Πλεονεκτήματα εφαρμογής και έλεγχος της διαδικασίας συγκόλλησης υψηλής αντοχής χάλυβα Gr65 σε πόλους μεταφοράς χάλυβα μεγάλου διατομής διπλού κυκλώματος 138kV
Μηχανικές απαιτήσεις για διπλό κύκλωμα μεγάλων διασταυρώσεων από χάλυβα 138 kV
Το 138 kV είναι μια από τις πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες τάσεις τάσης στο σύστημα μεταφοράς και διανομής των ΗΠΑ, που χρησιμοποιείται συνήθως στην επέκταση του αστικού δικτύου, την αναβάθμιση της αγροτικής μεταφοράς,και έργα διασύνδεσης ανανεώσιμων πηγών ενέργειαςΚαθώς οι απαιτήσεις ηλεκτρικού φορτίου συνεχίζουν να αυξάνονται,διαμορφώσεις διπλού κυκλώματοςΓίνονται το πρότυπο σχεδιασμού για γραμμές 138 kV που μεταφέρουν δύο κυκλώματα σε μια δομή με έναν μόνο πόλο, διπλασιάζοντας αποτελεσματικά την ικανότητα μετάδοσης χωρίς να αποκτούν πρόσθετο προνόμιο.
Οι διαμορφώσεις διπλού κυκλώματος απαιτούν ατσάλινους στύλους για να υποστηρίξουνέξι αγωγούς(τρία ανά κύκλωμα) συνΣύνδεσμοι γείωσης με οπτική ίνα OPGW, με αποτέλεσμα σημαντικά υψηλότερα κατακόρυφα φορτία, εγκάρσια φορτία ανέμου και διαμήκη ανισόρροπη τάση σε σύγκριση με τα σχέδια ενός κυκλώματοςΤαυτόχρονα, οι ολοένα και στενότεροι διάδρομοι μεταφοράς σε αστικές και προαστιακές περιοχές επιβάλλουν αυστηρούς περιορισμούς στηναποτύπωση πόλουκαιδομικές διαστάσεις.
Σε αυτό το μηχανικό πλαίσιο,εφαρμογή χάλυβα υψηλής αντοχήςέχει γίνει το βασικό τεχνικό μονοπάτι για την εξισορρόπηση της δομικής ασφάλειας, των διαστάσεων των πόλων και της οικονομίας του έργου.
Πλεονεκτήματα απόδοσης υλικών της Gr65
ΑΣTM A572 Gr65είναι μια κοινά χρησιμοποιούμενη υψηλής αντοχής χαμηλής κράμασης δομική ποιότητα χάλυβα για στύλους μεταφοράς στην αγορά των ΗΠΑ.Οι βασικές μηχανικές του ιδιότητες είναι οι ακόλουθες:
Η Gr65 προσφέρει έναελάχιστη αντοχή απόδοσης 450-460 MPa, περίπου33% υψηλότερηαπό 345 MPaΑυτή η διαφορά αντοχής έχει άμεση μηχανική σημασία στον σχεδιασμό των σιδηροδρομικών στύλων μεγάλου διατομής διπλού κυκλώματος 138 kV:
Υπό τις ίδιες συνθήκες φορτίου, το Gr65 επιτρέπει μικρότερα πάχους τοίχων ή μειωμένες διαστάσεις διατομής, μειώνοντας έτσι το συνολικό βάρος των στύλων, την κατανάλωση υλικών και τα μεγέθη των θεμελιωμάτων.Αυτό το πλεονέκτημα είναι ιδιαίτερα πολύτιμο για έργα που περιορίζονται από όρια μήκους μεταφοράς (μονή διαδρομή ≤ 55 ̇ 60 πόδια) και στενούς αστικούς διαδρόμους.
Σχέδια σχεδιασμού για διπλό κύκλωμα 138 kV με μεγάλες διατομές από χάλυβα
1. Πρότυπο σχεδιασμού
Οι στύλοι από χάλυβα διπλού κυκλώματος 138 kV πρέπει να σχεδιάζονται σύμφωνα με τις ακόλουθες διατάξεις:ASCE/SEI 48-19, Σχεδιασμός δομών στύλων μεταφοράς από χάλυβαΤο πρότυπο αυτό παρέχει μια ενιαία βάση για το σχεδιασμό, την κατασκευή, τη δοκιμή, την συναρμολόγηση και την εγκατάσταση σωλήνων από χάλυβα που σχηματίζονται σε κρύο,ισχύει τόσο για δομές με σωλήνες όσο και για δομές που υποστηρίζουν τον εαυτό τους με διάφορους τύπους θεμελίων, συμπεριλαμβανομένων των τσιμεντένιων καζόν, ατσάλινη στοίβα και άμεση ενσωμάτωση.
