中国紧固件网 - 紧固件专业市场与紧固件行业人脉服务平台
%BD%F4%B9%CC%BC%FE%B1%EA%D7%BC > 资讯 > 热浸镀锌螺栓应进行去应力退火处理    欢迎转载,请注明出处,点此复制全文

热浸镀锌螺栓应进行去应力退火处理

http://bz.31jgj.com/ 2012年07月30日05:10 %BD%F4%B9%CC%BC%FE%B1%EA%D7%BC
生意社2012年07月30日讯

  热浸镀锌螺栓是输电线路铁塔和电力金具的常用部件,其质量性能的优劣对线路能否安全运行起着重要作用。

  输电线路铁塔在运行中,由于重载受压或风摆的作用,导致紧固用热浸镀锌螺栓受力不均衡,情况严重时,甚至会发生螺栓脆断、断头,严重威胁输电线路安全运行。2008年年初的雨雪冰冻灾害所造成的输电线路铁塔设施倒塌,在很大程度上就与紧固用热浸镀锌螺栓脆断、断头有关。

  热浸镀锌螺栓现行处理方式

  目前,输电线路铁塔用螺栓的加工工艺大致上分为两种:一种是冷镦成型加工工艺,另一种是局部加热热锻成型工艺。

  冷镦成型加工工艺就是冷镦钢在经过冷拔后,直接在冷镦机上经过镦锻、挤压、切边、缩径,再采用螺纹搓丝方法,使螺纹成型。采用局部加热热锻成型工艺,就是材料在经过冷拔后,切成料段,在高频机上以900摄氏度至1100摄氏度高温进行局部加热,镦锻成六角头,杆部再经冷加工缩径、螺纹滚制加工。

  加热热锻的原始工艺是将料段在煤炉里进行整根加热。由于此工艺不能满足环保要求,且产品质量难以控制,生产效率过低、成本过高,因此,目前电力行业铁塔螺栓生产厂家所采用的加工工艺,基本上都是局部加热和冷镦成型这两种方法。

  值得注意的是,很多厂家的螺栓产品,在经过上述两种方式加工后,都不进行去应力退火处理。

  加工出来的螺栓不经去应力退火处理时,其产品质量参数如下。

  洛氏硬度。冷镦成型螺栓头部洛氏硬度超出标准,局部加热成型螺栓芯部硬度超出标准。其原因是锻压造成材料塑性、晶粒变形,使硬度提高。

  拉伸试验。两种工艺加工而成的螺栓经过拉力试验,在承受最大载荷时产生脆断,屈服变形微小,延伸、断口收缩不明显,断口平齐,断裂位置位于螺纹根部,其断裂性质属于脆性断裂。

  进行去应力退火处理的必要性

  上述两种加工工艺,都以冷挤压、镦锻、冷缩径方式将螺栓加工成型。但是,冷加工使材料塑性变形,材料组织与性能发生不均匀变化。由于各部分变形不均匀,螺栓会产生残余内应力。螺栓内应力的存在具有时间延迟破坏的特性,即使螺栓被安装使用,在低于屈服强度的拉应力作用下(如风摆、受压、低温),经过一段时间后,仍然可能因疲劳而发生突然断裂,因而存在较大的安全隐患。

  对上述两种工艺加工的产品所存在的残余应力进行分析后,所得结果如下。

  1.冷镦成型加工工艺。存在的残余应力包括:原材料冷拉过程中,因冷作硬化而形成的残余应力;螺栓头部成形过程中,因冷成形金属纤维折叠而形成的残余应力;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.局部加热热锻成型工艺。存在的残余应力包括:原材料冷拉过程中,因冷作硬化而形成的残余应力;部分材料在短短几秒钟内被快速加热(900摄氏度以上)、头部热成形、可能的过烧或欠烧而形成的残余应力;加热与未加热的交界部分所产生的残余应力;缩径、螺纹挤压成形过程中,因冷作硬化而形成的残余应力。

  为此,冷加工后的螺栓必须采取去应力退火工艺,以消除残余应力,使内部组织恢复平衡状态,并调整螺栓强度和硬度,增强螺栓韧性,获得良好的机械性能(如抗拉、抗弯、抗剪、抗疲劳等),最终达到提高螺栓使用寿命的目的。

  美国标准ASTM A394-05《钢制镀锌输变电铁塔螺栓和螺母》规定,螺栓镀锌前必须进行去应力退火。而在德国标准DIN7990《钢构架拴接用六角螺栓和螺母》中,也规定螺栓的强度等级为4.6及5.6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8.8级以下)必须进行去应力退火处理。

  为改善热浸镀锌螺栓质量,保证输电线路铁塔安全运行,广东自生电力器材股份有限公司自2008年2月开始,对强度等级在8.8级以下的铁塔用浸镀锌螺栓进行了去应力退火处理。一年来,该公司生产的去应退火螺栓在铁塔安装和线路运行中,未发生过螺栓断裂现象。

  经拉力试验后,去应力退火螺栓的所有指标参数均能满足标准要求,拉伸断裂时有明显的延伸及断面收缩现象,断口沿U型凹槽正常断裂,从断裂面形状判断,此种断裂属于正常韧性断裂。

  因此,笔者建议,为保证输电线路铁塔在动荷载下长期安全运行,所有用于铁塔的8.8级以下热浸镀锌螺栓,应采用去应力退火工艺。(陈定针)

文章关键词:
参考链接: 生意社