摘要：特高壓輸電線路鐵塔采用高強鋼，不僅可以提高鐵塔的承載能力，而且還可以增加生產(chǎn)制造的經(jīng)濟性。從德令哈（托索）750kV輸變電工程中選取高強鋼Q420B為研究對象，對其母材和焊接接頭，分別進行了低溫拉伸試驗和沖擊試驗研究，發(fā)現(xiàn)焊后的力學(xué)性能會劣化。高強鋼焊接工藝的高要求，無形之中增加了生產(chǎn)制造單位的成本，給鐵塔公司帶來了挑戰(zhàn)，迫切的需要在高強鋼的焊接工藝上“提質(zhì)增效”。
關(guān)鍵詞：輸電鐵塔；高強鋼；低溫；力學(xué)性能；焊接工藝
1概述
2008年，在我國南方各省，突然爆發(fā)了大雪災(zāi)，由于覆冰造成的塔身偏重和鋼材強度不足等原因，導(dǎo)致輸電鐵塔的大規(guī)模倒塌，造成大面積的停電，不僅給人民生活帶來極大的不便，還對我國的經(jīng)濟建設(shè)造成了極大的損失[1]。說明我國迫切的需要增強輸變電技術(shù)的研究，來提高我國鐵塔的制造質(zhì)量和制造水平。為了加強鐵塔承載能力，同時減輕塔重、特高壓輸電線路鐵塔的塔材采用低合金高強鋼，如Q345、Q420和Q460等鋼材，可以加強鐵塔的承載能力、減輕鐵塔的重量、節(jié)省鐵塔鋼材的消耗，從而提高經(jīng)濟效益[2]。本文項目來源于德令哈（托索）750kV輸變電工程，故針對Q420高強鋼的生產(chǎn)、制造和應(yīng)用等相關(guān)問題進行了調(diào)研，發(fā)現(xiàn)在全國范圍內(nèi)9條線路工程的建設(shè)中進行試點，其中包括：武北~錫東南π接入錫西南線路、500kV遼吉線路、750kV蘭州東~寧東線路等。這些輸電線路工程的共計長度為964km，其中有9800噸角鋼鋼材和938噸鋼板鋼材采用的是Q420高強鋼，最后統(tǒng)計約節(jié)省工程造價560萬元[3]。
2高強鋼應(yīng)用參數(shù)研究
2.1鋼材性能參數(shù)比較
鋼材的強度設(shè)計值，根據(jù)《GB50545-2010110kV~750kV架空輸電線路設(shè)計規(guī)范》[4]，應(yīng)按表1的規(guī)定確定。如表1所示，可以直觀的看出Q235碳素結(jié)構(gòu)鋼、Q345和Q420低合金高強鋼的強度設(shè)計值和不同鋼材之間的提升比例。
2.2四種塔型的理論經(jīng)濟性比較
本文選取了四種常用塔型作為例塔，分別為：500kV和750kV直線角鋼塔及其耐張角鋼塔。采用的鋼材分別為Q345鋼和Q420鋼來進行計算，通過塔材的消耗的重量以及鋼材的價格比較，得出在特高壓鐵塔上應(yīng)用Q420高強鋼的經(jīng)濟效益。綜合這四種塔型的計算比較結(jié)果[3]，見表2。如表2可知，隨著鐵塔的荷載和主材規(guī)格的增大，應(yīng)用Q420高強鋼的塔材耗量和成本價都有所降低。所以在特高壓輸電線路中合理的應(yīng)用高強鋼，不僅通過可以減少鐵塔的重量、延長鐵塔的使用壽命，帶來經(jīng)濟效益，還可以通過減小線路走廊、縮小占地面積，從而帶來社會效益。
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