输电铁塔焊接及热加工1

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1、输电杆塔高强钢焊接 热加工技术规程,一、编制背景二、编制原则三、国内铁塔加工主要标准四、输电杆塔高强钢焊接及热加工技术规程,内容提要,一、编制背景,1949年，我国电力装机173万千瓦；截止2011年底 ，电力装机已超过10亿千瓦，其中火电7.5亿千瓦。 2011年底，电网规模仅35kV及以上输电线路长度已达135万千米。,1972年6月，第一条330kV线路诞生； 1981年12月，第一条500kV线路投运； 1989年，首条超高压、大容量、远距离500kV直流工程投运，实现了华中、华东电网联网； 2005年9月，750kV兰州东-官亭线路投运； 2009年1月7月，1000kV晋东南-南阳

2、-荆门特高压示范工程投运; 2010年，800kV向家坝-上海直流特高压投运; 2011年,1000kV皖电东送淮南-上海特高压交流示范工程（同塔双回路钢管塔）开工,2013年底投运。,变电站主控楼多为钢筋混凝土框架结构。 变电架构多为钢管和型钢结构。 输电线路铁塔及大跨越塔一般采用型钢结构或钢管结构。,输变电工程钢结构,输电线路铁塔,电压等级低、回路数少、荷载小，塔高60米以下时，一般用角钢塔； 电压等级高、回路数多、荷载大，塔高超过70米，采用多拼角钢塔或钢管塔。 以往以角钢为主，占90%以上，材质为Q235和Q345，规格在20#以下。,高强钢、大规格角钢应用,2006年开始，国家电网公

3、司推广应用Q420高强钢，截止2011年底，总量约70万吨。 2009年，九个工程试点应用Q460高强钢。 2010年，锦苏特高压直流工程试点应用Q345和Q420大规格角钢（约6000吨）。 2012年，哈密-郑州和溪洛渡-浙西特高压直流工程（均超过2000公里）采用大规格角钢约65000吨,钢管塔应用,2008年开始，国家电网公司推广应用钢管塔。钢管塔具有构件风压小、刚度大，结构简洁、受力合理、传力清晰等特点，有利于增强极端条件下抵抗自然灾害的能力。,钢管塔应用,仅国家电网公司系统，在220kV、500kV、750kV、1000kV等电压等级的多条交流输电线路，及多个电压等级的直流输电线路

4、大跨越中应用了钢管塔。 已有输电线路中钢管塔制造最高材质配置为：练塘-泗泾500kV线路,Q460C直缝焊管、Q345B带颈法兰；杨二厂扬州西500kV线路,Q460C直缝钢管、 Q460C带颈法兰。,钢管塔应用,舟山220kV大跨越的6基高塔及8基锚塔全部采用钢管塔设计。其中两基370m高钢管塔单基塔重5999t，档距2756m，均为世界之最。主管最大规格200025mm，塔身2000、1900、1800主管均采用内外法兰连接，其余主管采用外法兰连接。材质方面，横担主材采用了ASTM A572 Gr65高强钢。 大直径钢管、球节点、具有互换性的钢结构焊接构件模板制造技术、双排螺栓孔法兰焊接变

5、形控制技术、大塔脚法兰孔扩孔技术等成为新一代大负荷钢管塔的加工关键技术，对高塔设计与加工有很好的借鉴意义。,钢管塔应用,2010年11月2日，国内首基Q690钢管塔真型试验获得成功，该塔呼高21m，全高51m，塔重45吨。该塔采用刚性法兰焊接结构，钢管、平板法兰、加劲板均采用Q690C材质，是目前世界上最高强度等级的输电铁塔。真型试验中，90大风工况超载到190%发生破坏。,钢管塔应用,正在建设的皖电东送1000KV特高压同塔双回淮南-上海输变电工程全线钢管塔26万吨，采用直缝焊管和锻造法兰，焊接量大，焊接质量要求高。 截止2011年底，已有6条不同电压等级的高强钢管塔线路工程投运，钢材等级涉

6、及Q345B、Q420B、Q420C、Q460B等钢材，涉及角钢、直缝焊管、锻造法兰等。,2009年，220kV及以上等级铁塔用钢209万吨； 2010年，110kV及以上等级铁塔用钢300万吨； 2011年，110kV及以上等级铁塔用钢310万吨 2011-2012，仅特高压交流线路19500公里，特高压直流8100公里，按平均每公里用钢200吨计算，特高压工程用钢达560万吨。,二、编制依据,覆盖目前国内各塔厂在铁塔制造中的焊接及热加工工艺; 结合近几年国家电网公司Q420、Q460高强钢的最新应用研究成果; 结合目前铁塔加工企业的技术能力和现状; 能够引导企业技术进步，提高产品质量，指导

