北(běi)極星風力發電網訊:風能作爲一種清潔可(kě)再生能源，越來(lái)越受到世界各國的(de)重視。可(kě)以預見，以風能爲代表的(de)清潔可(kě)再生能源也(yě)必将在應對(duì)氣候變化(huà)、推動能源轉型方面發揮更爲顯著和(hé)積極的(de)作用(yòng)。作爲一種清潔的(de)可(kě)再生能源的(de)發電方式，風能對(duì)于低碳節能、保護大(dà)氣環境具有重要意義。
與陸地風力發電相比，海上風力發電具有突出的(de)特點，海上風電由于其資源豐富、風速穩定、開發利益相關方較少、不與其他(tā)發展項目争地、可(kě)以大(dà)規模開發等優勢，一直受到風電開發商關注。從歐洲的(de)先行者經驗看來(lái)，海上風電行業經曆了(le)20多(duō)年的(de)發展,逐步從一個(gè)區(qū)域性的(de)能源行業發展成全球性的(de)一個(gè)行業。
我國海上風能資源豐富，具備大(dà)規模發展海上風電的(de)資源條件。根據中國氣象局風能資源詳查初步成果，我國5～25米水(shuǐ)深線以内近海區(qū)域、海平面以上50米高(gāo)度風電可(kě)裝機容量約 2億千瓦。水(shuǐ)深在5～50m區(qū)域、70m高(gāo)度上的(de)可(kě)開發海上風電容量更是高(gāo)達5億kW。爲推進海上風電場(chǎng)項目建設，國家能源局曾于2014年12月(yuè)8日印發了(le)《全國海上風電開發建設方案（2014～2016年）》。從政府的(de)導向看，自2016年開始起，中國在接下(xià)來(lái)的(de)五年，海上風電将迎來(lái)高(gāo)速發展期。
中國船級社憑借其在海洋工程領域的(de)豐富經驗和(hé)國内領先技術地位，積極投身海上風電行業，助力綠(lǜ)色中國建設。從2000年開始，中國船級社即爲海上風電業界提供包括風力發電機組、下(xià)部支撐結構等認證與咨詢服務，服務領域覆蓋海上風電“風電場(chǎng)設施”“風電安裝裝備”全領域和(hé)“規劃、設計、建造、安裝、運維、棄置”全生命周期。
中國船級社江蘇分(fēn)社海上風電項目組在參與海上風電檢驗的(de)過程中，發現了(le)一些在設計理(lǐ)念、管理(lǐ)等方面的(de)問題，主要表現在以下(xià)幾個(gè)方面。
一、在設計理(lǐ)念上，比較突出的(de)是節點設計、變截面、鋼樁與組塊連接節點、吊點和(hé)耐火塗裝等方面的(de)問題。
在節點設計方面，目前海上升壓站上部組塊設計多(duō)采用(yòng)樁腿不連續，梁連續的(de)方式（詳見圖1-1），此種方式容易導緻樁腿受力不連續，需經過橫梁對(duì)應力進行傳遞，且梁的(de)面闆在吊裝時(shí)受拉應力，容易造成節點的(de)撕裂，且頂層橫梁的(de)面闆受力較大(dà)，容易對(duì)其上的(de)敷料造成開裂。建議(yì)采用(yòng)（圖1-2）的(de)形式。
在變截面方面，升壓站對(duì)變截面梁的(de)接口位置設計上考慮的(de)不夠周全，腹闆與翼緣闆的(de)焊接位置沒有采取相互避讓，建議(yì)采用(yòng)海上固定油氣設施設計中将焊接位置錯開150mm的(de)設計方案。
在鋼樁與組塊連接方面，升壓站立柱與鋼樁的(de)連接設計采用(yòng)的(de)是将立柱插入鋼樁，立柱上的(de)環闆與鋼樁進行部分(fēn)熔透焊接，最後在鋼樁内灌水(shuǐ)泥漿的(de)方式連接固定。這(zhè)種設計方式存在以下(xià)問題：立柱内加強筋闆采用(yòng)異形設計，在其下(xià)端部最窄處寬度僅有20mm，而該闆厚爲40mm，設計要求全熔透焊接，并且要求進行100%UT探傷，而實際焊接完成後根本不具備UT探傷條件；鋼樁與立柱環闆焊接完成後進行灌漿，而鋼樁内部此時(shí)已經是一個(gè)封閉空間，灌漿後空氣無法排出，即無返漿口，将會導緻水(shuǐ)泥漿無法完全充滿鋼樁内部，失去灌漿的(de)意義。綜上，建議(yì)采用(yòng)海上固定油氣設施設計方案，即使用(yòng)過渡段連接的(de)方式。
