輸電線路鐵塔四拼角鋼塔腳的加工控制研究

許林鋒

摘要：近年來，隨著科技技術(shù)的快速發(fā)，輸電線路鐵塔設(shè)計也趨于多樣化。其中四拼角作為輸電線路鐵塔中的一種，結(jié)構(gòu)也存在較大差異。因此文章重點就輸電線路鐵塔四拼角鋼塔腳的加工控制展開分析。

關(guān)鍵詞：輸電線路鐵塔;四拼角鋼塔腳;加工控制

隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展、科學技術(shù)的不斷提高和環(huán)保意識的逐步增強，高壓輸電作為生命線工程在經(jīng)濟建設(shè)和人民生活中發(fā)揮著舉足輕重的作用[1]。高壓輸電塔是高負荷電能輸送的載體，是生命線工程的重要組成。角鋼塔是我國輸電鐵塔中主要采用的形式之一。隨著我國的能源和電力需求持續(xù)增長，輸電線路的電壓等級、輸送容量不斷升級，傳統(tǒng)輸電鐵塔采用單角鋼作為主材的形式，已經(jīng)不能滿足現(xiàn)階段安全設(shè)計的要求。為了滿足桿塔結(jié)構(gòu)的強度要求，主材不得不采用雙拼或者四拼組合角鋼構(gòu)件。為了將不同角鋼及其組合進行有效連接必須采用一種特殊構(gòu)造的節(jié)點。

1輸電線路鐵塔角鋼材料應用分析

角鋼廣泛應用于角鋼塔、鋼管塔，目前以Q345B、Q420B角鋼應用為主，Q460級角鋼在少量工程試點應用。研究表明，以∠160mm×16mm×1500mm角鋼為例，與Q345角鋼相比，同一規(guī)格的Q420角鋼構(gòu)件承載力提高18%，Q460提高26%。已有工程實踐證明，在特高壓交流、直流工程中使用Q420角鋼塔，可以減小材料自身質(zhì)量5%～10%，同時，高強鋼的使用可以簡化桿塔結(jié)構(gòu)，減小單根構(gòu)件的自身質(zhì)量，相應減少運輸、安裝等費用，從而整體上可節(jié)省造價2%～6%。規(guī)格上，我國輸電鐵塔角鋼長期使用4#～20#等邊角熱軋角鋼。2011年，22#，25#的大規(guī)格角鋼首次在±800kV錦屏—蘇南特高壓直流工程應用，目前，特高壓鐵塔應用的最大角鋼規(guī)格為∠300mm×35mm×35mm。到2017年6月，大規(guī)格角鋼在輸電鐵塔用量約35萬t。試驗表明，22#及以上大規(guī)格角鋼

能替代絕大多數(shù)的雙拼組合角鋼，可有效降低鐵塔耗鋼指標。

2輸電線路鐵塔四拼角鋼塔腳的發(fā)展現(xiàn)狀

對于輸電線路鐵塔鋼塔腳加工而言，最為困難的就是焊接變形控制問題，在實際應用的過程中，輸電線路鐵塔鋼塔腳加工便捷、運輸方便、安裝快速，是目前輸電線路工程中的重點。但是在焊接過程中經(jīng)常會出現(xiàn)角變形的情況，不僅會對外觀造成影響，還會導致安全質(zhì)量降低，進而威脅到整體結(jié)構(gòu)承載能力和運行穩(wěn)定性。因此一般會采用剛性固定、反變形等工藝降低角變形的產(chǎn)生，從實際效果上看并不理想，嚴重的情況下，還會引發(fā)層間撕裂缺陷問題，造成重大質(zhì)量事故。由此可知，輸電線路鐵塔四拼角鋼塔腳的加工控制方法措施需要得到進一步創(chuàng)新發(fā)展。

