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[摘 要]近年来海上风车安装船作为海上风力发电设备的安装和维修的工具越来越受船东的青睐。桩腿作为海上风车安装船的重要组成部分其建造的过程尤为重要。
[关键词]风车安装船；桩腿建造工艺
中图分类号：V564 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）11-0016-02
1.概述
本船共有六个桩腿，形状为八边形板架结构，每条腿长62.08米，重量为445.365吨，六条腿总重2672.19吨。桩腿齿条板板厚为100MM，材质为NV-E690；侧板的板厚分别为20MM、25MM、30MM、35MM，材质为NV-A420和NV-D420；内部有平台15层，平台板厚分别为15MM，材质为NV-A420。
2.建造工艺方案
2.1 下料及精度要求
2.1.1 齿条板下料时左右边缘应保留8MM～10MM机加工余量，切割完成后进行机加工以消除边缘的脆化层。内孔边缘留20MM机加工余量，然后利用镗床进行加工以保证孔的精度要求；
2.1.2 NV-E690和NV-D420钢板在切割前应用电加热工具进行预热，预热温度为150℃；
齿条板宽度的切割要求使用数控切割机两边缘同时预热、切割，并在切割时保证相同的火焰能量（火焰长度和风线长度）；
2.1.3 齿条板切割前、机加工前，进行划线，要求机加工前在钢板的正反两面划出边缘线、齿条中心线、销孔中心线、销孔机加工线，同时划出侧板的装配线和检验线，并做上永久标记，用于分段预制、合拢时使用；
2.1.4 坡口的加工，先进行火焰切割，整个坡口表面预留5MM加工余量，然后机加工进行坡口的加工，以减少机加工的工作量。注意坡口方向以齿条板外表面为基准进行坡口深度的加工（图1）。
2.2 片体预制
2.2.1 平台板预制
A.平台板制作顺序：下料后平台板拼接焊好后→调平、划线，机加工去除所留加工余量→上胎架找正固定→构件划线→构件安装→焊接→矫正构架变形→割胎→翻身矫正变形→完工测量
B.内部平台板利用数控切割分为四块进行下料，拼接后进行火焰或冷压矫平。预制应充分考虑相对齿条板距离的公差要求。利用机加工方法切除加工余量，切除前进行尺寸测量及划线，要求划出切除线和平台板十字中心线，平台板十字中心线做上永久标记，在分段预制、合拢时使用（图2）。
C.平台板上扶强材的焊接顺序：先立角焊，然后平角焊。1.2.3.4表示立角焊， ①.②.③.④表示平角焊（图3）
2.2.2 侧板板预制
A.侧板制作顺序：拼接焊好后的侧板上胎架找正固定，上下端口切割实料---构件装配线、中心线划线→构件安装→焊接→矫正构件变形→划出分段检查线及对合线→割胎→翻身矫正变形→分段中心线校核、两侧荒料切割线划线、切割→完工测量。
B.考虑分段侧板预制对分段中齿条板相对位置平行度的影响，因此侧板预制应为负公差，侧板组装结束应对长、宽、对角线、中心线及垂直度、半边直线度进行检验。
C.侧板上扶强材的焊接顺序： 两人同时对称施焊，箭头表示焊接方向， ①②③表示分段焊接顺序（图4）。
2.3 胎架制作
2.3.1 胎架形式
根据建造顺序需要制作两个胎架：一个为了组装四个侧板及内部平台的水平胎架；一个为了控制齿条板精度的专用胎架。
2.3.2 水平胎架制作
水平胎架可采用通用水平胎架修整后使用，胎架水平精度必须达到-2～0间。
2.3.3 专用胎架制作
专用胎架根据专用胎架图纸施工，但地样先要正确标明中心线、肋位线、圆孔中心、分段轮廓线，胎架精度要求-2～0，型值要求±2（图5、表1）。
2.4 平台板与侧板分段中组成立体分段建造要领
2.4.1 建造方法：以侧板为基准进行建造
2.4.2 建造順序
胎架制作→底部侧板分段上胎找正固定、划出地样检查线→安装平台分段、内部工装→两侧侧板分段定位→上部侧板分段定位→焊接→检验→划出对合线→割胎→完工测量.