吊點方面，升壓站吊點的(de)設計方式存在兩個(gè)問題：一是安裝在兩側的(de)筋闆焊接質量難以控制，設計上采用(yòng)單面焊雙面成形的(de)方式，這(zhè)種方式理(lǐ)論可(kě)行，但對(duì)于吊點焊接施工不建議(yì)采用(yòng)，因爲單面焊根部成形無法百分(fēn)之百保證焊接質量，且單面焊坡口較大(dà)，焊接收縮量增加，導緻出現收縮裂紋的(de)風險增加，而對(duì)于此種設計形式采用(yòng)雙面焊接的(de)話(huà)也(yě)存在問題，即筋闆與立柱形成的(de)空間狹小會限制焊接作業和(hé)後續的(de)探傷；二是安裝在兩側筋闆與加強環距離過近考慮到筋闆與加強環各自的(de)焊道寬度，兩條焊道幾乎重合，另外在100mm吊點主闆開坡口與40mm鋼闆全熔透焊接的(de)設計方式也(yě)不合理(lǐ)，對(duì)焊接質量、探傷效果都有影(yǐng)響，并且按照(zhào)相關規範要求，如果焊接厚度超過50mm，是應該進行焊後熱(rè)處理(lǐ)的(de)，而設計中也(yě)沒有明(míng)确的(de)焊後熱(rè)處理(lǐ)要求。
耐火塗裝方面，升壓站的(de)很多(duō)結構上塗裝了(le)厚度爲10mm的(de)耐火漆，通(tōng)常在海上設施運營過程中要對(duì)結構特别是焊道進行外觀檢查和(hé)NDT檢測（測厚和(hé)探傷），而如果對(duì)這(zhè)些塗裝了(le)耐火漆的(de)結構進行檢查或檢測在不破壞塗層的(de)情況下(xià)是無法實現的(de)。
焊接及探傷标準方面，設計對(duì)于焊接及UT探傷的(de)選用(yòng)标準分(fēn)别爲GB50661和(hé)GB 11345，且沒有明(míng)确TKY節點探傷人(rén)員(yuán)資質的(de)特殊要求，由于導管架結構主要特點是TKY節點多(duō)，而當前升壓站選用(yòng)的(de)标準和(hé)要求沒有體現出對(duì)TKY節點施工質量的(de)重視程度，建議(yì)焊接采用(yòng)AWS D1.1,UT探傷采用(yòng)API RP 2X，并明(míng)确由具有TKY探傷資質的(de)NDT人(rén)員(yuán)進行TKY節點的(de)探傷。
二、在施工工藝方面，存在的(de)主要問題主要表現在環闆焊接、組對(duì)間隙普遍較大(dà)、管線、防火結構封隔等方面。
現場(chǎng)環闆焊接的(de)順序爲先進行環闆與梁的(de)焊接再進行環闆與立柱的(de)焊接（詳見圖2-1），這(zhè)樣的(de)施工順序将會導緻在進行環闆與立柱焊接時(shí)應力無處釋放，增加應力裂紋産生的(de)風險，建議(yì)采用(yòng)如下(xià)施工順序：将環闆分(fēn)成兩塊，先進行環闆與立柱的(de)焊接，在進行環闆對(duì)接位置的(de)焊接，最後進行梁與環闆的(de)焊接（詳見圖2-2），這(zhè)樣最大(dà)程度減少環闆與立柱焊接産生的(de)應力，降低應力裂紋産生的(de)風險。
現場(chǎng)的(de)焊接工藝中，對(duì)全熔透焊接，大(dà)多(duō)采用(yòng)加襯墊的(de)焊接工藝，導緻焊接間隙較大(dà)，增加焊接量，也(yě)增加了(le)焊接收縮量（詳見圖3）。爲了(le)減少焊接收縮量和(hé)焊接量，建議(yì)采用(yòng)定位焊臨時(shí)固定，單面焊接完成後，反面清除定位焊的(de)工藝。
現場(chǎng)在進行管線施工過程中，在結構梁上直接開孔（詳見圖4）。此種方式，導緻結構梁的(de)強度下(xià)降，對(duì)已經開孔的(de)部分(fēn)，要求其針對(duì)性的(de)做(zuò)了(le)結構補強，對(duì)于還(hái)未施工部分(fēn)，則要求管線的(de)敷設線路避開在結構梁上直接開孔，以免留下(xià)隐患。
現場(chǎng)施工過程中，對(duì)于管線焊接，采用(yòng)的(de)是在管壁上直接開孔（詳見圖5-1）；對(duì)于直徑僅有20mm左右的(de)管線進行對(duì)接焊接（詳見圖5-1）。對(duì)于此兩種情況，應該分(fēn)别采用(yòng)增加管座（詳見圖5-2）和(hé)管箍插焊的(de)方式（詳見圖5-3）。
防火結構封隔方面，無論是結構的(de)封堵還(hái)是管線穿艙的(de)封堵其目的(de)都是爲了(le)保持艙壁的(de)防火完整性。爲了(le)達到防火封隔的(de)要求，對(duì)防火艙壁的(de)上下(xià)部分(fēn)存在間隙處，采用(yòng)塞堵與防火艙壁相應防火等級的(de)防火敷料，來(lái)确保防火艙壁結構的(de)完整性。對(duì)于管線貫穿性的(de)情況，則要求采用(yòng)将管線與艙壁相交處采用(yòng)填腳焊焊滿，對(duì)于由于艙壁材料問題，不能焊接的(de)艙壁，則采用(yòng)防火膠泥封堵的(de)方式，保證其密封性；對(duì)采用(yòng)防火膠泥封堵的(de)部分(fēn)留下(xià)記錄，提醒業主方在運維階段注意保持監控，防止防火膠泥後期由于老化(huà)後脫落而造成防火完整性的(de)缺失。
