海上風電導管架的建造分析

張瑞 王龍

摘要：針對海上風電導管架的安裝和使用要求，從導管架的整個制造流程，對導管架的制造精度和防腐質量進行論述，旨在為后續海上風電導管架的建造提供參考。

關鍵詞：海上風電;導管架;精度;防腐

引言

導管架作為海上風電的基礎的一部分，其上與風機塔筒和附屬構件相連接，其下與鋼管樁相連，導管架將風機載荷通過鋼管樁傳遞給地基的支撐結構，它的主體結構通常是在岸上制作完成，再運輸至相應位置進行吊裝。為保證導管架的使用年限，在制作過程中必須保證其有足夠的強度和腐蝕余量。目前，海上風電是一個搶裝潮，所以在建造過程中，結合制造廠本身的資源配置情況，選擇合適的建造方法和工藝，在保證安全性和經濟性的同時，縮短建造工期。

1概述

某海上風電場項目擬安裝總裝機容量 500MW 的海上風電機組，共計 67 座海上風機，風機基礎選用導管架基礎，其設計重量在1300T以上，高度接近70m。本項目導管架主體為桁架結構，中間為4 根立柱和3 層X 斜撐結構，上部為過渡段結構和外部平臺，過渡段上口裝有大型法蘭與風機筒體連接;下部為插入式灌漿連接段，與海底鋼管樁連接。此外本導管架上還有服務平臺，靠船件等附件。

2 導管架的建造

2.1圖紙放樣

本項目所采用的導管架基本上是采用鋼板卷制成筒節后，在進行拼裝焊接，為保證所有筒節滿足橢圓度≯4mm，錯邊量≤3mm，正確圖紙放樣是質量控制的先決條件，特別是不同板厚的對接，變徑與直管段的對接的質量控制難度較大。

2.2 導管架的建造流程

鋼板下料—→坡口切割—→筒節卷制—→筒節縱縫焊接—→筒節回圓—→筒節拼接 —→片體制作—→附件在片體上組裝—→片體油漆—→片體中組合攏成分段—→面漆修補 —→ 主導管上部分段與過渡段總組—→導管架上部和下部總裝合攏—→吊裝裝船

2.3 建造階段質量控制

鋼板在切割下料階段其長度寬度偏差≯3mm，切割面平整度不大于板厚的5%，且≯2mm，切割零件的表面割紋深度不得大于0.3mm，局部缺口深度不應大于1.0mm。剪切型鋼端部垂直度應不大于2.0mm，并應清除毛刺。

管節卷制階段主要控制其橢圓度，橢圓度≯4mm，特別是將軍柱，因為將軍柱的直徑是7m，板厚由50mm和90mm分別卷制成管段進行對接，并且要與法蘭對接，若控制不好，會直接導致法蘭的安裝質量不合格。

拼裝管節時，平直度誤差要求任何3m一段不超過3mm，任何12m一段不超過10mm，任何超過12m一段的不超過12mm。筒節對接縱向鋼板的翹邊偏差600mm范圍內不大于3mm。筒節對接錯邊量偏差為板厚的1/10，且不大于3mm，大合攏筒節對接錯邊量偏差可以放寬到5mm。為保證良好的受力情況，環向相鄰筒節的上節外徑的任意點不能超出下筒節。筒節組對的縱向焊縫間距最小500mm，相鄰管段縱縫至少錯開90度。

過渡段的精度控制，主要是基礎法蘭的參數控制，法蘭需要進行4次測量，分別是法蘭進場后進行檢測，與將軍柱拼接后焊接前，將軍柱焊接完成后，過渡段整體焊接完成后。其精度控制如表一：

法蘭在安裝焊接后出現平整度和內傾度超標，或者出現外翻，需要編寫修正方案，在進行修正，一般是采用火焰校正的方式。

大合攏后的精度控制：（1）導管架的頂部任意相鄰二導管中心距離誤差要在±10mm內，其他水平平面內的任意二導管的中心距離誤差要在±15mm內。（2）拉筋的組對偏差要在±10mm內，任意拉筋兩端位置相對誤差要在±10mm內。（3）導管架導管的頂端標高誤差在±10mm內，但導管架頂端的相對誤差要小于或等于10mm。（4）導管架任何平面內的對角線相對之差要小于或等于15mm。（5）導管加厚段的位置誤差要小于或等于25mm。

2.4 導管架的防腐技術

本項目導管架一部分浸沒在海水中，為浸沒區;一部分暴露在空氣中，為大氣區;中間一部分因為潮汐原因，在海水與空氣之間不停的變換，為浪濺區。其中浪濺區的腐蝕最為嚴重，和大氣區一樣，采用防腐涂料進行防護，不同的是加大其防腐涂層的厚度，浸沒區采用防腐涂層和犧牲陽極的方式進行綜合防護。

風機導管架主體結構的防腐涂層配套體系：大氣區采用玻璃鱗片環氧樹脂漆（350μm×2）+聚硅氧烷面漆（80μm）;浪濺區采用玻璃鱗片環氧樹脂漆（500μm×2）+聚硅氧烷面漆（80μm）;浸沒區采用玻璃鱗片環氧樹脂漆（400μm×2）。

3 結論

本項目的導管架分別有中集來福士、中集太平洋、泰勝藍島、華電曹妃甸重工裝配有限公司、廣船國際有限公司等五個制造廠多個制造基地進行建造，目前67套導管架全部制造完成。

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