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摘 要：随着我国经济社会的飞速发展，社会各行各业对于城市用电量急剧加大，这极大的促进了高压输电工程建设的发展，本文主要针对特高压输电线路钢管塔加工技术进行了具体的探讨。
关键词：特高压输电线路；钢管塔；加工技术
一、当前我国特高压钢管塔的应用特点
当前，随着我国电力工业的迅速发展，各种新型高压输电铁塔不断出现，20世纪80年代以来，许多国家在开发特高压输电线路时，开始将钢管型材应用到了铁塔结构中，出现了以钢管为塔体主材的钢管塔。其优点表现在：
1）可减小塔身风压；
2）在截面面积相等的情况下，圆管的回转半径比角钢大20%左右；
3）提高了结构承载能力。
经济性分析表明，钢管塔比角钢塔材料用量降低10%-20%，钢管插入式基础柱体的施工费用较常规直柱钢筋混凝土基础节约造价10%左右，同时还可缩短建塔周期，易于结构多样化。
二、 特高压输电线路钢管塔原材料加工技术
1、直缝焊管加工技术
1）材质要求
直缝焊管在加工过程中，需要受到焊接、热切割、热矫直等一系列的工序。因此，为确保材料性能，直缝焊管用钢应采用热轧状态交货的钢板。由于钢管厚度偏差要求为0.3mmm土1.0mm，因此按照GB/T3274《碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带》采购钢板时，应注意厚度偏差选择：1）单轧钢板应选用B类偏差供货；2）钢带按普通精度供货时，仅适用于厚度6mm以下；3）按较高精度供货时，适用于厚度10mm以下。
2）制造工艺
在進行直缝焊管制造时，采用100%超声波检测技术观察缺陷，其检测范围为钢板或钢带板边25mm内，要求不允许存在分层缺陷；下料时，若采用冷剪切方法，不仅规定了各种材质允许的最低剪切温度，而且当厚度超过10mm时，还要求对剪切边进行铣边或刨边处理。
2、带颈法兰加工技术
特高压输电线路钢管塔采用带颈法兰法焊接时，可以采用一条对接焊缝的连接型式，也可采用里外两条角焊缝连接的型式。比较两种焊缝连接，带颈对焊法兰法优势更为明显：
1）对接焊缝是等强度连接焊缝，是最好的焊接形式，该连接形式对于法兰结构的受力相比其他型式来讲也是最为合理的，且其应力集中系数比角接焊缝、搭接焊缝等其他形式要低；
2）对接形式较插入角接，其填充金属量节省了约30～40%，从而大大降低了焊接材料的消耗和焊接工作量及劳动成本；
3）该环向对接焊缝可实现自动化和机械化，生产效率将比插入角接提高100%；同时焊缝质量和表面外观都将更加美观、可靠；
4）对接焊缝无损检测的检出率比角焊缝要高，且必要时还可以采用RT检查来弥补和确认缺陷的大小和性质。
3、高强螺栓加工技术
高强螺栓在我国的输电线路铁塔中得到广泛的使用，而将其应用于钢管塔中也有明显的优势。高强螺栓加工技术要求如下所示：
1）材质：M27及以下螺栓采用40Cr，M30-M64螺栓采用42CrMo。
2）螺栓螺纹采用辗压工艺成型，配套螺母螺纹采用扩孔的方法容纳外螺纹镀层，内螺纹镀后攻丝的工艺进行加工。
3）螺栓与螺母均要求进行调质处理。
4）螺栓与螺母均为热浸镀锌后供货，镀锌过程中要求采用抛丸（喷砂）方法去除表面锈污，采用碱性方法去除表面油脂。严禁采用酸洗的方法除油、除锈及除锌返镀。
5）要求对螺栓在热浸镀锌48h后进行20%无损检测抽检，检测方法可以采用磁粉检测或渗透检测。
三、特高压输电线路钢管塔构件加工技术
1、下料
在钢管塔构件加工前，必须按照实际构件的材质、形状以及厚度，科学选择下料工艺，如冷切割工艺、热切割工艺。针对环形板等异形件宜采用数控切割，切割相贯线应采用数控相贯切割机。
2、制孔
钢管塔构件加工过程中，其制孔方式主要可以分为冲孔与钻孔两种，不同材质允许不同材质允许最大厚度。
