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不銹鋼焊接

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至德鋼業(yè)不銹鋼管塔在特高壓電網(wǎng)的應(yīng)用及焊接技術(shù)

來(lái)源:至德鋼業(yè) 日期:2021-04-02 00:40:33 人氣:1499

 浙江至德鋼業(yè)有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)不銹鋼管廠家,公司鋼管產(chǎn)品主要用于各種電力工程,這次工程技術(shù)人員為大家介紹皖電東送工程當(dāng)中大量應(yīng)用的不銹鋼管塔這種類型的輸電塔基本組成以及高強(qiáng)鋼在建設(shè)當(dāng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀;最后總結(jié)了關(guān)于進(jìn)一步提高輸電塔穩(wěn)定性能、推廣應(yīng)用更高型號(hào)高強(qiáng)鋼的一些措施。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,用電需求量連續(xù)攀升,為了解決日益增長(zhǎng)的用電需求,國(guó)家正在進(jìn)行特高壓電網(wǎng)建設(shè)。建設(shè)當(dāng)中,一方面,受限于緊缺的土地資源;另一方面,考慮到輸電線路選取當(dāng)中周圍房屋設(shè)施拆遷等成本問(wèn)題,使得新建的輸電線路必須向高容量、高電壓、緊湊型發(fā)展。故新建的輸電線路電壓等級(jí)多為750kV、800kV及1000kV。電網(wǎng)建設(shè)用鋼.主要包括輸電塔用直縫不銹鋼焊管、角鋼、帶勁法蘭等部件。其中我國(guó)第一條特高壓示范工程“皖電東送”工程,線路長(zhǎng)度長(zhǎng),采用雙回路不銹鋼管塔,對(duì)于鋼材的用量可想而知,如此巨大的用鋼需求和較高的質(zhì)量要求。促進(jìn)了輸電塔生產(chǎn)技術(shù)的快速發(fā)展。一方面在用鋼種類上有了量的增加.另一方面對(duì)于各種新興鋼種的焊接技術(shù)提出了新的要求。


一、輸電鐵塔用鋼現(xiàn)狀


 前言當(dāng)中已經(jīng)分析,我國(guó)輸電線路建設(shè)具有大容量、大跨越、高電壓的特點(diǎn)。新輸電線路的建設(shè)當(dāng)中.隨著塔體本身的質(zhì)量不斷增加,鐵塔承受的載荷也越來(lái)越大。這種情況下若仍然采用原有的制塔工藝,無(wú)法滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要。最近幾年,新聞當(dāng)中不止一次報(bào)道出關(guān)于輸電塔質(zhì)量欠缺造成的種種事故.使得我國(guó)的經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)蒙受了重大損失。這種形勢(shì)下,生產(chǎn)廠家需進(jìn)一步改善鐵塔制造工藝、尋求更為先進(jìn)的鐵塔生產(chǎn)方法。增加輸電鐵塔的強(qiáng)度、進(jìn)一步減輕塔身的重量.是輸電塔進(jìn)一步改進(jìn)的方向。這就需要從制塔的原材料人手。使用滿足要求的鋼種進(jìn)行生產(chǎn)。目前Q235、Q345熱軋鋼是應(yīng)用最為廣泛的兩種鋼型。在近幾年的鐵塔生產(chǎn)中,Q420、Q460等更高型號(hào)的鋼種也有所應(yīng)用.但是由于制造工藝、焊接工藝相對(duì)落后。采用高型號(hào)鋼種生產(chǎn)的輸電塔質(zhì)量還有較大的波動(dòng)。


 輸電塔的塔型與生產(chǎn)輸電塔原材料有著密切的關(guān)系.從用鋼的規(guī)格上看,過(guò)去主要以Q235、Q345規(guī)格的低合金角鋼為主。隨著大載荷、大跨越塔的生產(chǎn)投入,Q420、Q46O等更高型號(hào)的低合金高強(qiáng)鋼也應(yīng)用到輸電線路的建設(shè)當(dāng)中。不論是管塔還是角鋼塔,目前,我國(guó)的輸電線路用鋼多為低合金高強(qiáng)鋼。輸電塔當(dāng)中低合金高強(qiáng)鋼大規(guī)模的應(yīng)用,與低合金高強(qiáng)鋼的力學(xué)性能優(yōu)勢(shì)息息相關(guān),一方面低合金高強(qiáng)鋼具有較好的塑性、韌性,另一方面強(qiáng)度較高.可以滿足實(shí)際生產(chǎn)的需求;但是正是由于低合金高強(qiáng)鋼的硬度較大,使得后續(xù)的熱加工當(dāng)中容易出現(xiàn)種種缺陷,如焊接裂紋,熱鍍鋅時(shí)出現(xiàn)裂紋現(xiàn)象等。怎樣克服低合金高強(qiáng)鋼的這一弊端,已經(jīng)成為推廣應(yīng)用更高型號(hào)低合金高強(qiáng)鋼的關(guān)鍵。這就要從提高材料本身的焊接性以及相應(yīng)的焊接工藝出發(fā)。


