海上风电导管架的建造分析

张瑞 王龙

摘要：针对海上风电导管架的安装和使用要求，从导管架的整个制造流程，对导管架的制造精度和防腐质量进行论述，旨在为后续海上风电导管架的建造提供参考。

关键词：海上风电;导管架;精度;防腐

引言

导管架作为海上风电的基础的一部分，其上与风机塔筒和附属构件相连接，其下与钢管桩相连，导管架将风机载荷通过钢管桩传递给地基的支撑结构，它的主体结构通常是在岸上制作完成，再运输至相应位置进行吊装。为保证导管架的使用年限，在制作过程中必须保证其有足够的强度和腐蚀余量。目前，海上风电是一个抢装潮，所以在建造过程中，结合制造厂本身的资源配置情况，选择合适的建造方法和工艺，在保证安全性和经济性的同时，缩短建造工期。

1概述

某海上风电场项目拟安装总装机容量 500MW 的海上风电机组，共计 67 座海上风机，风机基础选用导管架基础，其设计重量在1300T以上，高度接近70m。本项目导管架主体为桁架结构，中间为4 根立柱和3 层X 斜撑结构，上部为过渡段结构和外部平台，过渡段上口装有大型法兰与风机筒体连接;下部为插入式灌浆连接段，与海底钢管桩连接。此外本导管架上还有服务平台，靠船件等附件。

2 导管架的建造

2.1图纸放样

本项目所采用的导管架基本上是采用钢板卷制成筒节后，在进行拼装焊接，为保证所有筒节满足椭圆度≯4mm，错边量≤3mm，正确图纸放样是质量控制的先决条件，特别是不同板厚的对接，变径与直管段的对接的质量控制难度较大。

2.2 导管架的建造流程

钢板下料—→坡口切割—→筒节卷制—→筒节纵缝焊接—→筒节回圆—→筒节拼接 —→片体制作—→附件在片体上组装—→片体油漆—→片体中组合拢成分段—→面漆修补 —→ 主导管上部分段与过渡段总组—→导管架上部和下部总装合拢—→吊装装船

2.3 建造阶段质量控制

钢板在切割下料阶段其长度宽度偏差≯3mm，切割面平整度不大于板厚的5%，且≯2mm，切割零件的表面割纹深度不得大于0.3mm，局部缺口深度不应大于1.0mm。剪切型钢端部垂直度应不大于2.0mm，并应清除毛刺。

管节卷制阶段主要控制其椭圆度，椭圆度≯4mm，特别是将军柱，因为将军柱的直径是7m，板厚由50mm和90mm分别卷制成管段进行对接，并且要与法兰对接，若控制不好，会直接导致法兰的安装质量不合格。

拼装管节时，平直度误差要求任何3m一段不超过3mm，任何12m一段不超过10mm，任何超过12m一段的不超过12mm。筒节对接纵向钢板的翘边偏差600mm范围内不大于3mm。筒节对接错边量偏差为板厚的1/10，且不大于3mm，大合拢筒节对接错边量偏差可以放宽到5mm。为保证良好的受力情况，环向相邻筒节的上节外径的任意点不能超出下筒节。筒节组对的纵向焊缝间距最小500mm，相邻管段纵缝至少错开90度。

过渡段的精度控制，主要是基础法兰的参数控制，法兰需要进行4次测量，分别是法兰进场后进行检测，与将军柱拼接后焊接前，将军柱焊接完成后，过渡段整体焊接完成后。其精度控制如表一：

法兰在安装焊接后出现平整度和内倾度超标，或者出现外翻，需要编写修正方案，在进行修正，一般是采用火焰校正的方式。

大合拢后的精度控制：（1）导管架的顶部任意相邻二导管中心距离误差要在±10mm内，其他水平平面内的任意二导管的中心距离误差要在±15mm内。（2）拉筋的组对偏差要在±10mm内，任意拉筋两端位置相对误差要在±10mm内。（3）导管架导管的顶端标高误差在±10mm内，但导管架顶端的相对误差要小于或等于10mm。（4）导管架任何平面内的对角线相对之差要小于或等于15mm。（5）导管加厚段的位置误差要小于或等于25mm。

2.4 导管架的防腐技术

本项目导管架一部分浸没在海水中，为浸没区;一部分暴露在空气中，为大气区;中间一部分因为潮汐原因，在海水与空气之間不停的变换，为浪溅区。其中浪溅区的腐蚀最为严重，和大气区一样，采用防腐涂料进行防护，不同的是加大其防腐涂层的厚度，浸没区采用防腐涂层和牺牲阳极的方式进行综合防护。

风机导管架主体结构的防腐涂层配套体系：大气区采用玻璃鳞片环氧树脂漆（350μm×2）+聚硅氧烷面漆（80μm）;浪溅区采用玻璃鳞片环氧树脂漆（500μm×2）+聚硅氧烷面漆（80μm）;浸没区采用玻璃鳞片环氧树脂漆（400μm×2）。

3 结论

本项目的导管架分别有中集来福士、中集太平洋、泰胜蓝岛、华电曹妃甸重工装配有限公司、广船国际有限公司等五个制造厂多个制造基地进行建造，目前67套导管架全部制造完成。

参考文献

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