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输电线路紧固件技术要求
输电线路用紧固件技术要求二○一○年十一月目次一、铁搭组装质量基本要求二、生产标准三、高强度产品质量控制四、输电线路用紧固件表面防腐处理五、电力铁塔紧固件常用工艺及技术现状附件一组装铁塔用紧固件标准附件二达克罗与热浸镀锌紧固件特性对比1一、铁搭组装质量基本要求1、脚钉安装位置、螺栓的使用规格及穿入方向，垫圈的加垫位置及数量应符合设计图纸及验收规范的规定。2、塔材的连接应牢固。交叉处有空隙者，应装设相应厚度的垫圈或垫板；装设的垫板应符合设计图纸规定；装设的垫圈应采用标准垫圈并经热镀锌。3、防卸、防松螺栓的安装位置应符合设计要求。若无要求时，应在图纸会审时提出并给予确定。4、螺栓的级别应在螺栓头上明确标识，使用时，其级别应符合设计图纸规定，不同级别螺栓严禁混用。5、同直径不同长度螺杆的螺栓不应混用。6、螺杆应与构件平面垂直，螺栓头与构件的接触处不应有空隙。产生空隙的原因可能有螺栓头加工不规则、残留锌渣、塔材表面不平整、对孔不准及螺栓未拧紧等，应注意查明原因并处理之。7、塔材组装有困难时应查明原因，严禁强行组装。构件组装困难可能原因有两个一是塔材的孔间距离误差超标；二是安装塔材规格有误或是安装方向有误。只有查明原因，才能使构件顺利安装。18、个别螺孔需扩孔时，扩孔部分不应超过3MM；当扩孔需超过3MM时，应先堵焊再重新打孔，并应进行防腐处理。严禁用气割进行扩孔或烧孔。9、塔片组装后，应依据设计图纸进行核对和检查，发现问题要及时在地面进行处理，切忌留待高空作业处理。10、杆塔连接螺栓应逐个紧固，48级螺栓的扭紧力矩不应小于下表的规定。48级以上的螺栓的扭矩标准值由设计规定，若设计无规定时，宜按48级螺栓的扭紧力矩执行。螺栓紧固扭矩标准螺栓规格扭矩标准值（NM）M100M2425011、螺杆与螺母的螺纹有滑牙或螺母的棱角磨损以致扳手打滑的螺栓必须更换。12、构件的连接螺栓，凡不影响后续作业者均应在地面紧固。13、杆塔构件地面组装后应对其质量作一次全面检查，其内容包括21构件是否齐全。缺少的构件是送料缺件还是加工构件尺寸错误应登记清楚。2组装尺寸是否正确。3组装后的构件是否有弯曲变形，空隙处是否已加垫圈或垫板。4防锈层剥落处是否已补涂灰漆或喷锌。5螺栓是否已紧固。二、生产标准（一）产品机械性能和选材标准1、螺栓类产品（1）GB/T紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱；（2）DL/T7644输电线路杆塔及电力金具用热浸镀锌螺栓与螺母；（3）GB/T钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件。2、螺母类产品（1）GB/T紧固件机械性能螺母粗牙螺纹；（2）DL/T7644输电线路杆塔及电力金具用热浸镀锌螺栓与螺母；3（3）GB/T钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件。二）高强度紧固件选材1、88级螺栓（1）直径规格≤M27时，选用40CR。（2）直径规格M27时，选用42CRMO。2、109级螺栓（1）直径规格≤M27时，选用35CR。（2）直径规格M27时，选用42CRMO。（三）产品结构尺寸标准1、螺栓类产品（1）GB/T六角头螺栓C级；（2）DL/T7644输电线路杆塔及电力金具用热浸镀锌螺栓与螺母；（3）GB/T钢结构用高强度大六角头螺栓。2、螺母类产品（1）GB/T412000六角头螺栓C级；（2）DL/T7644输电线路杆塔及电力金具用热浸镀锌螺栓与螺母；（3）GB/T钢结构用大六角螺母。