海上风电导管架制造步骤及检验注意点概述
龙源如东海上风电导管架基础制造流程及检验
注意点简介
BV I&F CHINA
WIND POWER
Nicky Cheng
12th Jun, 2013
目录
1.项目背景简介
2.导管架概况
3.导管架制造流程介绍
4.检验计划介绍及检验过程中的注意点
1.项目背景简介
江苏如东150MW海上风电场示范工程一期由21台西门子2.38MW风电机组及15台华锐3MW风电机组组成，其中西门子2.38MW风电机组采用五管桩导管架基础，华锐3MW风电机组采用单管桩基础。
BV风电部门负责该36套海上风电机组基础钢结构的制造过程监造任务，其中单管桩在振华大南通基地生产，导管架由南通海洋水建总包，四家制作单位分包生产。整个项目历时月6个月，截止2011年12月10日南通中洲最后一台导管架装船结束。
本次介绍即为在南通中洲监造的11台导管架的一些情况。
2. 导管架概况
本项目导管架总高11550mm，桩腿轴线直径Φ19000mm。导管架由不同厚度的热轧低合金高强度结构钢板（标准：GB/T1591-2008、GB5313-85）经下料、卷制、拼装、焊接、防腐、舾装件安装、检测等多道工序而成，材质为：Q345D及Q345D-Z15（T=50mm及T=35mm），且要求所有钢板必须为正火一级探伤板。
该导管架由主筒体、上斜撑、下斜撑、水平撑和桩套管组成，舾装件有平台、爬梯、电缆管、牺牲阳极及防撞装置。主筒体由4段筒节（上直段Φ4200X50mm、锥体Φ4200XΦ2500X40mm和下直段Φ2500X50mm）和桩顶法兰组成，主筒体内部有加强结构及内平台。桩套管由2节T=35mm钢板组成，内部焊有螺纹钢剪力键。上斜撑由T=28mm、T=24mm及T=18mm钢板组成，其中T=28mm筒节位于上斜撑与主筒体合拢节点，T=24mm筒节位于上斜撑与桩套管合拢节点。下斜撑由T=24mm及T=18mm钢板组成，其中T=24mm筒节位于下斜撑与主筒体及下斜撑与桩套管合拢节点。水平撑为T=10mm直缝钢管。
3.导管架制造流程介绍
导管架生产流程如下：
前期准备--数控切割下料、坡口--筒节卷制成型--纵缝焊接--纵缝UT--二次校圆--筒体拼装--环缝焊接--UT检测--主筒体尺寸检测--部件喷砂油漆--导管架拼装焊接--合拢口UT检测--导管架整体尺寸检验--舾装件安装--振动时效试验--合拢口油漆修补及导管架油漆统喷--装船发运
备注：由于南通中洲的生产设施有限，其在导管架生产过程中采取的是部件喷砂防腐+合拢口防腐处理的模式，该施工模式存在一定的质量隐患，后面会有详细说明。
4. 检验计划介绍及检验过程中的注意点
1. 检验计划介绍
本检验计划是按照导管架设计单位的导管架施工技术要求，从导管架生产的前期准备，制作过程等方面，对导管架生产过程中的各个质量控制节点进行了阐述，重点从材料控制、部件焊接质量及尺寸精度、导管架大合拢的焊接质量及尺寸精度、导管架涂装方面进行了控制。
下面就检验计划中的几点检验项进行阐述：
原材料清单及焊缝布置图（weld map）、焊缝追踪表（weld log）由于导管架的部件比较多，生产过程中可能会出现材料错用的情况，故在生产前，要求制造厂提供材料清单，且材料清单中同一部件所用的材料应该归类，这样减少免材料错用的发生几率。
焊接质量是导管架生产过程中的重点，这就要求制造厂拥有有效的焊接过程监控，焊缝布置图（weld map）、焊缝追踪表（weld log）可对导管架的每条焊缝的焊接情况进行追踪，包括焊工、焊接工艺条件、NDT检验等等。焊缝布置图（weld map）还可以用于导管架的材料追踪。
4. 检验计划介绍及检验过程中的注意点
无损检测
本项目导管架为五管桩导管架，导管架合拢口焊缝均为TKY管节点，属
于疲劳节点，故导管架的焊接质量特别是合拢口焊接质量是导管架生产过程中的重点，在导管架的监造过程中，该检验项也是BV检验师监控的重点，并且BV检验师及业主也对每台导管架的合拢焊缝进行了一定比例的UT抽检，发现了一些问题，此措施对制造厂进一步提高焊接质量起到了一定的作用。
由于设计单位对合拢口焊缝的磁粉检测没有规定，但考虑到合拢口焊缝均为CO2焊接，且为TKY管节点，故在检验计划中增加了合拢口焊缝的磁粉检测。
尺寸控制
导管架的尺寸控制是导管架生产过程中的另一个监控重点，它关系到导管架能否顺利吊装，塔筒安装后的垂直度能否保证等。
