特高压交流输电钢管塔埋弧焊的焊接常见问题及解决方法

1、埋弧焊在特高压钢管塔的应用现状华玉荣 韩旸摘要：内容介绍了目前我国特高压电网建设当中埋弧焊焊接技术的应用现状，结合铁塔厂焊工的培训状况、国网公司对各铁塔厂、原材料厂的生产检查的一线情况，反映出目前埋弧焊在应用到电网建设当中产生的一些问题，联系实际生产总结出一些改进的措施。关键词：特高压 电网建设 埋弧焊 输电塔Abstract: The content of the introduction of China UHV power grid construction of submerged arc welding technology application situation, combin

2、ed with the iron tower factory welder training status, State Grid Corporation of China on the iron tower factory, raw material factory production inspection line, reflecting the current submerged arc welding in application to power grid construction has some problems, contact the actual production s

3、ummed up some improvement measures.Keywords: UHV Construction of grid submerged arc welding Transmission tower前言：随着特高压电网建设的开展，大容量、长距离、高电压输电线路越来越多，多回路同塔和大坡度铁塔越来越多地被采用，使铁塔的荷载越来越大，而钢管塔金属部件之间的连接都是采用焊接工作完成，因此焊接技术对于铁塔质量的好坏有着直接的关系l；针对目前这种状况，国家电网公司采取了一系列措施来确保电网钢结构的焊接质量：制定系统的特高压输电塔生产技术条件来规范钢管塔直缝焊管等重要受力部件的加工生

4、产；针对全国塔厂焊工展开焊接技术指导培训；实施第三方焊接检验确保钢管与法兰环焊缝质量。通过以上措施，有效的保证特高压电网建设工程的进度和建设质量。1、 电网建设常用焊接方法焊接是指利用加热或加压，或两者并用，填充或不填充金属，借助于原子间的结合达到连接金属的一种加工方法。特高压输电塔采用同塔双回路的钢管塔结构，钢管塔钢管的制造、塔身管与管、管与法兰、U型板等金属部件的连接都是通过焊接工作来实现的2。 图1 法兰和焊管的角焊缝 图2 U型插板的焊接 图3 相贯线的焊接1.1高强钢在电网建设的应用以及常用焊接方法目前电网建设当中应用最多的为熔化焊当中的二氧化碳气体保护焊、埋弧焊接。这两种焊接方法与

5、其他焊接方法相比具有以下几个特点：生产率高，焊接质量高而稳定，节省金属材料；改善劳动条件，焊接过程机械化，操作简便，劳动强度低；应用范围广，不但能焊接碳钢和低合金钢、不锈钢及耐热钢，对于铸铁、高合金钢及有色金属等也可以焊接。特高压直流输电铁塔以大规格角钢以及新型钢管塔作为输电塔发展的主要方向，对于制塔原材料性能的要求也就相应提高，因此高强钢逐步应用到目前的电网建设工作当中：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

6、，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3。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。高强钢、大规格角钢、钢管塔的推广应用，对铁塔加工技术提出了越来越高的要求。1.2 埋弧焊应用简介埋弧焊是指焊接电弧在焊剂层下燃烧，整个送丝及电弧的燃烧完全由机器完成的一种焊接方法。埋弧焊机配用交流焊机作为电弧电源，适用于水平位置焊接或者是小于10°的无坡口的对接接头、搭接接头或角焊缝。广泛的应用在锅炉、输气、输油等承压管道的焊接；桥梁、铁路、以及我们电网钢结构

7、的焊接工作当中。在原材料材质方面，埋弧焊原材料选材也较为广泛，常用的低碳钢、低合金钢、不锈钢、铜及其合金等材料都可以通过埋弧焊来实现焊接工作。2、 埋弧焊在电网建设当中的应用状况2.1埋弧焊在电网建设当中的应用及埋弧焊管的生产我国第一条特高压线路皖电东送工程的塔型采用钢管塔，与传统输电塔相比特高压输电塔的载荷要大的多，对塔型设计、使用材料、及焊接技术方面提出了更高的要求。目前，钢管塔原材料主要应用了Q235、Q345B，其中直缝焊管的生产大量的应用了埋弧焊工艺4。对于公称外径大于426的直缝焊管均采用埋弧焊工艺进行生产。目前，我国埋弧焊管最大生产直径1250mm，厚度20-40mm。按照焊缝的