3輸電線路鐵塔四拼角鋼塔腳的加工控制對策

3.1零件加工控制對策

加強過程控制，確保各組成零件的質(zhì)量是進行塔腳質(zhì)量控制的基礎(chǔ)。為保證裝配精度，組成塔腳的各零件，制孔工序必須采用鉆制的工藝，以控制上下面孔徑差和孔型質(zhì)量，鉆頭尺寸宜采用比設(shè)計孔徑大0.5mm的鉆頭，如鉆制φ17.5孔選用φ18.5鉆頭。制孔后，應注意對板材平面度的控制，以局部平面度不大于1.0mm為宜，消除切斷、壓鋼印和制孔造成表面撓曲對裝配精度的影響。十字組焊板相鄰主材的孔邊距應比設(shè)計邊距大2mm，分板第一排孔到基準邊距離按（設(shè)計準距-1）mm加工，主材準距按（設(shè)計準距-0.5）±0.5mm加工。對于板材加工，還要對涉及定位的孔邊距尺寸嚴格控制，作為基準邊距其允許偏差應控制在±0.5mm，以保證裝配間隙。對于坡口的加工，坡口角度可按（50±5）°加工，鈍邊尺寸應為（2±1）mm，以利于焊接效率和保證焊縫溶透。對于包含制彎工序的加強包鋼、涉及焊接的角鋼等零件，進行工藝卡制作應在醒目位置詳細注明工藝要求，以方便操作工人查閱。制彎加工和檢驗時，應制作并使用精確度不低于0.1°、長度應不小于300mm的角度靠板。測量時，角度靠板和包鋼筋線/肢面的貼合間隙不應大于1mm。角鋼合角后角度宜≤89°，合角后和角度靠板合的貼合間隙也應不大于1mm。裝配用的角鋼模板（假腿）做為一種特殊形式的工裝，其加工應按照制造工具的要求精確加工，精度要求必須高于鐵塔零部件的加工標準。應采取“三定”的措施，由操作熟練、技術(shù)水平高的人員在工況穩(wěn)定、精度高的角鋼生產(chǎn)線上制造。其材質(zhì)的選用可根據(jù)企業(yè)的材料庫存狀況靈活取舍，但必須是肢面垂直度、平整度較好的新角鋼。制孔時必須采取鉆制的工藝，準距大小要求為：通板方向按（設(shè)計準距+0.5）±0.5mm加工，分板方向按（設(shè)計準距+1）±0.5mm加工。操作人員和質(zhì)檢人員應加強對角鋼模板（假腿）的檢驗，做好“三檢”工作，確保各檢驗項目的精確度。對測量準距使用的計量器具，應采用經(jīng)檢定合格的專用游標卡尺，而不能只使用鋼卷尺。

3.2裝配加工控制對策

焊接是加工的核心關(guān)鍵，每一個加工焊接的工人必須要持有有效的資格證書，嚴格按照資格證書覆蓋評定范圍完成焊接工作，如果焊接工作中涉及資格證書中沒有提及的部分，要立即停止工作。定位焊接是裝配加工的首要步驟，在實際加工過程中，焊接人員要對各檢驗項目進行檢查，主要包括：基準邊距、平整度、制彎角度、坡口鈍邊等內(nèi)容，角鋼模板的背距、肢面垂直度、孔距等項目的加工精度是否準確[3]。首先要固定角鋼模板以及定位銷，其次檢查調(diào)整分板，并且完成輕度焊接，最后撤去定位銷和角鋼模板，利用鋼角尺復查定位后，進行強焊。

3.3焊接加工控制對策

焊接前還要加強防變形措施，除了上文提及的增加剛性撐子之外，要盡可能的保障每個端口都有固定兩個撐子，撐子的數(shù)量、位置要根據(jù)焊縫的實際長度，如果長度大于500mm，那么要額外增加兩個固定的對稱撐子，且位置也要盡可能的靠近焊道根部，以此增強焊接件的剛度，盡可能的減少變形。在焊接過程中焊接工藝參數(shù)的確定不能夠忽視，包括：焊接件的強度、焊條，以輸電線路鐵塔四拼角鋼塔腳的加工控制為例，四拼角中的十字焊接件正反面都要采用平焊縫，以此有效控制焊縫的高度。如果焊縫較高，那么會對現(xiàn)場組裝工作造成影響，此時可以采用碳弧氣刨、砂輪機設(shè)備進行清根。焊接順序也要注意，一般可以按照對稱焊接的方式，選擇垂直度大于90°的焊道，使用較小焊接電流完成焊接工作，也可以降低焊接變形情況，然后要選擇和第一道焊縫完全相反的焊接方向，完成焊接后還要檢查垂直度以及配合尺度情況，焊接完成后的十字焊接件的垂直度也要控制在≤0.5mm/200m。

綜上所述，四拼角作為輸電線路鐵塔設(shè)計中的重要形式，必須要得到重視，加強對其加工控制分析可以與有效提高輸電線路的穩(wěn)定性。作為一種特殊的結(jié)構(gòu)，對質(zhì)量和精度有著嚴格的要求，涉及了多種零件和工序，因此每一個環(huán)節(jié)都要進行全面的分析和控制，每一個控制關(guān)口都要得到重視，嚴肅執(zhí)行工藝紀律，滿足要求。

參考文獻

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