防腐控制
由于导管架的使用环境为潮间带，涨潮时，导管架下部分处于潮水的浸
泡中，退潮时，下部分露出水面，该部分可认为是潮差区，导管架上部分为浪溅区。根据设计要求，制造厂使用的油漆配套如下：（未列出舾装件配套）
导管架外表面
涂层产品名称干膜厚度/um
第一道SIGMASHIELD 880GF耐磨玻璃鳞片环氧涂料400
第二道SIGMASHIELD 880GF耐磨玻璃鳞片环氧涂料350
第三道SIGMADRU 188HB脂肪族聚氨酯面漆50导管架内表面、内平台表面
涂层产品名称干膜厚度/um
第一道SIGMAZINC 109HS环氧富锌底漆50
第二道SIGMASHIELD 380改性耐磨环氧中间漆250
第三道SIGMADRU 188HB脂肪族聚氨酯面漆50根据设计单位的施工技术要求，导管架外表面油漆施工完工后，需要做漏涂点检测，其余检验项目均为常规检验项目。
2. 检验过程中的注意点
原材料方面
由于导管架结构的特点，故在其主筒体及装套管的材料选用上选择了
Q345-Z15材料，以满足主筒体与装套管所承受的Z向载荷。故我们在审核制造厂提交的材料清单及材料质保书时，一定要注意材料选用是否符合图纸及技术要求的规定，并且材料复验是否按照技术要求进行。
下面两点即为材料不符合的例子：
由于首两台8#和1#导管架供货期较紧，总包方南通市海洋水建在征得业主方同意的前提下，使用ASTM A709及部分AB EH36船用钢板代替规范要求的Q345D(Q345D-Z15)，该钢板为非探伤板，且不是正火板。业主方同意总包方与设计方交涉以获取材料代用认可，BV检验师在Punch List中对该问题进行记录。
首两台8#和1#导管架钢板理化性能复试报告不规范、无报告章，实验室无资质，理化试验依据的标准为ASTM A709标准，未按照GB/T 1591-2008复验，且T=50mm及T=35mm钢板复验时，未做Z向性能试验。BV检验师与总包方沟通无果的情况下，向业主方通报了上述情况，并在Punch List中进行了记录。后续9台导管架钢板在新韩通船厂进行下料，钢板理化性能复验也由驻新韩通船厂的同事进行见证。
◆部件制造方面
在导管架部件制造时，要注意各类撑杆的制作是否符合技术条件的要求，技术条件对对每个筒节的最小长度做了规定，但在现场施工时，有可能考虑到钢板的利用率及钢板采购的因素，会出现以下不符合的现象。
按照设计方技术规范要求，导管架各构件所有筒节长度不得低于2m，但在导管架制作过程中，9#、15#、3#、6#、2#和4#导管架上斜撑和下斜撑中均有φ1400X980mm和/或
φ1100X980mm的筒节出现，BV检验师向业主方和总包方进行了通报，总包方回复说将会向设计方申请设计变更，BV检验师在Punch List中进行了记录。
◆尺寸控制方面
在导管架制造过程中，尺寸控制非常重要，它直接关系到导管架能否顺利吊装及塔筒的垂直度能否满足等。
部件制造时：
●撑杆的直线度：撑杆的作用是支撑主筒体以保证主筒体的稳定，风机
运行过程中的摆动载荷一般都由撑杆来承受。撑杆的直线度要有所控制，这一点在技术条件里虽然没有明确规定，但是如果直线度偏差太大的话，
对撑杆的稳定性会有影响，撑杆可能会失稳导致撑杆折损。
●主筒体的法兰平面度、内倾度及椭圆度：法兰平面度、内倾度及椭圆度
直接关系到塔筒与导管架是否能顺利对接，这一点至关重要，一定要严格控制。
●桩套管椭圆度：桩套管的椭圆度有可能会被忽视，但是如果桩套管的椭
圆度得不到保证，有可能导致钢管桩套不进桩套管内。
桩套管板厚t=35mm，内径φ1800mm，且其内壁上装有φ25mm的螺纹钢剪力键，其实际有效内径为φ1680mm，钢管桩外径φ1400mm，其外表面也装有φ25mm的螺纹钢剪力键，其有效外径为φ1450mm。如果不考虑制造误差，桩套管与钢管桩的理论单边间隙为115mm。如果加上部件制造误差及导管
架合拢后的桩套管垂直度误差的话，很有可能会出现导管架套不进钢管桩的现象。
所以桩套管椭圆度控制很重要。
导管架大合拢时：
●地样尺寸检验：导管架大合拢前，需要对合拢场地的地样进行尺寸复测，
复测的依据是海上打桩结束后的沉桩尺寸测量图纸。该图纸提供了海上打桩的实际桩位尺寸，导管架大合拢时各桩套管间及装套管与主筒体间的位置关系在该图纸上均有体现。
