铁塔线路施工方案，输电铁塔塔腿编号
chanong
|摘要： 某110kV输电线路，基建安装作业中塔角钢发生裂纹失效，并进行了目视检查、化学成分分析、力学性能试验、金相检验、断口分析、有限元法分析等试验是用一种方法测定的。分析塔腿角铁裂纹原因发现，塔腿角铁螺栓孔加工不当，导致螺栓孔边缘出现多处裂纹。针对塔架安装过程中异常预偏荷载对螺栓孔端部造成损伤，导致裂纹扩展，导致角钢产生裂纹，提出了预防和抑制措施。
关键词：输电线路、塔腿、角铁、裂纹、螺栓孔、冲孔裂纹、预偏压安装
CLC 分类号：TM752 文档识别码：B 产品编号：1001G4012(2018)10G0761G04
架空输电线路是电力系统重要的生命线工程，具有塔高、跨度大、环境复杂多变的特点，其安全可靠直接关系到电网的安全稳定运行。[1G3]在建110kV输电线路项目线路全长41.6公里，共建设铁塔162座：直塔147座，角塔15座。
导体整体采用JL/G1AGG300/25G48/7型钢芯铝绞线（ACSR），地线采用17G11.4-1270GB（GJG80）镀锌钢绞线和24芯光纤复合架空采用（OPGW）光缆N16塔导引线、地线安装过程中，D腿角铁出现裂纹、损坏，D腿角钢背面出现横向裂纹塔底以上5cm的钢材。
塔腿角钢材质为Q345B钢，规格为140mm x 10mm，长度为6467mm，线路安装区最高温度40，最低温度-40，最大风速27.5女士-1。
通过调查分析，确定塔腿角铁出现裂纹的原因，杜绝类似裂纹故障再次发生。
1 理化测试
1.1 目视检查
发生裂纹的角钢位于N16角塔D塔腿与塔脚连接处。塔腿位于角塔最外侧拐点处，是承受荷载的部位。整个塔。拉应力和弯曲应力最高，裂纹位置位于防护帽上方，角铁与钢板螺栓连接顶部两个螺栓孔之间，除一条主裂纹外，有多条裂纹.有泪水般的裂纹。如图1所示，螺栓孔有3个，部分区域镀锌层剥落。
1.2 几何尺寸检查
测量有裂纹塔腿角铁尺寸时，角铁边宽为140毫米，实际最小边厚为10.3毫米，满足YB/设计图纸及技术要求。 T4163-2016 [4]。
1.3 化学成分分析
表1显示了从裂纹塔腿角钢中取出的样品的化学成分分析结果。可见，塔腿角钢中各元素含量均满足Q345B钢成分技术要求。 GB/T1591-2008 [5]。
1.4 金相检验
从有裂纹的塔腿角钢中取样进行显微组织分析和非金属夹杂物检测。结果表明，角钢基体组织呈等轴状，铁素体和珠光体分布均匀，无明显偏析带，属C类。夹杂物含量为2.0级，如图2a）和图2b）所示，未观察到其他异常组织，螺栓孔表面覆盖有约100m厚的镀锌层。如图2c）和图2d所示），裂纹最深约为0.7毫米，裂纹内分布有锌，表明这些裂纹是在镀锌前的冲孔过程中形成的。
.1.5 机械性能试验
从有裂纹的塔腿角钢上取样，进行室温拉伸试验和低温冲击试验，结果见表2。角铁材料具有优异的低温冲击韧性，具有优异的强度和韧性的结合。
1.6 断裂分析
图3为发生裂纹的塔腿角钢断口宏观形貌。断口上人字纹分布清晰，从人字纹的分布和方向判断，裂纹起源于螺栓孔。左边1是螺栓形成的孔，孔延伸到角铁的另一侧，整体断裂分布基本垂直于角铁的长度方向并与表面垂直。到。整个断口呈现脆性断裂特征，没有明显的塑性变形，为平坦的正向断口，边缘面积很小[6]。
对角铁断口进行除锈和超声波清洗后，利用扫描电子显微镜（SEM）观察其微观形貌特征[7-8]。结果发现，断裂从螺栓孔内缘开始，初始断裂区是冲孔工艺造成的，裂纹缺陷呈现出较为清晰的撕裂形态如图4a)所示，断裂扩展区呈现出许多观察了带有二次裂纹的舌状解理断口形貌特征。图4b）所示断口整体形貌清晰地显示了一次性脆性断裂形貌特征。
1.7 有限元分析
如图5所示，采用有限元方法对塔脚角钢的受力状态进行有限元分析[9-10]。当塔基座承受拉应力和弯曲应力时，当达到一定水平时首先出现最大应力。连接塔腿的最内侧螺栓孔（即早期失效螺栓孔）处产生的应力水平可达到最大应力水平的近10 倍。这与塔腿角铁的实际裂纹失效情况相符。如果螺栓孔端部存在冲切裂纹缺陷，则螺栓孔内的应力集中会更加明显。当应力达到一定程度并超过材料的屈服强度时，裂纹扩展，导致塔腿角钢严重开裂。
2 综合分析
低温冲击试验结果显示，塔腿角钢在-20时的减震功为105.4J，远高于标准要求的34J，塔腿裂纹发生在4月，塔安装时，该地区最低气温在5左右，可以排除角钢低温脆裂的可能性[11]。
从应力分析角度来看，裂纹的D塔腿角钢位于整个角塔的最外侧拐点处，是整个塔中承受拉应力和弯曲应力最大的部分。安装时塔体必须按设计要求进行预安装。塔架受力前，向反力方向倾斜，受力后，发生偏转，以免向力方向倾斜，即避免塔架在外拐点处发生偏转角部内侧倾斜过大，塔身挠度超标，支腿载荷过大[12]。在安装过程中，没有按照设计要求提前进行偏转，因此在张拉导轨和地线的过程中，由于拉力的作用，杆塔向墙角内侧倾斜过大，导致挠度过大。 D是使塔腿超载的拉应力，如果与塔腿连接的螺栓孔端部出现小裂纹，就会形成较大的应力集中，成为裂纹的根源。
另外，虽然该塔采用的角铁为Q345B低合金钢，其强度等级较低，但角铁的断裂解理特性非常明显，表明该材料比较脆。塔体采用的角铁是热镀锌的，如果镀锌前的酸洗工艺不当，螺栓孔中很可能会积聚过量的氢气，这些氢气会在冲孔阶段积聚起来。造成的可能会造成严重损害。角铁的氢脆敏感性增加，高应力与过量氢的相互作用使角铁极易产生脆性裂纹。
3 结论与建议
塔腿角钢螺栓孔冲孔工艺不当，导致螺栓孔端部出现裂纹缺陷，裂纹区域应力集中较大，且镀锌前酸洗工艺不当，导致在过度积累中。螺栓孔内应力增大，氢气和高应力使钢材的氢脆敏感性显着增加；塔架安装过程中，没有按照设计要求进行预偏压安装，由于安装了导轨和地面钢丝在张拉过程中，塔体因拉力而向角部内移动，过度倾斜使D塔腿上产生超载拉应力，使螺栓孔裂纹扩大，造成塔腿角钢变形。休息。裂缝。
为了保证输电铁塔所用塔材的质量，必须加强基建阶段的质量控制，严格管理和优化塔材的加工工艺，也必须彻底控制材料的质量。还必须严格按照设计要求和规范安装，使塔体不承受过大的应力。
第：章
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文章来源——材料与检测网