4（四）热浸镀锌螺纹精度公差标准1、GB/T热浸镀锌螺纹在内螺纹上容纳镀锌层；2、GB/T紧固件热浸镀锌层。（五）紧固件热浸镀锌标准1、GB/T紧固件热浸镀锌层；2、DL/T7644输电线路杆塔及电力金具用热浸镀锌螺栓与螺母；3、GB/T金属覆盖层钢铁制件按热浸镀锌层要求及实验方法；4、GB/T输电线路铁塔制造技术条件。三、高强度产品质量控制紧固件是输电线路铁塔建造中使用最广泛的紧固连接用零件，随着电力行业的不断发展，输电线路中各种跨越铁塔、钢管铁塔等大型铁塔相继设计和建造，高强度紧固件已被广泛采用。由于输电线路铁塔设计和建造采用的高强度紧固件，一般沿用传统热镀锌工艺对产品表面进行防腐蚀处理，螺母采用扩孔的方法以容纳螺栓螺纹镀层的厚度，这就对高强度紧固件的性能质量和紧固连接质量带来了不同程度的影响。5（一）输电线路铁塔高强度紧固件性能的选用输电线路铁塔设计和建造中，常选用88级螺栓、8级螺母和109级螺栓、10级螺母两种性能的产品。由于热浸镀锌工艺容易造成产品氢脆倾向，况且性能越高产品氢脆倾向就越大，因此就目前铁塔的设计和建造应优先选用88级螺栓及8级螺母，其可靠性和安全性较高。因为当螺栓的抗拉强度≥1000N/MM（109级以上螺栓产品）时，螺栓由于热浸镀锌工艺及其它因素影响，氢脆倾向明显增大。当必须选用109级螺栓，特别是M27以上规格螺栓时，设计和建设选用时应非常慎重，选用前应与生产厂家探讨产品质量的控制措施和检测措施，以保证产品质量的安全性和可靠性。（二）输电线路铁塔高强度紧固件对材料的要求高强度紧固件材料的选用在GB/T30981紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱及GB/T30982紧固件机械性能螺母粗牙螺纹中给出了选用范围及要求，但是对热浸镀锌高强度紧固件有些是不适宜的。有些钢材生产的高强度紧固件在热浸镀锌时因镀锌温度的影响，产品硬度及强度会有所降低。比如采用35钢生产88级M16螺栓，在热浸镀锌前其表面硬度和抗拉强度都是合格的，但由于热浸镀锌温度的影响，可能造成硬度或抗拉强度不合格，从而导致最6终产品质量不合格、不可靠。这就要求生产热浸镀锌高强度紧固件的生产厂家，选择合适的材料生产热浸镀锌高强度紧固件产品。（三）输电线路铁塔高强度紧固件的断裂与预防断裂原因氢脆现象；疲劳破坏；热处理工艺；成型工艺控制；非正常受力。应采取的预防措施减少产品氢脆倾向的因素；避免应力集中出现；确保热处理工艺科学合理；合理控制成型工艺；选用合适的钢材；管理施工现场的紧固力。（四）输电线路铁塔高强度螺栓组装通孔的选择有些输电线路铁塔在建造过程中，组塔时出现螺栓与通孔配合不合理，配合间隙过小，螺栓头下R角与配合通孔发生干涉，使螺栓六角头下支承面不能压紧被紧固连接件。这7就要求设计、制造时根据螺栓标准给予考虑选择合理的通孔。（五）输电线路铁塔螺母的镀前攻牙和镀后攻牙目前在其它各国热浸镀锌紧固件中，螺母均要求镀后攻牙，最新的国际标准ISO紧固件热浸镀锌层以及即将发布实施的国家标准GB/T52673紧固件热浸镀锌层中都明确规定对热浸镀锌螺母进行镀后攻牙。镀后攻牙与镀前攻牙的螺母相比优点是牙形没有受镀前化学处理的影响而发生形状变化；紧固时咬死现象可能性变小，紧固力易控制；内螺纹牙底没有不均匀的存锌，与螺栓组合顺畅等。镀后攻牙的螺母与热浸镀锌的螺栓配合后，螺栓外螺纹表面的锌因电化学反应，会渗入到没有锌层的螺母内螺纹上，形成防腐蚀保护层而起到防锈作用。四、输电线路用紧固件表面防腐处理热浸镀锌表面处理方法是输电线路铁塔及其使用紧固件表面防腐处理应用时间最长，最可靠的方法。