 有學(xué)者認(rèn)為提高焊接性的措施有:控制含碳量、進(jìn)行固溶處理、添加穩(wěn)定劑改變焊縫組織狀態(tài)和快速冷卻。但矛盾的是,正是由于低合金高強(qiáng)鋼當(dāng)中合金元素的種類較多,導(dǎo)致了其碳當(dāng)量較大。使得材料的在實(shí)際使用當(dāng)中容易出現(xiàn)層狀撕裂等缺陷,焊接性變差。正是這些原因,制約了低合金高強(qiáng)鋼的進(jìn)一步推廣應(yīng)用。對(duì)于輸電塔使用的金屬材料,主要要求焊后形成的焊接接頭強(qiáng)度和硬度要與母材接近.而且還要具有較好的塑性和韌性,防止焊后產(chǎn)生裂紋.層狀撕裂等缺陷。實(shí)際生產(chǎn)中,在能夠得到各方面力學(xué)性能都滿足要求的焊接接頭同時(shí)還需要考慮節(jié)約成本,減少不必要的勞動(dòng)等因素.這就需要尋求一種操作簡(jiǎn)單,生產(chǎn)效率較高,焊接材料較為通用的焊接方法,目前在成產(chǎn)當(dāng)中應(yīng)用較多的主要有氣體保護(hù)焊接和埋弧焊等。


二、管塔的主要部件及其焊接


  1. 直縫不銹鋼焊管


  直縫不銹鋼焊管是管塔的一部分,在當(dāng)中主要起到了受力的作用,該部分主要的材質(zhì)是Q345B。在近幾年的生產(chǎn)當(dāng)中,更高型號(hào)的低合金高強(qiáng)剛也有所應(yīng)用,如Q420、Q460高強(qiáng)鋼。直縫焊管用鋼為鋼板或鋼帶,采用電爐或轉(zhuǎn)爐冶煉,必要時(shí)加爐外精煉,并且以熱軋狀態(tài)交貨。制造直縫不銹鋼焊管用的鋼板或卷板應(yīng)符合GB/T700、GB/T709、GB/T1591、GB/T3524、GB/T3274等現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求。目前,直縫不銹鋼焊管主要應(yīng)用的是埋弧焊和高頻焊兩種方法。高頻焊在焊接過(guò)程當(dāng)中不使用填充材料,飛濺較小,生產(chǎn)效率比較高;而埋弧焊的特點(diǎn)在于最終得到的焊縫質(zhì)量較好。正是由于焊接技術(shù)的快速發(fā)張,使得生產(chǎn)的直縫焊管最大直徑達(dá)到1829毫米,最大厚度在44毫米。在焊接方面,對(duì)于公稱外徑小于或等于508mm的直縫不銹鋼焊管宜采用高頻電阻焊工藝生產(chǎn),公稱外徑大于426mm的直縫焊管宜采用埋弧焊工藝生產(chǎn)。高頻電阻焊管焊后應(yīng)對(duì)焊縫及熱影響區(qū)進(jìn)行正火熱處理,埋弧焊管應(yīng)采用冷擴(kuò)徑或熱處理。而且高頻電阻焊管的焊縫缺陷不允許進(jìn)行補(bǔ)焊。埋弧焊管允許修補(bǔ)。但是受到一定條件的限制。


  2. 法蘭


  皖電東送是我國(guó)特高壓建設(shè)當(dāng)中的第一條示范工程,也是第一條大規(guī)模應(yīng)用鋼管塔的線路工程。塔身主材大部分通過(guò)法蘭連接。在此工程當(dāng)中使用的是高勁法蘭.與應(yīng)用有勁法蘭相比,減少了焊縫的數(shù)量,提高了生產(chǎn)效率,并且避免了較多的焊縫造成的應(yīng)力集中,裂紋等缺陷。加工材料方面.用鋼仍以Q345B為主,少量工程采用了Q420B、Q420c級(jí)鋼。隨著金屬冶煉技術(shù)的提高.更多優(yōu)質(zhì)的鋼種也將逐步應(yīng)用到不銹鋼管塔法蘭的生產(chǎn)之中。


