2018公开值)。卷板宽度2–3m,单重20–30吨,相当于一辆轻型坦克。

关键检验:每卷板要做拉伸、冲击、弯曲三件套,任何一项不合格,整卷退回——因为塔筒不允许“带伤上岗”。

开卷与矫直:

卷板在热轧后带有弧度,需通过四辊矫直机,来回三次,平直度≤1mm/m(公开工艺图可见)。矫直力约2000kN,相当于200吨重物压在钢板上——这是第一道“力学按摩”。

数控切割:画线、打孔、开坡口一次完成

激光或等离子切割,误差≤0.5mm。同时开出“V型坡口”,角度30°±2°,留根2mm——这是为后续埋弧焊准备的“咬合面”。切割烟尘经湿式除尘后排放,粉尘浓度<10mg/m³(公开环监数据可见)。

四辊卷板:

卷板机上下四辊,辊径1.2–1.5m,辊长3–4m。钢板在750–800℃下热卷(公开温度记录可见),回弹量3–5mm,卷制力约3000kN。

关键控制:锥度误差≤1mm/m,圆度误差≤3mm——因为圆度差1mm,环向焊缝应力就增加约5MPa。

纵缝焊接:

卷制后留下一条纵向缝,长度10–15m,采用埋弧自动焊,电流800–1000A,电压30–35V,速度0.3m/min。

公开数据:焊缝金属冲击功-40℃≥34J,与母材等同;任何一条超标缺陷(>3mm气孔)必须返修——返修次数≤2次,否则整节报废。

环缝焊接:

单节筒长2–3m,用环缝拼成30–40m整体。环缝同样埋弧焊,但采用“内焊+外焊”双道,外焊前用碳弧气刨清根,刨深4–6mm(公开工艺卡可见)。

公开检验:100%超声波+100%磁粉,缺陷当量≤2mm,超过即返修。

喷砂与涂装:

喷砂Sa2.5级(GB/T 8923.1-2011公开照片可见),表面粗糙度50–75μm。环氧富锌底漆80μm,环氧中间漆120μm,聚氨酯面漆60μm,总厚度220–260μm。

公开数据:盐雾试验1000h,划痕扩展<2mm——相当于在C5-M盐雾区30年不锈。

法兰与预应力:

顶部法兰厚度80–120mm,外径4–6m,用环锻件热装,过盈量0.1–0.2mm(公开尺寸图可见)。

预应力张拉:48根M72螺栓,张拉力350kN,伸长量0.4mm,公开张拉记录可见。张拉完成24h后,复检力损失≤5%,否则补张。

出厂检验:

1. 几何:圆度≤3mm,直线度≤1mm/m,总长度偏差≤5mm。

2. 力学:焊缝冲击功-40℃≥34J,与母材等同。

3. 表面:涂层厚度220–260μm,无漏涂、无气泡。

任何一项不合格,整节报废——因为塔筒不允许“带病上岗”。

(部分图片来源网络,仅为科普使用,如有侵权,请私信联系删除。)

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