其它表面处理方法，如机械镀锌、粉末渗锌、真空渗锌及近年来出现的达克罗表面涂覆防腐处理，在输电线路紧固件使用过程中都出现了诸多缺点和缺陷，并带来了很大的质量隐患。如出现镀锈、涂层的脱落等现象。8通过长期的大量工程实践证明输电线路用紧固件采用热浸镀锌是最理想的防腐处理方法，其镀层与金属基体之间的合金层，使其具有无比优越的镀层附着强度，这是机械镀锌、粉末渗锌、真空渗锌、达克罗涂层都不具有的，这也是国内外电力行业、公路、铁路等野外要求防腐较高的设施大都采用热浸镀锌防腐处理的主要原因。五、电力铁塔紧固件常用工艺及技术现状1、目前我国电力铁塔紧固件常用的强度等级为48、68、88、109级，其中用量最多的是68、88级。按工艺主要分冷镦成形加工及头部局部加热成形加工两种方式。冷镦成形加工工艺原材料冷拉（直径改制）→下料→头部预成形→圆头成形（缩径）→切边→螺纹成形→（热处理）→热镀锌→成品。头部局部加热成形加工工艺原材料冷拉（直径改制）→下料（倒角）→部分加热→头部热成形→头部倒角→缩径→螺纹成形→（热处理）→热镀锌→成品。这两种工艺因生产厂家的不同，工艺路线有一定的差异。同样两种工艺在材料应用上也有一定的差异对于48级螺栓，一般都采用低碳钢（Q215、Q235、08AL等），对于68级、88级螺栓，由于材料市场的供应状况，一般冷镦成形9加工采用35钢（盘园），而头部局部加热成形加工采用45（直料）。2、有关残余应力的初步分析鉴于上述两种工艺的区别，对产品加工过程所存在的残余应力分析如下（1）冷镦成形加工工艺A、原材料冷拉过程中因冷作硬化而形成的残余应力。B、头部成形过程中因冷成形金属纤维折叠而形成的残余应力。C、缩径、螺纹挤压成形过程中因冷作硬化而形成的残余应力。（2）头部局部加热成形加工工艺A、原材料冷拉过程中因冷作硬化而形成的残余应力。B、部分材料在几秒内快速加热（900℃以上）、头部热成形、包括可能的过烧或欠烧现象而形成的残余应力。C、加热与未加热部分交界处所产生的残余应力。D、缩径、螺纹挤压成形过程中因冷作硬化而形成的残余应力。针对上述残余应力问题，美国标准ASTMA394钢制镀锌输变电铁塔螺栓和螺母也规定冷镦“0型”螺栓镀锌前必须进行去应力退火。而在德国标准DIN7990钢构架栓接10用六角螺栓和螺母中规定螺栓的强度等级为46及56级。这些标准都已规定对热镀锌前的电力铁塔螺栓（强度等级在88级以下）要进行去应力退火处理。3、相关试验（1）未经去应力退火处理的产品断口图及拉力试验曲线图11断口基本上螺栓轴线垂直，拉抻屈服变形微小，断口全部位于螺纹根部，断口平齐，其断裂面形貌属于脆性断裂。（2）经去应力退火处理的产品断口图及拉力试验曲线图拉伸试验断裂时有明显的延伸及断面收缩现象，断裂位置、断口形状正常，断口沿V型槽准确断裂，其断裂面形貌属于韧性断裂。断位位置均在螺纹处。（3）螺栓冲击试验12相同批次螺栓抽样进行夏比（V型）冲击试验，试验温度为常温（20℃）和低温（－20℃）进行测试比较。未经退火处理螺栓试件试验温度℃冲击吸收功AKU,J120℃、18、601、577备注冲击吸收能量实测值，仅供参考。经退火处理螺栓试件试验温度℃冲击吸收功AKU,J120℃、162、备注冲击吸收能量实测值，仅供参考。（4）表面硬度及芯部硬度测量经退火处理螺栓均能符合标准要求。未经退火处理螺栓均存在超标不符合标准要求现象。通过以上分析，两种工艺生产的产品都存在着较大的加工残余应力，这些残余应力都有可能造成螺栓在铁塔上安装紧
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