三、管塔樣塔的焊接


 1. 常用焊接方法


  鐵塔廠家目前應(yīng)用較多的焊接方法主要有二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊、埋弧焊、焊條電弧焊、鎢極氬弧焊等,焊條電弧焊主要應(yīng)用于定位焊,而氣體保護(hù)焊以及埋弧焊主要用于直縫焊管與法蘭對(duì)接的焊接工作當(dāng)中。以下列出了在鐵塔制造當(dāng)中經(jīng)常使用的焊接方法的優(yōu)缺點(diǎn)。


 2. 樣塔的用鋼及其焊接技術(shù)


  Q235、Q345熱軋角鋼是我國(guó)輸電線路鐵塔的主要用材。材料內(nèi)容單一、各方面性能也相對(duì)落后,大規(guī)格角鋼短缺是我國(guó)塔廠家在選用鋼材時(shí)的主要問(wèn)題。隨著新型鋼材原料種類的不斷豐富、各方面性能的不斷完善,對(duì)輸電塔進(jìn)行焊接加工時(shí)的各方面技術(shù)要求及施焊工藝也做出了更高的要求。隨著低合金高強(qiáng)鋼自身性能的不斷改善、以及相應(yīng)的焊接技術(shù)的不斷發(fā)展,其應(yīng)用范圍也得到了大幅度的提高。低合金高強(qiáng)鋼自身性能的提升主要是通過(guò)調(diào)節(jié)碳及其他元素的含量來(lái)達(dá)到預(yù)期的效果,并且輔助一定的熱處理工藝。前面我們也提到碳含量及其他元素會(huì)造成金屬本身的碳當(dāng)量增加,從而起到反作用.一旦這些原因造成的缺陷產(chǎn)生在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中.將會(huì)造成類似08年雪災(zāi)輸電塔倒塌等災(zāi)難性事故。


  在直縫焊管的生產(chǎn)當(dāng)中。主要以Q345B低合金高強(qiáng)高的性能最為穩(wěn)定,等級(jí)再高的低合金高強(qiáng)鋼存在著焊接標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、焊接接頭沖擊功與母材差別較大等問(wèn)題。帶項(xiàng)法蘭方面,主要是各生產(chǎn)廠家對(duì)于合計(jì)元素的含量要求不統(tǒng)一,尤其是高頸法蘭的元素含量。由于上述情況的存在,使得后續(xù)的熱加工工作遇到重重困難,造成很高的不合格率。綜上,我國(guó)對(duì)于高品質(zhì)、高要求的直縫焊管和法蘭的生產(chǎn)還是受到了焊接、元素含量等諸多問(wèn)題的困擾。對(duì)于獲取高要求質(zhì)量的樣塔還有一定難度。稀土等材料能提高鋼的沖擊韌性和塑性.也能在焊接過(guò)程中起脫氧、脫硫、除氣、減少夾渣和細(xì)化晶粒的作用口],只有隨著這些新興材料的誕生、以及與之相適應(yīng)的焊接技術(shù)的不斷改進(jìn),才能使得這些問(wèn)題得以解決。


四、結(jié)論


  1. 改良的焊接工藝可以彌補(bǔ)輸電塔用低合金高強(qiáng)鋼自身焊接性帶來(lái)的種種缺陷.進(jìn)而為獲得優(yōu)良焊接接頭打下基礎(chǔ)。通過(guò)對(duì)不同材質(zhì)的鋼種擬定對(duì)應(yīng)的焊接工藝,理清焊接工藝制定的思路、方法和步驟.才能進(jìn)一步提高高強(qiáng)鋼在鐵塔制造當(dāng)中的應(yīng)用。


  2. 目前特高壓及其他輸電塔主要還是應(yīng)用Q345B低合金高強(qiáng)鋼,對(duì)于更高型號(hào)的高強(qiáng)鋼如Q420、Q460由于材料本身的性能以及當(dāng)前焊接技術(shù)的限制使得其在輸電塔的生產(chǎn)應(yīng)用受到限制。


  3. 提高我國(guó)輸電不銹鋼管塔質(zhì)量的關(guān)鍵在于兩點(diǎn),一個(gè)是通過(guò)合金元素的添加、改善熱處理工藝等方法提高高強(qiáng)鋼自生的性能:另一方面要進(jìn)一步促進(jìn)焊接技術(shù)的發(fā)展.改善相應(yīng)的焊接工藝。


本文標(biāo)簽:不銹鋼管 

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