3、开槽
对于插板或是U型板连接的钢管，则要进行开槽处理。在开槽过程中，必须使用专业的开槽机，包括热切割开槽机和冷剪切开槽机，冷剪切开槽最大厚度应满足表1要求。手工切割时，不得引起环向部分过切割。
4、弯曲
U型板的弯曲要求使用热弯技术，其温度应处于800～950℃，弯曲结束后自然冷却。
5、矫正
在进行钢管塔构件矫正时，应注意以下几点：1）钢管塔主柱、横担主材禁止进行冷矫正，其他构件弯曲度小于10°时，可以进行冷矫正。2）当环境温度低于0℃时，Q420及以上等级的材料禁止进行冷矫正；3）进行加热矫正时，加热温度不应超过900℃，热矫正后应自然冷却。
四、特高压钢管塔构件薄壁管对接焊缝的检验技术
特高压输电线路工程钢管塔中有大量的薄壁直缝焊管与法兰对接焊的环形焊缝，而目前相关的超声波检验规程均不适合对该类对接焊缝进行超声波检测。据统计，薄壁管对接焊缝约占钢管-法兰对接焊缝的55%，为此，开展了薄壁管对接焊缝超声波检验方法的研究，确定采用爬波检测作为薄壁管焊缝的超声波检验技术，并编制了相应的技术规范，2012年国网公司颁布了企业标准Q/GDW707-2012《输电线路钢管塔薄壁管对接焊缝超声波检验及质量评定》。与传统的横波检测相比，爬波检测有以下不同：
①可以通过单侧检测实现对焊缝整个截面的检测；
②扫查方式为周向直线扫查，而非锯齿型扫查；
③采用专用的爬波探头和专用对比试块。
经射线检测对比验证表明，爬波检测是一种新型高效率的检测方法，具有方法简单、实用、效率高、对仪器适应性强的特点，可以用于输电线路钢管塔薄壁管与带颈法兰对接环焊缝的检测。 五、加强我国钢管塔加工建设的相关措施
随着钢管塔关键原材料生产的技术进步和钢管塔加工关键技术的应用，必将推动我国钢管塔加工技术水平的大幅度提高。长远来看，我国输电线路钢管塔应用工作仍需不断完善和发展：
1、钢管塔塔材强度等级有待提高
我国钢管塔钢材等级的应用仅为Q345B级，GB/T1591-2008标准已将钢材等级提高到了Q690级，从长远看，建设高强钢管塔也将成为必然的趋势。因此，研究高强钢管塔用直缝焊管、带颈法兰，10.9级高强螺栓的商业化生产，保证产品质量稳定，是应用高强钢管塔的基础，而提高钢管塔加工企业的高强钢管与法兰的焊接技术水平，高強钢的冷、热加工技术水平，仍是提高钢管塔加工质量的关键。
2、装配精度及互换性有待改进
我国钢管塔试组装主要采用立式组装或卧式组装方式，如何提高试组装的效率和组装精度，减少现场安装铁塔的修改，将是提高钢管塔施工质量的关键。开展钢管塔三维仿真组装技术研究和应用，不仅可大大降低钢管塔的试组装成本，还可提前验证铁塔放样准确性、设计适宜性，对改进管塔设计、放样技术水平有很好的作用。
3、铁塔防腐技术研究有待加强
我国电力铁塔普遍采用热浸镀锌防腐技术，现有的镀锌技术落后，镀锌工艺自动化水平低，能耗高，对环境污染严重，只有少数塔厂在镀锌环节进行了酸雾、锌尘收集与处理、废水处理等环保控制措施。同时，热浸镀锌铁塔在工业大气环境及沿海海洋盐雾腐蚀环境下抗腐蚀性差，使用寿命短，后期维护需要喷涂油漆或防腐涂料进行处理。因此，开展输电线路杆塔长效防腐技术研究，解决不同腐蚀环境下杆塔的长效防腐问题，提高杆塔使用寿命，是降低电网运行成本的关键。
六、结束语
综上所述，当前钢管塔是我国特高压输电线路主要使用的结构型式，作为电力系统的重要组成部分，确保其运行安全、稳定具有重要的意义。虽然我国钢管塔加工技术发展迅速，但在钢管塔塔材强度等级、装配精度及互换性、铁塔防腐技术研究等方面都有待加强，因此，必须重视钢管塔的加工制作，确保其焊接质量，做好检测工作，从而确保钢管铁塔的使用稳定性，实现输电线路的正常供电。
参考文献