7、铁塔加工企业的生产。,三 、国内铁塔加工主要标准,GB/T 2694 输电线路铁塔制造技术条件DL/T 646 输变电钢管结构制造技术条件Q/GDW 384 钢管塔加工技术规程 GB 50205 钢结构工程施工质量验收规范,Q/GDW464-2010高强钢冷加工技术导则 Q/GDW465-2010高强钢焊接质量检验技术条件 Q/GDW705-2012输电线路钢管塔用法兰 Q/GDW706-2012输电铁塔用大规格角钢 Q/GDW707-2012输电线路钢管塔薄壁管对接焊缝超声波检验及质量评定 Q/GDW708-2012输电铁塔高强钢热加工技术规程,四、输电杆塔高强钢焊接 及热加工技术规程,1

8、主要内容,适用范围 规范性引用文件 术语 材料 技术要求质量检验 技术文件,2 适用范围,规定了输电杆塔高强钢（Q420/Q460）的焊接及热矫正、热弯曲（热成型）、热切割等热加工方面的技术要求，检验方法和检验规则。 适用于输电杆塔高强钢的焊接及热加工，变电构支架及电力通讯微波塔高强钢的焊接及热加工可参照执行。,3 材料,钢材化学成分、力学性能及尺寸等要求 角钢：GB/T 706 热轧型钢；YB/T 4163 铁塔用热轧角钢 ；Q/GDW 706 输电铁塔用热轧大规格角钢 ； 板材：GB/T 709 热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差,3 材料,GB/T 1591 低合金高强度结构钢

9、直缝焊管 ：Q/GDW 384钢管塔加工技术规程的附录A 特高压输电线路工程钢管塔用直缝焊管采购技术条件 (已报批) 法兰： Q/GDW 705 输电线路钢管塔用法兰,3 材料,进口钢材应符合设计及合同规定的标准要求 厂质量证明书和入厂检验报告。 热弯曲用钢不应采用控轧或调质状态供货的钢材。,3 材料,钢材的外观质量 应符合有关标准及合同； 钢材的表面有锈蚀、麻点或划痕等缺陷，其深度不大于厚度允许负偏差的1/2；且累计误差应在允许负偏差的范围内。 钢材表面的锈蚀等级应达到GB/T 8923规定的C级及以上要求；,3 材料,焊接材料 焊条：GB/T 5117 碳钢焊条 、GB/T 5118低合金

10、钢焊条 。 焊丝：GB/T8110气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝 ，GB/T 10045 碳钢药芯焊丝 ，GB/T 17493 低合金钢药芯焊丝 。 埋弧焊焊丝：GB/T 5293 埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂 ，GB/T 12470埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂。,3 材料,焊接材料 产品合格证、质量证明书等。 焊条、焊丝应进行入厂检验。 焊接材料的管理应符合JB/T 3223的相关要求,4 技术要求,焊接人员 焊工 技术管理人员 无损检测人员 薄壁管对接焊缝超声波检测人员 质量检验人员 焊接预热、后热处理人员,电网钢结构焊工代号,自动化程度-焊接方法-钢材类别-焊件类别-焊接位置-衬垫。 其中，

11、自动化程度中，手工焊接以代号“M”表示（可省略），焊机操作以代号“A”表示。加衬垫时，考核项目代号应加字母“D”，不加衬垫时可省略。,焊工项目代号示例,焊工项目代号示例,焊接设备,焊接设备及辅助设备应满足工艺要求，所有仪表应处于正常工作状态，宜具备参数记录功能。 高强钢管与法兰焊接宜采用焊接专机等自动化焊接设备。,外表面,自动焊外观 手工焊外观,内表面,外表面,焊接准备,焊接工艺评定 施工单位首次采用的钢材、焊接材料、焊接方法、接头形式、焊接位置、焊后热处理制度以及焊接工艺参数、预热和后热措施等各种参数的组合条件，应在钢结构构件制作及安装施工之前进行焊接工艺评定。 焊接前，施焊单位应具有焊接评