2. Απαιτήσεις φορτίου
Σε διπλό κύκλωμα, οι σιδερένιες στύλες πρέπει να είναι σχεδιασμένες ανάλογα με τηνNESC C2Για την κατηγορία 138 kV, οι τυπικές περιπτώσεις σχεδιασμού περιλαμβάνουν:
-
Περιφερειακή φόρτωση: Συνδυασμοί πίεσης ανέμου και πάγου ανά πίνακα NESC 250-1
-
Εξαιρετική φόρτιση από τον άνεμο: Κανόνας NESC 250C, που εφαρμόζεται σε κατασκευές ύψους άνω των 60 ποδιών
-
Τεταγμένες αγωγών και καλωδίων γείωσης: Διαμήκεις και εγκάρσιες τάσεις από έξι αγωγούς σε διπλό κύκλο
3Επιλογή της διατομής και του πάχους του τοίχου
138kV διπλό κύκλωμα μεγάλου διατομής από χάλυβα πόλοι χρησιμοποιούν συνήθωςΠολυγωνικές κωνικές σωληνιακές διατομές(12-πλευρές, 16-πλευρές ή 18-πλευρές)Η επιλογή του πάχους του τοίχου πρέπει να ικανοποιεί και τα δύο:
-
RUS Δελτίο 1724Ε-224Ελάχιστες απαιτήσεις πάχους τοιχώματος: κύρια μέλη ≥3/16 ίντσες (4,76 mm)
-
ASCE/SEI 48-19Ελέγχος τοπικής κάμψης και συνολικής σταθερότητας
Με το χάλυβα Gr65, οι σχεδιαστές μπορούν ναβελτιστοποίηση του πάχους του τοίχουδιατηρώντας την αναλογία τάσεων ≤1.0, συνήθως επιτυγχάνεται πάχος τοίχουμειώσεις 10%-15%, που αντιστοιχεί στο συνολικό βάρος του στύλουμειώσεις 8%·12%.
4. Συμβατότητα με αγωγούς μεγάλου διαμετρήματος
Τα έργα διπλού κυκλώματος 138 kV χρησιμοποιούν συχνάΔιοδηγούς μεγάλων διατομών, όπως οι αγωγοί 604mm2 AAC HAWTHORNΟι μεγάλοι αγωγοί επιβάλλουν υψηλότερα κατακόρυφα και αιολικά φορτία, απαιτώντας μεγαλύτερηχωρητικότητα στιγμήςΗ υψηλή αντοχή της Gr65 επιτρέπει μεγαλύτερη ικανότητα ροπής στις ίδιες διαστάσεις των πόλων ή πιο συμπαγές σχεδιασμό πόλων υπό πανομοιότυπες συνθήκες φορτίου.
Έλεγχος διαδικασίας συγκόλλησης
Το Gr65 είναι έναχάλυβα χαμηλής κράμασης υψηλής αντοχής, και οι διαδικασίες συγκόλλησης του διαφέρουν σημαντικά από εκείνες των απλών χάλυβων άνθρακα (π.χ. A36)Τα βασικά σημεία ελέγχου της διαδικασίας συγκόλλησης περιλαμβάνουν:
1. Επιλογή μέταλλου γεμίσματος
Η συγκόλληση χάλυβα Gr65 απαιτείγια την κατασκευή ηλεκτροδίων με χαμηλή περιεκτικότητα σε υδρογόνοΤα ηλεκτρόδια της σειράς ASTM E80XX συνιστώνται για το Gr65, ενώ τα χάλυβα A36 και Gr50 χρησιμοποιούν συνήθως ηλεκτρόδια της σειράς ASTM E70XXΗ αντοχή του μέταλλου γέμισμα πρέπει να ταιριάζει με την αντοχή του μέταλλου βάσης για να εξασφαλίζεται ότι η αντοχή των συγκολλημένων αρθρώσεων πληροί ή υπερβαίνει τις τιμές σχεδιασμού.
2. Προθερμοποίηση και έλεγχος θερμοκρασίας διασταύρωσης
Το Gr65 έχει υψηλότερο ισοδύναμο άνθρακα (CE) από τους απλούς χάλυβες άνθρακα, απαιτώνταςέλεγχος των θερμοκρασιών προθερμισμού και διασταύρωσηςΟι ειδικές θερμοκρασίες προθέρμανσης εξαρτώνται από το πάχος της πλάκας και τη μέθοδο συγκόλλησης, συνήθως στο100-150°CΠεριοχή.
3. Διαδικασίες συγκόλλησης
Η συγκόλληση σιδηροδρομικών στύλων μεταφοράς χρησιμοποιεί συνήθωςΕξαρτήματα και εξαρτήματα των μηχανισμώνΟι διαδικασίες συγκόλλησης πρέπει να είναι σύμφωνες με:ΑΠΔ D1.1, Κώδικας δομικής συγκόλλησης - Χάλυβας.
4. Θερμική επεξεργασία μετά την συγκόλληση
Για τις συγκόλλησεις ζυγισμένες με παχιά πλάκα,θερμική επεξεργασία μετά την συγκόλληση (PWHT)Οι ειδικές απαιτήσεις εξαρτώνται από το πάχος της πλάκας, τη διαμόρφωση των αρθρώσεων και τις συνθήκες λειτουργίας.
Συμπεράσματα
Η εφαρμογή του χάλυβα υψηλής αντοχής Gr65 σε στύλους χάλυβα μεγάλων διατομών διπλού κυκλώματος 138 kV αφορά κυρίωςεμπορία αντοχής υλικού για τη διαρθρωτική απόδοση∆ υπό πανομοιότυπες συνθήκες φορτίου, το Gr65 επιτρέπει μικρότερα πάχους τοίχων και ελαφρύτερα βάρη σταθμών, μειώνοντας έτσι το κόστος υλικού, μεταφοράς και θεμελίωσης.ελάχιστη αντοχή απόδοσης 450-460 MPaΗ αύξηση αυτή αντιπροσωπεύει αύξηση κατά 33% περίπου σε σχέση με το Gr50, σε συνδυασμό μεASCE/SEI 48-19μεθοδολογίες σχεδιασμού καιΑΠΔ D1.1Ο έλεγχος της διαδικασίας συγκόλλησης, Gr65 προσφέρει μια λύση υλικών που εξισορροπεί τη δομική ασφάλεια και την οικονομία για έργα διπλής κυκλωτικής μετάδοσης των ΗΠΑ 138kV.
Το μήνυμά σας πρέπει να αποτελείται από 20-3.000 χαρακτήρες!