2.4.3 平台板与侧板组成立体段的焊接顺序
至少两段立体段完全装配好方能从每个分段的中心向两侧合拢对接口处焊接。每个平台与侧板的焊接由双数焊工同时焊接，先同时焊接两侧立角焊缝，再同时焊接仰角焊和平角焊。每条立角焊缝分上下两部分由两名焊工同时由上向下分段退焊，每条仰角焊和平角焊采取分中分段退焊的方法进行焊接，合拢口处两侧每个分段保留150MM不焊，待合拢后再焊接（图6）。
2.4.4 施工注意事项
防止整体变形，一定要牢固封胎，组成箱体后再行焊接，焊接时严格执行焊接工艺及焊接同时、对称的由分段中心向两端施焊。焊接过程中监测变形情况；划出对合线，以便总段合拢。
2.4.5 精度要求
水平：±2MM 分段尺寸：±2MM 垂直度：≤2MM（图7）
2.5 与齿条板分段中组成立体分段建造要领
2.5.1 建造方法：以齿条板为基准进行建造
2.5.2 建造顺序
胎架制作→底部齿条板上胎找正、固定→吊装（平台板+侧板）立体分段→两侧齿条板上胎找正、固定→整体分段找正、固定→上部齿条板吊装、固定→焊接→检验→划出对合线→安装大合拢合拢用的工装→焊接吊运、吊装用吊耳、马板→割胎→完工测量。
2.5.3 （平台板+侧板）与齿条板组成立体段的焊接顺序
至少两段立体段完全装配好方能从每个分段的中心向两侧合拢对接口处焊接。由双数焊工同时焊接齿条板与（平台板+侧板）的角焊缝，先同时焊接齿条板与平台板的角焊缝（图8）。
2.5.4 施工注意事项
A.桩腿制作的关键在与解决好100MM后E690齿条板的切割及焊接精度控制，对于100MM E90这种特殊材料焊接要求极高，为控制加热及焊接变形，我们我们采用环段加热，环段对称焊接方法，严格控制焊接顺序.
B.焊接前准备
1）正反面同时加热，反面温度一旦达到170℃立即断电，低于120℃再加热，当正面温度达到160℃，开始焊接，同时断电，要用保温棉覆盖保温.
2）分段四周要用帆布围住成封闭
C.分段再焊接过程中主要检测：分段中心、水平、垂直度、正方度、100MM E690板子的状态，若发现尺寸偏差请随时修正
2.5.5分段精度要求
水平：±2MM 分段尺寸：±2MM 垂直度：≤2MM（图9）
3.结束语
此方法具有测控简捷，精度高的优点，从而使我们高质量地实现了桩腿的制作与安装，取得了重大的突破。也为今后海工制造项目在大型，复杂构件的制作方面积累了宝贵经验。
参考文献
[1] 催全友，孟祥富。浅谈海洋平台齿条的安装及焊接工艺要点。现代焊接2006年.第9期
[2] 叶琦.焊接技术.化学工业出版社.2005.
[关键词]风车安装船；桩腿建造工艺
中图分类号：V564 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）11-0016-02
1.概述
本船共有六个桩腿，形状为八边形板架结构，每条腿长62.08米，重量为445.365吨，六条腿总重2672.19吨。桩腿齿条板板厚为100MM，材质为NV-E690；侧板的板厚分别为20MM、25MM、30MM、35MM，材质为NV-A420和NV-D420；内部有平台15层，平台板厚分别为15MM，材质为NV-A420。
2.建造工艺方案
2.1 下料及精度要求
2.1.1 齿条板下料时左右边缘应保留8MM～10MM机加工余量，切割完成后进行机加工以消除边缘的脆化层。内孔边缘留20MM机加工余量，然后利用镗床进行加工以保证孔的精度要求；
2.1.2 NV-E690和NV-D420钢板在切割前应用电加热工具进行预热，预热温度为150℃；
齿条板宽度的切割要求使用数控切割机两边缘同时预热、切割，并在切割时保证相同的火焰能量（火焰长度和风线长度）；
2.1.3 齿条板切割前、机加工前，进行划线，要求机加工前在钢板的正反两面划出边缘线、齿条中心线、销孔中心线、销孔机加工线，同时划出侧板的装配线和检验线，并做上永久标记，用于分段预制、合拢时使用；
2.1.4 坡口的加工，先进行火焰切割，整个坡口表面预留5MM加工余量，然后机加工进行坡口的加工，以减少机加工的工作量。注意坡口方向以齿条板外表面为基准进行坡口深度的加工（图1）。
2.2 片体预制
2.2.1 平台板预制
A.平台板制作顺序：下料后平台板拼接焊好后→调平、划线，机加工去除所留加工余量→上胎架找正固定→构件划线→构件安装→焊接→矫正构架变形→割胎→翻身矫正变形→完工测量
