输电线路铁塔四拼角钢塔脚的加工控制研究

许林锋

摘要：近年来，随着科技技术的快速发，输电线路铁塔设计也趋于多样化。其中四拼角作为输电线路铁塔中的一种，结构也存在较大差异。因此文章重点就输电线路铁塔四拼角钢塔脚的加工控制展开分析。

关键词：输电线路铁塔;四拼角钢塔脚;加工控制

随着国民经济的快速发展、科学技术的不断提高和环保意识的逐步增强，高压输电作为生命线工程在经济建设和人民生活中发挥着举足轻重的作用[1]。高压输电塔是高负荷电能输送的载体，是生命线工程的重要组成。角钢塔是我国输电铁塔中主要采用的形式之一。随着我国的能源和电力需求持续增长，输电线路的电压等级、输送容量不断升级，传统输电铁塔采用单角钢作为主材的形式，已经不能满足现阶段安全设计的要求。为了满足杆塔结构的强度要求，主材不得不采用双拼或者四拼组合角钢构件。为了将不同角钢及其组合进行有效连接必须采用一种特殊构造的节点。

1输电线路铁塔角钢材料应用分析

角钢广泛应用于角钢塔、钢管塔，目前以Q345B、Q420B角钢应用为主，Q460级角钢在少量工程试点应用。研究表明，以∠160mm×16mm×1500mm角钢为例，与Q345角钢相比，同一规格的Q420角钢构件承载力提高18%，Q460提高26%。已有工程实践证明，在特高压交流、直流工程中使用Q420角钢塔，可以减小材料自身质量5%～10%，同时，高强钢的使用可以简化杆塔结构，减小单根构件的自身质量，相应减少运输、安装等费用，从而整体上可节省造价2%～6%。规格上，我国输电铁塔角钢长期使用4#～20#等边角热轧角钢。2011年，22#，25#的大规格角钢首次在±800kV锦屏—苏南特高压直流工程应用，目前，特高压铁塔应用的最大角钢规格为∠300mm×35mm×35mm。到2017年6月，大规格角钢在输电铁塔用量约35万t。试验表明，22#及以上大规格角钢

能替代绝大多数的双拼组合角钢，可有效降低铁塔耗钢指标。

2输电线路铁塔四拼角钢塔脚的发展现状

对于输电线路铁塔钢塔脚加工而言，最为困难的就是焊接变形控制问题，在实际应用的过程中，输电线路铁塔钢塔脚加工便捷、运输方便、安装快速，是目前输电线路工程中的重点。但是在焊接过程中经常会出现角变形的情况，不仅会对外观造成影响，还会导致安全质量降低，进而威胁到整体结构承载能力和运行稳定性。因此一般会采用刚性固定、反变形等工艺降低角变形的产生，从实际效果上看并不理想，严重的情况下，还会引发层间撕裂缺陷问题，造成重大质量事故。由此可知，输电线路铁塔四拼角钢塔脚的加工控制方法措施需要得到进一步创新发展。

