输电铁塔焊接及热加工(1)

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资源描述

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φ2000×25mm,塔身φ2000、φ1900、φ1800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ASTMA572Gr65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、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,指导铁塔加工企业的生产。三、国内铁塔加工主要标准GB/T2694输电线路铁塔制造技术条件DL/T646输变电钢管结构制造技术条件Q/GDW384钢管塔加工技术规程GB50205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/T706热轧型钢;YB/T4163铁塔用热轧角钢;Q/GDW706输电铁塔用热轧大规格角钢;板材:GB/T709热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差3材料GB/T1591低合金高强度结构钢直缝焊管:Q/GDW384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/GDW705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/T8923规定的C级及以上要求;3材料焊接材料焊条:GB/T5117碳钢焊条、GB/T5118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/T10045碳钢药芯焊丝,GB/T17493低合金钢药芯焊丝。埋弧焊焊丝:GB/T5293埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂,GB/T12470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/T3223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”,不加衬垫时可省略。焊工项目代号示例FCAW-Ⅳ-B-1G焊接位置,平焊板件考核试件Q460药芯焊丝气保焊,手工SMAW-Ⅱ-B-3G+45°焊接位置,45°斜焊板件考核试件Q345焊条电弧焊,手工A-GMAW-G-1G焊接位置,水平转动焊管件实芯焊丝气保焊自动焊A-SAW-B-1G-D焊接位置,平焊板件埋弧焊自动焊加衬垫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JGJ81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/T985.2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。焊材选择材质焊条实芯焊丝气保焊药芯焊丝气保焊埋弧焊Q235BE43XXER49-XE43XTX-XF4XX-H08AQ345BE5015E5016ER50-XE50XTX-XF48XX-H08MnAQ420BE55××-GER50-6ER55-D2F55A0-H10Mn2、F55A0-H08MnMoAQ460CE60××-D1ER55-D2ER55-GER55-D2-TiF55A2-H08Mn2SiF55A2-H08MnMoAF55A2-H08Mn2MoAQ420CE55××-C3ER55-D2F55A2-H08MnMoAF55A2-H08Mn2MoAQ420DE55××-C3ER55-D2F55A3-H08MnMoAQ420EE55××-C3ER55-Ni1F55A4-H08MnMoAQ460DE60××-D1ER55-D2F55A3-H08MnMoAQ460EE60××-EER55-Ni1F55A4-H08CrMoVAF55A4-H08MnMoA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10~30mm,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15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