B.内部平台板利用数控切割分为四块进行下料，拼接后进行火焰或冷压矫平。预制应充分考虑相对齿条板距离的公差要求。利用机加工方法切除加工余量，切除前进行尺寸测量及划线，要求划出切除线和平台板十字中心线，平台板十字中心线做上永久标记，在分段预制、合拢时使用（图2）。
C.平台板上扶强材的焊接顺序：先立角焊，然后平角焊。1.2.3.4表示立角焊， ①.②.③.④表示平角焊（图3）
2.2.2 侧板板预制
A.侧板制作顺序：拼接焊好后的侧板上胎架找正固定，上下端口切割实料---构件装配线、中心线划线→构件安装→焊接→矫正构件变形→划出分段检查线及对合线→割胎→翻身矫正变形→分段中心线校核、两侧荒料切割线划线、切割→完工测量。
B.考虑分段侧板预制对分段中齿条板相对位置平行度的影响，因此侧板预制应为负公差，侧板组装结束应对长、宽、对角线、中心线及垂直度、半边直线度进行检验。
C.侧板上扶强材的焊接顺序： 两人同时对称施焊，箭头表示焊接方向， ①②③表示分段焊接顺序（图4）。
2.3 胎架制作
2.3.1 胎架形式
根据建造顺序需要制作两个胎架：一个为了组装四个侧板及内部平台的水平胎架；一个为了控制齿条板精度的专用胎架。
2.3.2 水平胎架制作
水平胎架可采用通用水平胎架修整后使用，胎架水平精度必须达到-2～0间。
2.3.3 专用胎架制作
专用胎架根据专用胎架图纸施工，但地样先要正确标明中心线、肋位线、圆孔中心、分段轮廓线，胎架精度要求-2～0，型值要求±2（图5、表1）。
2.4 平台板与侧板分段中组成立体分段建造要领
2.4.1 建造方法：以侧板为基准进行建造
2.4.2 建造順序
胎架制作→底部侧板分段上胎找正固定、划出地样检查线→安装平台分段、内部工装→两侧侧板分段定位→上部侧板分段定位→焊接→检验→划出对合线→割胎→完工测量.
2.4.3 平台板与侧板组成立体段的焊接顺序
至少两段立体段完全装配好方能从每个分段的中心向两侧合拢对接口处焊接。每个平台与侧板的焊接由双数焊工同时焊接，先同时焊接两侧立角焊缝，再同时焊接仰角焊和平角焊。每条立角焊缝分上下两部分由两名焊工同时由上向下分段退焊，每条仰角焊和平角焊采取分中分段退焊的方法进行焊接，合拢口处两侧每个分段保留150MM不焊，待合拢后再焊接（图6）。
2.4.4 施工注意事项
防止整体变形，一定要牢固封胎，组成箱体后再行焊接，焊接时严格执行焊接工艺及焊接同时、对称的由分段中心向两端施焊。焊接过程中监测变形情况；划出对合线，以便总段合拢。
2.4.5 精度要求
水平：±2MM 分段尺寸：±2MM 垂直度：≤2MM（图7）
2.5 与齿条板分段中组成立体分段建造要领
2.5.1 建造方法：以齿条板为基准进行建造
2.5.2 建造顺序
胎架制作→底部齿条板上胎找正、固定→吊装（平台板+侧板）立体分段→两侧齿条板上胎找正、固定→整体分段找正、固定→上部齿条板吊装、固定→焊接→检验→划出对合线→安装大合拢合拢用的工装→焊接吊运、吊装用吊耳、马板→割胎→完工测量。
2.5.3 （平台板+侧板）与齿条板组成立体段的焊接顺序
至少两段立体段完全装配好方能从每个分段的中心向两侧合拢对接口处焊接。由双数焊工同时焊接齿条板与（平台板+侧板）的角焊缝，先同时焊接齿条板与平台板的角焊缝（图8）。
2.5.4 施工注意事项
A.桩腿制作的关键在与解决好100MM后E690齿条板的切割及焊接精度控制，对于100MM E90这种特殊材料焊接要求极高，为控制加热及焊接变形，我们我们采用环段加热，环段对称焊接方法，严格控制焊接顺序.
B.焊接前准备
1）正反面同时加热，反面温度一旦达到170℃立即断电，低于120℃再加热，当正面温度达到160℃，开始焊接，同时断电，要用保温棉覆盖保温.
2）分段四周要用帆布围住成封闭
C.分段再焊接过程中主要检测：分段中心、水平、垂直度、正方度、100MM E690板子的状态，若发现尺寸偏差请随时修正
2.5.5分段精度要求
水平：±2MM 分段尺寸：±2MM 垂直度：≤2MM（图9）
3.结束语
此方法具有测控简捷，精度高的优点，从而使我们高质量地实现了桩腿的制作与安装，取得了重大的突破。也为今后海工制造项目在大型，复杂构件的制作方面积累了宝贵经验。
参考文献
[1] 催全友，孟祥富。浅谈海洋平台齿条的安装及焊接工艺要点。现代焊接2006年.第9期
[2] 叶琦.焊接技术.化学工业出版社.2005.