【1】李斌等；特高压长线路距离保护算法改进[J]；电力系统自动化；2007年01期
【2】付俊峰等；我国特高压输电线路OPGW的设计思路初探[J]；电力系统通信；2006年06期
关键词：特高压输电线路；钢管塔；加工技术
一、当前我国特高压钢管塔的应用特点
当前，随着我国电力工业的迅速发展，各种新型高压输电铁塔不断出现，20世纪80年代以来，许多国家在开发特高压输电线路时，开始将钢管型材应用到了铁塔结构中，出现了以钢管为塔体主材的钢管塔。其优点表现在：
1）可减小塔身风压；
2）在截面面积相等的情况下，圆管的回转半径比角钢大20%左右；
3）提高了结构承载能力。
经济性分析表明，钢管塔比角钢塔材料用量降低10%-20%，钢管插入式基础柱体的施工费用较常规直柱钢筋混凝土基础节约造价10%左右，同时还可缩短建塔周期，易于结构多样化。
二、 特高压输电线路钢管塔原材料加工技术
1、直缝焊管加工技术
1）材质要求
直缝焊管在加工过程中，需要受到焊接、热切割、热矫直等一系列的工序。因此，为确保材料性能，直缝焊管用钢应采用热轧状态交货的钢板。由于钢管厚度偏差要求为0.3mmm土1.0mm，因此按照GB/T3274《碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带》采购钢板时，应注意厚度偏差选择：1）单轧钢板应选用B类偏差供货；2）钢带按普通精度供货时，仅适用于厚度6mm以下；3）按较高精度供货时，适用于厚度10mm以下。
2）制造工艺
在進行直缝焊管制造时，采用100%超声波检测技术观察缺陷，其检测范围为钢板或钢带板边25mm内，要求不允许存在分层缺陷；下料时，若采用冷剪切方法，不仅规定了各种材质允许的最低剪切温度，而且当厚度超过10mm时，还要求对剪切边进行铣边或刨边处理。
2、带颈法兰加工技术
特高压输电线路钢管塔采用带颈法兰法焊接时，可以采用一条对接焊缝的连接型式，也可采用里外两条角焊缝连接的型式。比较两种焊缝连接，带颈对焊法兰法优势更为明显：
1）对接焊缝是等强度连接焊缝，是最好的焊接形式，该连接形式对于法兰结构的受力相比其他型式来讲也是最为合理的，且其应力集中系数比角接焊缝、搭接焊缝等其他形式要低；
2）对接形式较插入角接，其填充金属量节省了约30～40%，从而大大降低了焊接材料的消耗和焊接工作量及劳动成本；
3）该环向对接焊缝可实现自动化和机械化，生产效率将比插入角接提高100%；同时焊缝质量和表面外观都将更加美观、可靠；
4）对接焊缝无损检测的检出率比角焊缝要高，且必要时还可以采用RT检查来弥补和确认缺陷的大小和性质。
3、高强螺栓加工技术
高强螺栓在我国的输电线路铁塔中得到广泛的使用，而将其应用于钢管塔中也有明显的优势。高强螺栓加工技术要求如下所示：
1）材质：M27及以下螺栓采用40Cr，M30-M64螺栓采用42CrMo。
2）螺栓螺纹采用辗压工艺成型，配套螺母螺纹采用扩孔的方法容纳外螺纹镀层，内螺纹镀后攻丝的工艺进行加工。
3）螺栓与螺母均要求进行调质处理。
4）螺栓与螺母均为热浸镀锌后供货，镀锌过程中要求采用抛丸（喷砂）方法去除表面锈污，采用碱性方法去除表面油脂。严禁采用酸洗的方法除油、除锈及除锌返镀。
5）要求对螺栓在热浸镀锌48h后进行20%无损检测抽检，检测方法可以采用磁粉检测或渗透检测。
三、特高压输电线路钢管塔构件加工技术
1、下料
在钢管塔构件加工前，必须按照实际构件的材质、形状以及厚度，科学选择下料工艺，如冷切割工艺、热切割工艺。针对环形板等异形件宜采用数控切割，切割相贯线应采用数控相贯切割机。
2、制孔
钢管塔构件加工过程中，其制孔方式主要可以分为冲孔与钻孔两种，不同材质允许不同材质允许最大厚度。
3、开槽
