500kV输电线路铁塔横担变形材质检测及失效分析

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1、研究与试验湖南电力第29．卷／2oo9年第4期500kV输电线路铁塔横担变形材质检测及失效分析樊彬彬，陈红冬，刘纯(1．湖南省湘潭市特种设备检验检测所，湖南湘潭411100；2．湖南省电力公司试验研究院，湖南长沙410007)摘要：对500kV拉线门型塔发生严重向上弯曲变形横担的结构材质和主材接点断口进行了综合分析，排除了制造用材不良和材质原始裂纹至断裂引起结构失稳2项疑点，经仿真力学计算和真型实验结果表明，设计不合理是引起事故的主要原因。关键词：铁塔；横担变形；失效；原因中图分类号：TM312；

2、TM726文献标识码：B文章编号：1008-0198(2009)04-0018-05Materialtestandfaultanalysisofdeformationofcrossarmof500kVtransmissionlinetowerFANBin．bin，CHENHong—dong2LIUChun，(1．Hunan)(ianaJlSpecialEquipmentTestInstitute，Xiangtan411100，China；2．HunanElectricPowerTest&Resea

3、rchInstitute，Changsha410007，China)Abstract：Thematerialstructureandcontactfractureofasever~upwarddeformingcressarmof500kVguyedportalsteeltow—erwerecomprehensiveanalyzedandtheresultindicatedthatinferiormaterialandoriginalcrackwerenotthemaincauseforthefr

4、actureandstructureinstability．ThesimulatingmechanicalcalculationandrealmodeltestresultshowedthatimproperdesigniSthemaincauseforthefault．Keywords：irontower；crossarmdeforming；fault；cause1概述2有关检查和试验分析某500kV线路175号塔投运不久，突然发生由设计、使用、制造和试验单位共同确定取样横担结构严重的向上弯曲变

5、形。该线塔型号为部位和试验项目；每类型材均取A，B2套试件，ZH9124—36in拉线门型塔，为分析事故原因，首A件交试验单位进行试验分析，B件留使用单位封先对铁塔安装过程、使用情况进行了调查了解，对存；试验单位将所有经过加工的试件废料、试验过安装记录和运行拉线调整工艺等技术资料进行了审的样品保管好以备查；试验方法严格执行现行国家查，对螺栓紧固等外观进行了检查，均未发现问有关标准。共取了11件试样，其中主材4根5件，题。然后对线塔横担结构主材、斜材和板材抽样进斜材3根3件，板材3块3件。主要进行成

6、分化学行了材质综合分析，并对左侧下部304号主材的第元素分析，拉伸、弯曲、冲击等机械性能试验，型3号接点水平斜材连接螺栓孔处发生横向断裂的部材尺寸测量，材质显微组织分析，开裂试件断口电位取样进行了宏观、电镜、能谱等分析试验，并进镜分析试验等项目。取样部位见图1，试验分析项行了仿真力学计算和真型实验。结果表明设计不合目安排等详见表1。理是引起事故的主要原因。收稿日期：2009-04-30第29g／2oo9年第4期湖南电力研究与试验对11件型材试样均进行了尺寸测量，宽度尺寸用游标卡尺测量，厚度在距端部

7、1／3位置用测厚仪测量，结果均满足相应的国家标准要求。2．2显微组织金相分析对主材断裂试件、3块板材和斜材螺栓孔被拉断的334号角钢取样进行了显微组织金相分析，金相组织均为珠光体+铁素体，未发现异常组织。2．3主材开裂试件断口分析2．3．1宏观检查左304号角钢水平侧斜材连接螺孔横向两侧均已开裂，角钢开裂处有明显变形，裂口最大宽度约8mm，均呈典型的45。切断韧性断口。图1取样部位示意图2．3．2扫描电镜分析表1试验分析项目一览表电镜扫描分析中，整个断口面均可见明显轫窝和二次裂纹，说明整个断口是在

8、应力作用下，材料屈服后拉伸断裂。靠螺孔侧断口面与裂纹延伸部位断口面颜色有一定区另，400—1000倍扫描电镜下可以看出，靠螺孔处断面二次裂纹较多，而外侧则以轫窝形态为主，说明靠螺孑L处先行开裂。见图2，3。2．1材质检测分析及结果2．1．1材质成分分析对全部11件试样同时送3个单位进行了c，Mn，S，Si，P等5个元素的分析，试验结果表明，材质化学成分合格。图2断口靠螺孔处1000×2．1．2力学性能试验(1)拉伸试验对4件主材和3件斜材角钢型钢各取1个试样进行了拉伸试验，试样结果