智騰飛

（中國電能成套設(shè)備有限公司（國家電力投資集團(tuán)有限公司物資裝備分公司），北京 100080）

近年來，國內(nèi)風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模不斷增加，技術(shù)儲備逐漸豐富，但在大規(guī)模風(fēng)電建設(shè)的同時，國內(nèi)各風(fēng)電項(xiàng)目“倒塔”事故頻發(fā)，“倒塔”事故對檢修、運(yùn)行人員造成了嚴(yán)重的安全威脅，經(jīng)濟(jì)損失巨大，根據(jù)以往“倒塔”事故的調(diào)查，原因一般分為超出設(shè)計范圍內(nèi)的極端天氣、塔筒焊縫質(zhì)量、風(fēng)機(jī)設(shè)計、塔筒設(shè)計、原材料質(zhì)量等問題。為規(guī)避事故的發(fā)生，風(fēng)電行業(yè)到貨質(zhì)量管理力度日趨加強(qiáng)，并提出多種行之有效的預(yù)防措施。

1 國內(nèi)風(fēng)力發(fā)電機(jī)鋼板到貨質(zhì)量管理發(fā)展

20世紀(jì)80年代，我國首批單機(jī)55kW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組投入商業(yè)運(yùn)營，大規(guī)模風(fēng)電場開發(fā)建設(shè)自本世紀(jì)初開始，由國內(nèi)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組企業(yè)直接引用國外維斯塔斯、GE等成熟機(jī)型的技術(shù)條件及規(guī)范，通過近20年的發(fā)展，我國風(fēng)力發(fā)電市場規(guī)模已經(jīng)世界領(lǐng)先，當(dāng)初引進(jìn)的技術(shù)條件及規(guī)范在國內(nèi)風(fēng)電不斷發(fā)展中持續(xù)改進(jìn)。

由于國外煉鋼質(zhì)量管理體系較為成熟，國外風(fēng)電項(xiàng)目對塔筒鋼板的到貨質(zhì)量管理較為松散。國內(nèi)塔筒鋼板的生產(chǎn)情況有所不同，部分鋼鐵企業(yè)對中厚板等風(fēng)電鋼板的冶煉、軋制水平較低，且隨著風(fēng)電市場的大規(guī)模發(fā)展，部分企業(yè)過分追求低價，采購質(zhì)控水平相對較低的產(chǎn)品，在國內(nèi)造成了因鋼板質(zhì)量原因引起的“倒塔事件”。

隨后，國內(nèi)大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組企業(yè)相繼對塔架的設(shè)計規(guī)范進(jìn)行了調(diào)整，對風(fēng)電塔筒鋼板進(jìn)行到貨質(zhì)量管理，對鋼板的宏觀缺陷、微觀缺陷、化學(xué)成分、力學(xué)性能、沖擊性能、硬度分布分析、夾雜物等性能提出新的要求。檢測方法分為每爐、批號目視檢測、顯微鏡觀察、X射線探傷、超聲波無損探傷等。具體技術(shù)規(guī)范要求每個風(fēng)力發(fā)電機(jī)組企業(yè)要求總體一致，根據(jù)各自企業(yè)產(chǎn)品特點(diǎn)情況略有不同。

2 塔筒鋼板到貨管理

目前，國內(nèi)大部分風(fēng)電項(xiàng)目塔架設(shè)計方均為風(fēng)機(jī)供應(yīng)商，風(fēng)機(jī)供應(yīng)商在同需方確認(rèn)合同關(guān)系后將塔架及相關(guān)材料的技術(shù)規(guī)范發(fā)送至需方，由需方按照技術(shù)規(guī)范要求進(jìn)行采購。

2．1 采購環(huán)節(jié)

一組風(fēng)力發(fā)電機(jī)組由風(fēng)機(jī)、塔筒及其內(nèi)附件、電氣設(shè)備、電纜等構(gòu)成，塔筒由鋼板下料、卷制焊接、法蘭焊接、組對焊接、打砂、防腐、內(nèi)附件安裝等流程生產(chǎn)。

2．2 質(zhì)量控制環(huán)節(jié)

為控制到貨塔筒鋼板的質(zhì)量，在上述流程中采取以下措施：

（1）到貨鋼板的目視檢查。該環(huán)節(jié)為初步篩查，主要排除鋼板的外觀缺陷，如劃傷、打磨等，國內(nèi)各大風(fēng)力發(fā)電機(jī)組企業(yè)技術(shù)規(guī)范均有明確要求，鋼板出廠前不允許打磨，該項(xiàng)要求的初衷不是因?yàn)榇蚰ケ旧碛绊戜摪逍阅?，而是防止鋼板生產(chǎn)企業(yè)為掩蓋鋼板外觀缺陷，通過打磨的方式對缺陷進(jìn)行掩蓋。到貨鋼板的目視檢查一般在鋼板下料環(huán)節(jié)進(jìn)行，為人工抽檢，抽檢范圍覆蓋到貨鋼板的全部爐、批號。