12、定资料。如无焊接评定资料或已有资料的适用范围不能覆盖时，应按照JGJ 81进行焊接工艺评定。 根据焊接工艺评定报告编制焊接工艺卡。,焊接工艺文件,1 焊接方法或焊接方法的组合； 2 母材的规格、牌号、厚度及适用范围； 3 填充金属的规格、类别和型号； 4 焊接接头形式、坡口形式、尺寸及其允许偏差； 5 焊接位置； 6 焊接电源的种类和电流极性； 7 清根处理； 8 焊接工艺参数，包括焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊层和焊道分布等； 9 预热温度及道间温度范围； 10 焊后消除应力处理工艺； 11 其它必要的规定。,焊接准备,坡口设计 根据图纸、图样要求 按照GB/T985.1或GB/T 985

13、.2选用标准坡口。 自行设计坡口。,焊接准备,自行设计坡口应考虑因素 焊接方法； 焊缝填充金属尽量少； 避免产生缺陷； 减少焊接残余变形与应力； 有利于焊接防护； 焊工操作方便。,焊接准备,坡口加工 坡口制备宜采用机械方法加工，采用热加工方法（如火焰切割、等离子切割）下料时，切口部分应留有足够加工余量，采用机械方法修整。加工完成的坡口要求表面平整，不得有裂纹等缺陷，坡口形式和尺寸符合加工要求。 施焊（包括定位焊）前，应清除坡口及其母材两侧表面20mm范围内的水分、氧化物、油污及其他有害杂质。,焊接准备,焊接组对 组对时，坡口间隙、错边量等应符合焊接工艺文件规定。宜使用工装夹具或组对专机等进行焊

14、件组对，保证焊件组对精度。,钢管与法兰拼装,钢管法兰装配线 四抓组装胎具,1条钢管法兰装配线+2条双端4枪自动焊接,焊接准备,焊材选择 焊接强度等级相同的钢材,应选用与钢材机械性能相匹配（强度、质量等级）的焊接材料。 焊接强度等级不同的钢材，应按照强度等级较低侧的钢材选用焊接材料。,焊材选择,注意高寒地区用铁塔焊材选择！,焊接准备,定位焊 焊工及所用的焊接材料、焊接工艺应与正式焊接相同。 预热温度不得低于焊件规定的最低预热温度。 严禁在焊缝以外的母材上引弧，熄弧时应将弧坑填满。,焊接准备,定位焊 焊缝厚度不宜超过设计焊缝厚度的2/3，长度宜为1030mm，最大间隔不宜超过600mm。 定位焊缝

15、不得有裂纹，否则应清除重焊，如存在气孔、夹渣等缺陷时应予以清除。 采用定位块定位时，在去除定位块后，应将其残余打磨清除，若造成母材缺肉，应进行补焊。焊接定位块的临时焊缝及补焊焊接要求与上述要求相同。,焊接准备,焊接环境焊接环境出现下列任一情况时，未采取有效防护措施不允许施焊： 风速：气体保护焊时大于2m/s，其他焊接方法大于8m/s； 湿度：相对湿度大于80%； 温度：环境温度低于5； 雨雪环境。,焊接工艺,预热 以下情况之一时，应对焊件进行预热：温度：环境温度低于5； 焊件厚度：大于25mm； 焊接工艺评定要求,焊接工艺,预 热 宜采用柔性陶瓷电阻加热器进行预热。 应采用红外测温仪、测温笔或

16、接触式测温仪表测量预热温度。 加热宽度以坡口边缘计算，每侧不少于焊件厚度的4倍，且不得小于100mm。,焊接工艺,预 热 Q420钢最低预热温度为100、Q460钢最低预热温度为150，最高预热温度不应超过300 不同强度等级钢焊接时，应按强度级别高的钢的预热温度进行预热。 需要预热的部位在整个焊接过程中应不低于最低预热温度。,常用结构钢材最低预热温度要求,最低预热温度：Q345，20 ；Q420,50；Q460,80 ,焊接工艺,施焊 应严格遵守焊接工艺卡的规定。 严禁在焊缝中填塞焊条头、金属物等杂物,焊接工艺,焊接变形控制 组装精度，不仅左右产品的尺寸精度以及焊接质量，还是因焊接而变形的原因之一，因此应提高组装精度，尽量减少构件间的间隙。 采用反变形措施防止变形的方法：预先使构件产生反变形，利用适当的工装器具限制产生反变形。 采用的焊接工艺和焊接顺序应能使最终构件的变形和收缩最小。构件装配焊接时，应先焊收缩量较大的接头，后焊收缩量较小的接头，接头应在小的拘束状态下焊接。 多组件构成的组合构件应采取分部组装焊接，矫正变形后再进行总装焊接。,