[发明专利]一种自升式风电船桩腿建造工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种自升式风电船领域，特别设计一种自升式风电船桩腿建造工艺。

背景技术

随着海上风电能源开发步伐的加快，风电安装设备的发展前景越来越广阔。自升式风电安装船作为风电管桩安装使用的必需设备，也出现了供不应求的局面，自然也成为了各大装备企业争相制造的工程船之一。桩腿做为提升系统的重要结构，其建造精度要求相当苛刻，整体直线度及插销孔形位公差相当于整体机加工的精度，插销孔形状公差为1mm，水平位置公差在1.5mm内，上下位置公差控制在，整根桩腿直线度需要控制在20mm以内，圆度控制在+10/+2范围内。

该桩腿设计时要求很高强度的同时要求尽量的减轻自身重量，从而采用了70mm厚度的E690材质的高强度钢板来制作直径仅3600mm的圆筒。目前国内还属于首创，还没有先例，对卷圆、接长、拼装、割孔各方面来说都是一场困难级的挑战。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种提高建造效率，降低建造成本的自升式风电船桩腿建造工艺。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种自升式风电船桩腿建造工艺，其创新点在于：其步骤如下：

（1）筒体卷制：

a.采用70mm厚度的E690材质的高强度钢板来制作直径为3600mm的小直径圆筒，钢板调整角度进入卷圆机后在两端位置逐步增加压力进行卷制；

b.利用模板检查两端部圆弧是否到位，到位后再卷制中间部分，卷到两端基本接触时取下，完成后重新进入卷板机进行卷制到位；

c.定位焊后吊至旋转滚轮架上，进行纵缝焊接，焊接时根据实际情况内外交替焊接，确保控制焊接变形；

d.最后取下放入卷板机进行最后的复圆；

（2）筒体间焊接：筒体卷制好后，根据全部单节圆筒体的直径、周长进行合理匹配，将匹配完成的单筒体逐个吊装到组对机进行组对并定位焊，再吊装至预先铺设的滚轮架上，摆放好焊接所使用的加热焊接工装，焊接时内侧先部分焊接，外侧再进行清根焊接，最后再焊内部剩余部分深度的焊缝；

（3）车间预拼装：将上下两段制作完成的基准段吊装至滚轮架上进行装配，调整整体直线度在4mm内，间隙及错边量均符合要求的情况下，将拧紧好的三对工艺法兰按图纸装焊到位，复测整体直线度不发生变化后进行整体划线，在基准段上划出十字中心线、高度基准线及插销孔的中心线，将工艺法兰的螺栓拆开即可进行下一道工序；在最后总装时只需要将工艺法兰用螺栓及销子连接，整根桩腿就会回复到预拼装时的状态；

（4）插销孔切割：将制作好的上下段分别转动至马鞍形切割机处，调整桩腿中心线与马鞍形切割机轨道平行并放置到调整好的滚轮架上，复测构件水平及与切割机轨道的平行度，根据所划的线进行切割，在切割过程中对构件保持监测，确保直线度不发生变化；切割完成后测量孔的形状及位置公差符合图纸要求。

进一步的，所述步骤（1）中，下料时钢板两端留有压头留量，筒体中间部分卷制完成后，利用半自动割刀进行端部压头板的去除及开坡口。

进一步的，所述步骤（2）中，筒体配对定位焊后，三条焊缝同时进行预热、焊接、后热。

进一步的，所述步骤（4）中，切割按照间隔切割及轮次切割的原则进行，对整体划好线的插销孔进行2个轮次的间隔切割。

本发明的优点在于：

（1）高强钢小直径圆筒体卷圆方法使桩腿的圆度得到了保证，达到了图纸要求的+10/+2的公差。而小节段合理匹配利用组对机组对后同时焊接技术，实现了无码装配的同时又保证了直线度及错边量等符合图纸，在实际制作中证实8米长筒体的直线度1～2mm，错边量小于1.5mm，随后的滚轮架又将工件旋转起来，不仅让复杂的焊接筒体焊接变得简单而有效率。基准段预拼装统一了基准，为合拢打下了基础，保证了图纸要求的精度，减少了不同基准产生的划线累积误差，并使上下段合理安排生产周期及车间工位，节省了巨大的外场拼装费用；桩腿摆放在马鞍切割机轨道平行的位置，对整体划好线的插销孔进行切割，又经过2个轮次，保证了热量输入的均匀，减少了整体直线度及尺寸的变化，而且有效的满足了图纸要求的插销孔形状、位置公差，达到了控制变形的目的。

（2）桩腿圆筒因板材强度太高，直径太小，留有压头余量后，在卷制后两端不会出现直线段情况，纵缝焊接后也能够进行复圆。

（3）采用在滚动中同时焊接三条焊缝的方法，且使用埋弧焊，将环缝焊接的难度及时间缩至最短，且让小节段均匀受热，对直线度基本不产生影响。