3输电线路铁塔四拼角钢塔脚的加工控制对策

3.1零件加工控制对策

加强过程控制，确保各组成零件的质量是进行塔脚质量控制的基础。为保证装配精度，组成塔脚的各零件，制孔工序必须采用钻制的工艺，以控制上下面孔径差和孔型质量，钻头尺寸宜采用比设计孔径大0.5mm的钻头，如钻制φ17.5孔选用φ18.5钻头。制孔后，应注意对板材平面度的控制，以局部平面度不大于1.0mm为宜，消除切断、压钢印和制孔造成表面挠曲对装配精度的影响。十字组焊板相邻主材的孔边距应比设计边距大2mm，分板第一排孔到基准边距离按（设计准距-1）mm加工，主材准距按（设计准距-0.5）±0.5mm加工。对于板材加工，还要对涉及定位的孔边距尺寸严格控制，作为基准边距其允许偏差应控制在±0.5mm，以保证装配间隙。对于坡口的加工，坡口角度可按（50±5）°加工，钝边尺寸应为（2±1）mm，以利于焊接效率和保证焊缝溶透。对于包含制弯工序的加强包钢、涉及焊接的角钢等零件，进行工艺卡制作应在醒目位置详细注明工艺要求，以方便操作工人查阅。制弯加工和检验时，应制作并使用精确度不低于0.1°、长度应不小于300mm的角度靠板。测量时，角度靠板和包钢筋线/肢面的贴合间隙不应大于1mm。角钢合角后角度宜≤89°，合角后和角度靠板合的贴合间隙也应不大于1mm。装配用的角钢模板（假腿）做为一种特殊形式的工装，其加工应按照制造工具的要求精确加工，精度要求必须高于铁塔零部件的加工标准。应采取“三定”的措施，由操作熟练、技术水平高的人员在工况稳定、精度高的角钢生产线上制造。其材质的选用可根据企业的材料库存状况灵活取舍，但必须是肢面垂直度、平整度较好的新角钢。制孔时必须采取钻制的工艺，准距大小要求为：通板方向按（设计准距+0.5）±0.5mm加工，分板方向按（设计准距+1）±0.5mm加工。操作人员和质检人员应加强对角钢模板（假腿）的检验，做好“三检”工作，确保各检验项目的精确度。对测量准距使用的计量器具，应采用经检定合格的专用游标卡尺，而不能只使用钢卷尺。

3.2装配加工控制对策

焊接是加工的核心关键，每一个加工焊接的工人必须要持有有效的资格证书，严格按照资格证书覆盖评定范围完成焊接工作，如果焊接工作中涉及资格证书中没有提及的部分，要立即停止工作。定位焊接是装配加工的首要步骤，在实际加工过程中，焊接人员要对各检验项目进行检查，主要包括：基准边距、平整度、制弯角度、坡口钝边等内容，角钢模板的背距、肢面垂直度、孔距等项目的加工精度是否准确[3]。首先要固定角钢模板以及定位销，其次检查调整分板，并且完成轻度焊接，最后撤去定位销和角钢模板，利用钢角尺复查定位后，进行强焊。

3.3焊接加工控制对策

焊接前还要加强防变形措施，除了上文提及的增加刚性撑子之外，要尽可能的保障每个端口都有固定两个撑子，撑子的数量、位置要根据焊缝的实际长度，如果长度大于500mm，那么要额外增加两个固定的对称撑子，且位置也要尽可能的靠近焊道根部，以此增强焊接件的刚度，尽可能的减少变形。在焊接过程中焊接工艺参数的确定不能够忽视，包括：焊接件的强度、焊条，以输电线路铁塔四拼角钢塔脚的加工控制为例，四拼角中的十字焊接件正反面都要采用平焊缝，以此有效控制焊缝的高度。如果焊缝较高，那么会对现场组装工作造成影響，此时可以采用碳弧气刨、砂轮机设备进行清根。焊接顺序也要注意，一般可以按照对称焊接的方式，选择垂直度大于90°的焊道，使用较小焊接电流完成焊接工作，也可以降低焊接变形情况，然后要选择和第一道焊缝完全相反的焊接方向，完成焊接后还要检查垂直度以及配合尺度情况，焊接完成后的十字焊接件的垂直度也要控制在≤0.5mm/200m。

综上所述，四拼角作为输电线路铁塔设计中的重要形式，必须要得到重视，加强对其加工控制分析可以与有效提高输电线路的稳定性。作为一种特殊的结构，对质量和精度有着严格的要求，涉及了多种零件和工序，因此每一个环节都要进行全面的分析和控制，每一个控制关口都要得到重视，严肃执行工艺纪律，满足要求。

参考文献

[1]鄢秀庆，黄兴，杨洋，廖邢军，冯勇.可控转动复合横担在输电铁塔中的应用研究[J].四川电力技术，2019，42（06）：61-65.

[2]章庆，范众维，王明，唐泽华.高性能电力铁塔角钢Q420TE成分设计与制备[J].江西冶金，2019，39（06）：67-70.

[3]罗义华，罗正帮，黄耀，杨进，杨雪锋.输电线路耐候钢角钢塔结构设计[J].工程与建设，2019，33（06）：925-928.

[4]张明，王艳林，谢飞鸣.高性能电力铁塔角钢Q460TE的焊接特性[J].热加工工艺，2014，43（09）：165-167.