对于插板或是U型板连接的钢管，则要进行开槽处理。在开槽过程中，必须使用专业的开槽机，包括热切割开槽机和冷剪切开槽机，冷剪切开槽最大厚度应满足表1要求。手工切割时，不得引起环向部分过切割。
4、弯曲
U型板的弯曲要求使用热弯技术，其温度应处于800～950℃，弯曲结束后自然冷却。
5、矫正
在进行钢管塔构件矫正时，应注意以下几点：1）钢管塔主柱、横担主材禁止进行冷矫正，其他构件弯曲度小于10°时，可以进行冷矫正。2）当环境温度低于0℃时，Q420及以上等级的材料禁止进行冷矫正；3）进行加热矫正时，加热温度不应超过900℃，热矫正后应自然冷却。
四、特高压钢管塔构件薄壁管对接焊缝的检验技术
特高压输电线路工程钢管塔中有大量的薄壁直缝焊管与法兰对接焊的环形焊缝，而目前相关的超声波检验规程均不适合对该类对接焊缝进行超声波检测。据统计，薄壁管对接焊缝约占钢管-法兰对接焊缝的55%，为此，开展了薄壁管对接焊缝超声波检验方法的研究，确定采用爬波检测作为薄壁管焊缝的超声波检验技术，并编制了相应的技术规范，2012年国网公司颁布了企业标准Q/GDW707-2012《输电线路钢管塔薄壁管对接焊缝超声波检验及质量评定》。与传统的横波检测相比，爬波检测有以下不同：
①可以通过单侧检测实现对焊缝整个截面的检测；
②扫查方式为周向直线扫查，而非锯齿型扫查；
③采用专用的爬波探头和专用对比试块。
经射线检测对比验证表明，爬波检测是一种新型高效率的检测方法，具有方法简单、实用、效率高、对仪器适应性强的特点，可以用于输电线路钢管塔薄壁管与带颈法兰对接环焊缝的检测。 五、加强我国钢管塔加工建设的相关措施
随着钢管塔关键原材料生产的技术进步和钢管塔加工关键技术的应用，必将推动我国钢管塔加工技术水平的大幅度提高。长远来看，我国输电线路钢管塔应用工作仍需不断完善和发展：
1、钢管塔塔材强度等级有待提高
我国钢管塔钢材等级的应用仅为Q345B级，GB/T1591-2008标准已将钢材等级提高到了Q690级，从长远看，建设高强钢管塔也将成为必然的趋势。因此，研究高强钢管塔用直缝焊管、带颈法兰，10.9级高强螺栓的商业化生产，保证产品质量稳定，是应用高强钢管塔的基础，而提高钢管塔加工企业的高强钢管与法兰的焊接技术水平，高強钢的冷、热加工技术水平，仍是提高钢管塔加工质量的关键。
2、装配精度及互换性有待改进
我国钢管塔试组装主要采用立式组装或卧式组装方式，如何提高试组装的效率和组装精度，减少现场安装铁塔的修改，将是提高钢管塔施工质量的关键。开展钢管塔三维仿真组装技术研究和应用，不仅可大大降低钢管塔的试组装成本，还可提前验证铁塔放样准确性、设计适宜性，对改进管塔设计、放样技术水平有很好的作用。
3、铁塔防腐技术研究有待加强
我国电力铁塔普遍采用热浸镀锌防腐技术，现有的镀锌技术落后，镀锌工艺自动化水平低，能耗高，对环境污染严重，只有少数塔厂在镀锌环节进行了酸雾、锌尘收集与处理、废水处理等环保控制措施。同时，热浸镀锌铁塔在工业大气环境及沿海海洋盐雾腐蚀环境下抗腐蚀性差，使用寿命短，后期维护需要喷涂油漆或防腐涂料进行处理。因此，开展输电线路杆塔长效防腐技术研究，解决不同腐蚀环境下杆塔的长效防腐问题，提高杆塔使用寿命，是降低电网运行成本的关键。
六、结束语
综上所述，当前钢管塔是我国特高压输电线路主要使用的结构型式，作为电力系统的重要组成部分，确保其运行安全、稳定具有重要的意义。虽然我国钢管塔加工技术发展迅速，但在钢管塔塔材强度等级、装配精度及互换性、铁塔防腐技术研究等方面都有待加强，因此，必须重视钢管塔的加工制作，确保其焊接质量，做好检测工作，从而确保钢管铁塔的使用稳定性，实现输电线路的正常供电。
参考文献
【1】李斌等；特高压长线路距离保护算法改进[J]；电力系统自动化；2007年01期
【2】付俊峰等；我国特高压输电线路OPGW的设计思路初探[J]；电力系统通信；2006年06期