●主筒体上法兰水平度：主筒体胎架就位后，需要对主筒体上法兰校水平，
只有上法兰水平度符合要求后（一般规定在2mm以内），才能进行后续的合拢作业。并且在所有装配工作结束后、焊接施工开始前，需要多法兰的水平度进行复测，合格后方能开始焊接工作。
●导管架焊前及焊后整体尺寸：
1）导管架装配结束后、焊接施工前，需对导管架进行整体尺寸的检验，包括主筒体上法兰水平度、各桩套管间及装套管与主筒体间的相对尺寸。
特别提醒：导管架焊前尺寸检验时，特别要注意，导管架合拢时，桩套管需要留有一定
的焊接反变形量，不然待焊后测量时，由于焊接变形，桩套管会向主筒体方向收缩，装套管垂直度一定会超差。
2）导管架焊接结束后，同样需要对包括主筒体上法兰水平度、各桩套
间及装套管与主筒体间的相对尺寸进行测量，并记录整理成导管架焊后尺寸报告。
◆防腐施工方面
导管架本体油漆为SIGMASHIELD 880GF（耐磨玻璃鳞片环氧涂料）
+SIGMADRU 188HB（脂肪族聚氨酯面漆），总膜厚为800μm（750+50μm）。
由于南通中洲的生产设施限制，导管架防腐施工采取分步式施工，先对导管架部件在车间进行防腐施工，且只进行880GF施工，待导管架大合拢
结束后，对合拢口进行880GF油漆修补处理，然后再进行面漆188HB统喷。
这样的施工组织方式对导管架的防腐有以下影响：
●合拢口采取机械打磨的方式进行除锈作业，其除锈等级及表面粗糙度可
能不会有喷砂除锈效果好，对合拢口区域的油漆附着力不利。
●合拢口局部补漆，采用滚涂的方式进行施工，漆膜内部会产生很多气泡，
对防腐效果不利。（备注：合拢口大部分位于潮差区，仅上斜撑杆与主筒体的合拢口在浪溅区）
●合拢口区域油漆修补时，漆膜厚度普遍偏低。或者一次性补足750μm的
厚度，这样容易导致溶剂滞留。
●导管架部件880GF施工结束到导管架合拢结束、188HB面漆施工之间的时
间间隔一般在15天左右，但188HB对880GF的最大覆涂间隔在7~10天，如果超过覆涂间隔而未做拉毛处理的话，会导致面漆与中间漆间的附着力下降，严重情况下会导致面漆脱落。
下面是几个具体的防腐施工的问题：
?车间制作阶段：
BV检验师对车间制作阶段的油漆施工进行了检验，部分构件在车间油漆施工过程中有环境湿度超标的现象出现，并且前8台导管架构件在车间油漆施工过程中，由于工装原因，漆膜损坏情况较严重，后3套导管架构件有单度油漆喷涂1000μm的情况，这将导致油漆内部的溶剂滞留在漆膜内、且单度油漆过厚有漆膜开裂的隐患。以上情况，BV检验师均在Punch List上进行了记录，并在发现上述问题时，及时向业主方进行了电话或邮件的通报。
?现场合拢阶段
1）部分导管架油漆破损处油漆修补不规范，在油漆修补前，大部分破损处未进行过渡坡口打磨而直接将油漆补涂到破损区域，这样会导致该处油漆脱落。
2）由于前6台导管架构件在车间防腐阶段，油漆只做到中间漆880GF，面漆188HB待导管架合拢结束后统喷。导管架现场合拢周期一般在15天左右，而880GF对188HB的覆涂间隔在7~10天，如果超过覆涂间隔而未做拉毛处理的话，会导致面漆与中间漆间的附着力下降，严重情况下会导致面漆脱落。在导管架现场合拢阶段面漆施工前，部分导管架未做880GF拉毛处理或只做了部分拉毛处理。
3）按照技术规范要求，导管架油漆需做电火花漏涂点检测，但在导管架实际制作时，制造厂要么在中间漆完工阶段进行电火花漏涂点检测，部分导管架未做电火花漏涂点检测。
4）部分导管架（5#）合拢焊缝区域880GF油漆补涂结束后，由于气温太低，导致880GF油漆补涂区域油漆未干，制造厂为赶船期，上斜撑两端合拢焊缝区域在880GF油漆未干的情况下进行了188HB面漆的施工，下斜撑和水平撑两端合拢焊缝区域188HB面漆由油漆施工人员在船上补涂。
5）根据设计方设计变更要求，导管架在面漆施工结束后，需对导管架特定区域做辣椒素油漆以防止海生物附着在导管架上，但是制造厂在前7台导管架制作时，未对导管架进行辣椒素油漆施工，仅后4台导管架（4#、20#、21#和5#）进行了辣椒素油漆的施工，其中5#导管架辣椒素油漆由油漆施工人员在船上滚涂，BV检验师未能见证。
以上情况，BV检验师均在Punch List上进行了记录，并在发现上述问题时，及时向业主方进行了电话或邮件的通报。
以上一概言论均属个人无稽之谈，如有不当或错误之处，恳请各位大侠指正，我必虚心接受之