（2）到貨鋼板的抽檢取樣送檢。該工作一般在鋼板下料過程中同步進(jìn)行，由于鋼材的質(zhì)量控制與整爐軋制工藝控制有關(guān)，因此，取樣范圍應(yīng)覆蓋所有鋼板的爐、批號。檢測工作應(yīng)委托至具備資質(zhì)的第三方獨(dú)立機(jī)構(gòu)進(jìn)行。檢測項(xiàng)目一般包含化學(xué)成分測定、力學(xué)性能檢測、無損檢測等。按照當(dāng)前國內(nèi)慣例，該項(xiàng)檢測一般由塔筒制作廠進(jìn)行。近年來，存在個別塔筒制造企業(yè)為節(jié)約成本，委托的獨(dú)立第三方機(jī)構(gòu)不具備CNAS等檢測資質(zhì)，甚至直接偽造檢測報告，給后續(xù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行安全帶來極大隱患。因此，為保證工程質(zhì)量安全，部分用戶單位選擇鋼板自行抽檢，并同塔筒制作廠委托檢測結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)對比，分析檢測結(jié)果的可靠性。

（3）塔筒焊縫無損檢測。塔筒焊縫包括縱縫和環(huán)縫，由第三方具備資質(zhì)的無損探傷人員對焊縫進(jìn)行無損檢測，無損檢測的目的主要是把控焊接質(zhì)量，同時無損檢測也是對鋼板檢測的補(bǔ)充。對于檢測發(fā)現(xiàn)的不合格焊縫，將分析判斷屬于何種質(zhì)量問題。塔筒的焊縫無損探傷可以很大程度避免鋼板的質(zhì)量問題。對于風(fēng)電塔筒，鋼板質(zhì)量的最大危害在于夾雜物。焊縫無損檢測主要通過超聲波探傷儀采取直探頭、斜探頭、雙晶探頭的檢測方式檢測是否存在氣泡、未焊滿、偏析等實(shí)質(zhì)性缺陷，焊縫的無損探傷主要包括焊縫本身及其熱影響區(qū)。如焊縫周邊熱影響區(qū)部分鋼板存在裂紋、白點(diǎn)、及超標(biāo)的金屬夾雜物、非金屬夾雜物等，將可直接通過超聲波探測儀發(fā)現(xiàn)，或由于夾雜物的存在造成焊縫缺陷，從而發(fā)現(xiàn)鋼板的質(zhì)量問題。因此，塔筒的焊縫檢測既是對焊縫的全面檢查，也是對塔筒鋼板的全面抽檢。

（4）塔筒出廠前的資料審核。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組企業(yè)將在塔筒出廠前派監(jiān)理人員全程駐廠，對塔筒生產(chǎn)工藝流程復(fù)核，對生產(chǎn)記錄進(jìn)行檢查，并對原材料、成品等進(jìn)行外觀檢查，檢查合格后發(fā)放“放行單”批準(zhǔn)發(fā)貨。因此，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組監(jiān)理人員作為塔筒質(zhì)量管理最后環(huán)節(jié)，同樣起到了關(guān)鍵作用。

3 風(fēng)電塔筒鋼板質(zhì)量控制存在的問題

3．1 大容量風(fēng)力發(fā)電機(jī)組帶來的挑戰(zhàn)

在國家對風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目補(bǔ)貼的不斷退坡甚至退出，風(fēng)電行業(yè)的采購、運(yùn)行成本亟需下降；海上風(fēng)電的快速發(fā)展對大容量機(jī)型存在迫切需求的背景下，單機(jī)5MW甚至8MW以上機(jī)組不斷研發(fā)上市，大容量機(jī)型的不斷研發(fā)勢必對風(fēng)電塔筒鋼板的設(shè)計提出了新的要求。

3．2 鋼板檢測環(huán)節(jié)存在的不足

目前，風(fēng)電行業(yè)塔筒鋼板檢測主要依靠鋼板生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行，由于國內(nèi)鋼鐵企業(yè)主要為國有企業(yè)，且風(fēng)電鋼板產(chǎn)量在其總產(chǎn)量占比較低，因此，大部分鋼板廠需方進(jìn)行駐廠監(jiān)造及檢測見證，給需方在鋼板質(zhì)量的前期控制造成了一定的困難。另外，由于鋼板質(zhì)量較重，體積較大，存在集中到貨、集中存放的特點(diǎn)，給鋼板到貨后下料前時間段的檢測造成了一定的困難。

3．3 當(dāng)前鋼板問題處理困境

由于到貨后鋼板檢測起點(diǎn)在下料環(huán)節(jié)，從鋼板下料到法蘭焊接一般為7～10天，到防腐、內(nèi)附件安裝一般為14～21天，而下料取樣送檢至第三方檢測完成一般需要20天以上，加之風(fēng)電項(xiàng)目對建設(shè)周期要求較短，對生產(chǎn)速度要求較高。因此，一旦到貨鋼板存在問題，真正發(fā)現(xiàn)問題時，已經(jīng)完成大量焊接及防腐工作，更換鋼板對后期責(zé)任界定造成較大困難，且經(jīng)濟(jì)損失較大。

4 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟(jì)的增長、制造業(yè)水平不斷增強(qiáng)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組企業(yè)的技術(shù)不斷升級以及風(fēng)電行業(yè)對于風(fēng)電項(xiàng)目運(yùn)行安全性的重視，近年來，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組“倒塔”事故數(shù)量呈下降趨勢。但隨著我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的不斷升級，塔筒鋼板的質(zhì)量控制仍然值得業(yè)內(nèi)給予足夠關(guān)注。