做个“大指环”抗风浪

在浙江象山东南海域的碧波里，一排排“白衣卫兵”迎风而立，转动着巨大的叶片，在台风肆虐、海浪湍急的环境中，它们依然能够迎风傲立，稳稳捕捉风能。“风机上部结构能否经受风浪的考验，关键就在于法兰这个‘指环’的焊接质量。”三航局海上风电组拼基地总工程师沈群笑着说道。

国电象山1号海上风电场是浙江省在建的最大海上风电场，需要布置56台单机容量9兆瓦的风电机组。其中最困难的是制作18个直径超过7.5米的巨型桩顶法兰。风机的法兰是连接风机“大脑”和“身体”的关键环节，但项目团队还是头一次遇到如此大型的法兰制作，而且国内外可借鉴的经验少，如何制作质量优良的法兰成了项目部的重中之重。

制作法兰，首先需要用钢锭进行加热一体成型，锻造成85毫米厚、300毫米高、重达16吨的圆环，看着这个巨型“指环”，沈群陷入了深思。原来按照现有工艺施工，法兰直径越大，与钢管桩连接的焊缝就越长，越容易出现热胀冷缩，导致法兰产生不同程度的内倾和外翻，而且在海上高盐、高湿、高腐蚀的环境中，会加速法兰“衰老”，影响使用寿命。沈群和项目团队决定先对现有焊接工艺和做法进行研究分析，寻求突破点。

在连日的蹲守和飞溅的火花中，技术员余胜财发现了“端倪”：电焊工人习惯采用先焊接好法兰的内环缝，再焊接外环缝的方法，内外焊接的时间不同，这会不会就是隐患产生的原因？一想到这，余胜财赶紧拿起测平仪，对不同温度下的焊缝进行检测。果不其然，这一先内后外的焊接顺序，会导致内外缝的受热不均，导致法兰内倾和外翻。

技术团队顺藤摸瓜，翻阅了大量文献，最终根据“作用力与反作用力”的原理，一个双面同步焊接的方案逐步浮现出来，即两名焊工在接缝处，从法兰正反面以相同的焊接速度进行焊接，使法兰的正反面同时受到相同的力作用，不易变形。同时，为了保证焊接处与其他位置的平整度，沈群还提出了在焊接过程中，对“指环”整体加热保温，使法兰整体处于“热膨胀”状态，等焊接完成后，再整体慢慢冷却。经激光检测，法兰平面度和内倾度的合格率较之前明显提高。

然而，就在进行首件施工时，沈群发现，法兰开始焊接前，工人需不断挪动底部的4个H型钢支腿散件，以确保法兰的绝对平稳。但是H型钢在多次使用后，会产生锈蚀，从而导致法兰的平面度产生细微变化，影响焊接的精确度。“能否将现有的H型钢连接在一起制作成圆形的固定式底座？”有人提出建议。但这一提议很快被否定：“H型钢连接成圆形，至少得用掉24吨钢材！”高昂的成本，让会议室陷入了沉默。“六边形是接近圆形的稳定结构，用六边形结构做底座，不知道可不可行？”余胜财扬起手中的图纸，让大家眼前一亮。

随即，沈群和技术团队通过三维模型进行“预演”，最终证实正六边形支腿结构的底座，不仅平衡性高，还可以用各类型钢板余料加工制作，节能环保，一举两得。“我们还在底座上喷涂了防腐涂料，并且加装了橡胶垫，减少对法兰的摩擦碰撞，让我们的‘指环’能够高精度焊接，在海上抗击风浪。”在质量评审会上，沈群兴奋地讲解着团队取得的突破。

经过对海上风电法兰进行探伤检测，全部法兰达到设计标准。在这场与质量的较真中，中交海上风电人凭借对品质工程的不懈追求，取得圆满成功。（中国交建）