输电铁塔焊接及热加工.ppt
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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-荆门特
2、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,国家电网公司推广应用Q420高
3、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大跨越中应用了钢管塔。已有
4、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形控制技术、大塔脚法兰孔扩孔技术
5、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,钢材等级涉及Q345B、Q420B、Q420
6、C、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,指导铁塔加工企业的生产。,三、国内铁塔加工主要标准
7、,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 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
8、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
9、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
10、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,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
11、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
12、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 985.2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
13、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
14、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
15、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30
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