8、走向，分为螺旋焊管（焊缝成一定的螺旋线角度）和直缝焊管（焊缝沿纵向成直线）。在特高压生产当中，钢管全部采用的是直缝焊管。电钢钢结构用直缝埋弧焊管的生产过程当中，通常采取以下措施来确保埋弧焊管的质量：钢管焊接完成后，由于产生了焊接变形使得钢管的尺寸发生一定变化，将影响下一步钢管和法兰的对接焊工作，因此需进行定径、矫直；若埋弧焊管焊缝存在严重划痕、裂纹等缺陷需要进行补焊时，对于公称外径大于219mm的钢管；每根管修补不多于3处，每处补焊长度控制在50150mm，总补焊长度不超过管长的10%。并且距离管端200mm内不允许补焊，补焊完成后焊缝应修磨，修磨后焊缝高度应与原焊缝一致，修补主要采用SMAW

9、或GMAW最终修补后还需采用手工超声波检测方法进行检验来确保焊缝的质量5。2.2电网建设当中埋弧焊常见问题 虽然埋弧焊自动化程度较高，在焊接过程当中相对其他焊接方法受到的外界影响较少，但在对塔厂焊工进行培训当中仍发现了一些焊接方面的问题，主要表现为：参与电网建设的直缝焊管生产企业，对于埋弧焊没有统一的焊接工艺、方法，并且焊工的执行能力不统一，造成了焊接产品的焊接质量参差不齐；由于供货原材料加工等问题，大口径管采用埋弧自动焊工艺控制不好，造成了断续或整圈未熔合现象的发生；对于焊缝存在的缺陷，没有完全打磨干净就进行补焊；进行埋弧焊加工的钢管存在未熔合、未焊透、气孔、夹渣等焊接缺陷较多。 3、 埋弧

10、焊常见缺陷预防措施为了解决上述焊接缺陷，技术人员在进行了大量的技术研讨及现场论证的基础上，对埋弧焊在应用时提出了以下要求：对不同材质原材料，要实行埋弧焊焊接参数标准化，统一各个生产厂家的生产工艺；对所有的埋弧焊操作人员进行集中培训，要求焊接技术人员对焊接过程中各个工序的质量及控制点明确；进行埋弧焊前，焊剂要严格按照说明书进行烘焙，对于回收的焊剂需放在恒温箱中进行保温；焊前，好严格控制好破口尺寸、对口间隙等，确保破口表面的清洁度；在进行环焊缝焊接时，滚轮架的转速要与焊接速度相匹配，以保证焊枪的位置处于检点位置，保证焊剂的厚度，确保熔渣的保护效果、预防出现密集气孔等缺陷；埋弧焊时，要严格执行相应工

11、艺评定的要求，按照规定的焊接参数进行焊接。通过以上措施，将进一步提高埋弧焊在电网建设当中的应用能力，更好的发挥埋弧焊自动化程度高、焊接效率高的特点。四、总结随着我国皖电东送等特高压工程的开展，我国的电网已进入特高压电网时代，与特高压用钢管塔质量密不可分的是焊接技术，面对新型材料、新型塔型的不断应用，对于焊接技术也提出了新的要求，在迎接这些新挑战的过程中，我国的焊接技术一定会不断创新发展、焊工的技术水品不断提高，从而为我国的电网建设提供坚强的技术、人员保障。 参考文献l.廖宗高，张克宝 关于输电钢管塔设计有关问题的探讨J 电力勘测设计，2005( 4) : 55-582.应建国，叶尹.大跨越输电线路钢管塔节点分析J.电