供貨品種鋼板、型鋼鋼板、型鋼型鋼鋼管鋼管鋼管、角鋼鋼板角鋼
國家日本日本日本日本日本歐美中國中國
隨著電網的升級,我國即將建設的1000kV交流、±800kV直流特高壓輸電線路工程,特高壓輸電塔在荷載上遠大于現有輸電塔,對輸電塔的結構設計、鋼材強度提出了更高的要求。為了使輸電塔經濟合理,鋼材強度就必須大幅提高,需要使用Q390、Q420、Q460等高強度鋼材。我國《鋼結構設計規范)GB50017—2003已正式將Q390、Q429列入可選材料范圍,《低合金高強度結構鋼》GB/T1591—94中提出了Q460鋼材,這些新品種的強度與國際水平基本接近。我國高強度鋼材屈服強度見下表:
鋼材品種Q390Q420Q460
屈服強度(N/mm2)390420460
供貨品種板材角鋼、板材板材
國家中國中國中國
我國750kV輸電塔上,嘗試采用了Q420高強度鋼材,塔重降低了15%,取得了較大的經濟效益。但在供貨保障、規格方面很不理想。
希望市場上有充足、角鋼規格齊全的Q390、Q420貨源供設計選用。《鋼結構設計規范》盡快將Q460列入可選材料范圍。隨著這些高強度鋼材品種的廣泛應用,將會促進我國輸電塔設計水平的提高。
3.2角鋼規格
在角鋼規格方面,角鋼表內的規格從40mm×3mm~200mm×24mm達70多種。從理論上講,規格越多,所選規格就越經濟。但市場往往上很多規格購買不到的,在加工時經常發生規格購買不到而以大代小的情況,導致塔重增加5%左右。
3.3大規格角鋼
在規格大小方面,我國最大角鋼規格為200mm×24mm,國際上最大角鋼規格為250mm×35mm。因此,對一些受力大的輸電塔,當單角鋼200mm×24mm滿足不了受力要求時,就只能采用組合角鋼。組合角鋼在構造上不僅比單角鋼復雜,且還要增加許多輔佐材料,導致塔重增加。希望我國鋼廠也能提供大規格的角鋼。
3.4不等邊角鋼
輸電塔塔身交叉斜材在平面外和平面內的長細比有較大的差別,最經濟選材應該配置不等邊角鋼,長肢位于平面外,短肢位于平面內,可以使平面外和平面內的長細比基本相等。國外輸電塔常采用不等邊角鋼,以降低輸電塔的重量。我國有不等邊角鋼規格表,但市場上基本沒有供貨,希望鋼廠能提供不等邊角鋼,使輸電塔設計更經濟更合理。
3.5高強度螺栓
輸電塔連接方式常采用焊接連接和螺栓連接。在螺栓連接方面,目前主要采用5.8級、6.8級強度較低的螺栓。隨著輸電塔的規模擴大,構件受力越來越大,單靠增加螺栓數量的辦法,很不經濟合理,因此,輸電塔上使用高強度螺栓十分必要。國外輸電塔上已經使用了9.9級高強度螺栓。我國輸電塔在使用8.8級、10.9級螺栓也作了一些嘗試,但熱鍍鋅后質量很不穩定,在施工過程中就發現氫脆破壞現象,因此,高強度螺栓在輸電塔上沒有廣泛使用。如何使高強度螺栓熱鍍鋅后保持良好的力學特性,值得進一步研究。隨著電網建設的升級,高強度螺栓的使用是勢在必行,對高強度螺栓有較大的需求。
3.6鋼結構規范限制
《鋼結構設計規范》(GB50017—2003)第10.1.3條規定熱加工管材和冷成型管材不應采用屈服強度超過345N/mm2以及屈強比fy/fu>0.88的鋼材,且鋼管壁厚不宜大干25mm。由于這條規定的限制,導致我國鋼管塔鋼材只用Q245、Q345兩種。從有關資料來看,美國獨資上海維蒙特工業(中國)有限公司,采用ASTMA572GR65配方在上海寶鋼生產的鋼材屈服強度fy超過345N/mm2達450N/mm2,廣泛用于220kV線路鋼管桿和500kV變電構架。日本的1000kV特高壓線路鐵塔主材就是采用鋼材屈服強度fy超過345N/mm2達392N/mm2的鋼管,日本現行規范又將鋼材屈服強度提高到440N/mm2。
鋼結構規范應在這方面做些研究,對此條限制進行修訂。使高強度鋼材在鋼管塔可以應用,以便降低鋼管塔塔重。
3.7耐候鋼應用
輸電塔長期處于外露環境,需要采取耐腐處理,目前國內外采用的主要措施是熱鍍鋅防腐,其防腐效果較好,但熱鍍鋅也有其不好的地方:①在輸電塔加工好后,還要多一道鍍鋅工序,需要投入大量的人力、物力;②由于不同材料所含雜質不一樣,熱鍍鋅后,色差較大,影響外形美觀;③對鍍鋅件要進行酸洗,對環境有較大的影響;④熱鍍鋅需要500度左右的高溫,需要大量的熱能;⑤鍍鋅好的桿件在運輸、組裝過程中容易出現局部鋅層破壞。耐候鋼本身具有較強的防腐性能,避免了上述需要熱鍍鋅防腐的不利因素。因此,性能良好的耐候鋼在輸電塔上使用有巨大的潛力。
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