Conditions techniques pour la fabrication de tours de lignes de transmission

1. Aperçu des normes de fabrication de tour de ligne de transmission

La fabrication de tours de lignes de transmission est régie par des normes techniques rigoureuses pour assurer l'intégrité structurelle, sécurité, et fiabilité dans les systèmes de transmission de puissance à haute tension. En Chine, la norme nationale Go / T 2694-2018: Spécification de la fabrication pour les tours de lignes de transmission (remplacement Go / T 2694-2010) décrit les exigences complètes pour la sélection des matériaux, processus de fabrication, protocoles d'inspection, et protection contre la corrosion. Cette norme, géré par les organismes de normalisation pertinents, s'applique principalement aux tours construites à partir de composants en acier d'angle reliés par des attaches et protégés par une galvanisation à hot. Il s'étend également à des structures en acier similaires, comme les tours à micro-ondes électriques et les tours de communication. La norme aborde les aspects critiques tels que les tolérances dimensionnelles, qualité de soudure, propriétés mécaniques, et emballage, S'assurer que les tours peuvent résister aux charges environnementales et aux stress opérationnels au cours de leur vie de conception, Généralement 30 à 50 ans.

Les tours de ligne de transmission sont principalement des structures de réseau, Utilisation de grades en acier au carbone tels que Q235T, Q345T, et Q420T, qui offrent des limites d'élasticité de 235 MPa, 345 MPa, et 420 MPa, respectivement. Ces matériaux sont choisis pour leur équilibre de résistance, ductilité, et la rentabilité. Le processus de fabrication implique la coupe, perforation, pliant, soudage, et galvaniser, avec chaque étape soumise à un contrôle de qualité strict pour répondre aux critères dimensionnels et de performance. Par exemple, Go / T 2694-2018 Spécifie les tolérances pour les dimensions des composants (par exemple,, ± 1 mm pour les longueurs critiques) et les imperfections de soudure, s'aligner sur des normes comme GB 3323 pour l'évaluation de la qualité de la soudure radiographique. La norme intègre également la terminologie mise à jour, Exigences de marquage des matériaux, et les protocoles de transfert de données par rapport à son prédécesseur, Réfléchir les progrès de la précision et de la traçabilité de la fabrication.

2. Sélection et propriétés des matériaux

La sélection des matériaux est une pierre angulaire de Tour de ligne de transmission fabrication, Comme les tours doivent supporter des charges dynamiques, y compris le vent, la glace, et forces sismiques. Grades en acier au carbone Q235T, Q345T, et Q420T sont spécifiés dans Go / T 2694-2018 En raison de leurs propriétés mécaniques et de leur disponibilité. Analyse de la composition chimique, réalisé à l'aide d'outils comme les spectromètres à lecture directe mobiles (précision ± 0,03%), Assure le respect des normes matérielles. Par exemple, Q235T contient généralement 0,14 à 0,22% de carbone, tandis que les Q345T et Q420T ont un contenu de manganèse et de silicium plus élevé pour améliorer la force. Ces compositions sont essentielles pour prévenir les problèmes tels que l'effondrement de la tour en raison des mélanges de qualité matériaux, qui ont été signalés dans des tours opérationnelles.

Les propriétés mécaniques de ces aciers sont régies par des normes comme Go / T 3098.1 (boulons, des vis, et des clous) et Go / T 3098.2 (des noisettes), Assurer que les attaches correspondent aux exigences structurelles de la tour. Galvanisation à chaud, par Go / T 470 (lingots de zinc), Fournit un revêtement de zinc protecteur de 80 à 100 µm pour lutter contre la corrosion, en particulier dans les environnements humides ou côtiers. Le processus de galvanisation doit être contrôlé pour éviter les défauts de couche de zinc, ce qui pourrait réduire la durée de vie de 10 à 15%. Tests avancés non destructeurs (CND), comme l'inspection des particules ultrasoniques et magnétiques, vérifie l'intégrité des matériaux et la qualité de soudure, Assurer la conformité avec Go / T 2694-2018.

3. Processus de fabrication et contrôle de la qualité

La fabrication de tours de lignes de transmission implique plusieurs processus clés: coupe, perforation, pliant, soudage, et galvaniser. Chaque processus est régi par Go / T 2694-2018, qui spécifie les tolérances et les exigences de qualité. Par exemple, La coupe et le coup de poing doivent atteindre des précisions dimensionnelles de ± 1 mm pour les composants critiques et ± 2 mm pour les pièces non critiques pour assurer un assemblage approprié. Soudage, principalement pour les connexions en acier angulaire, adhère à GB 3323 pour la qualité radiographique, avec des niveaux d'imperfection autorisés définis pour empêcher la propagation des fissures sous charge cyclique. Les coutures de soudure sont inspectées à l'aide de méthodes NDT, comme les tests à ultrasons, Pour détecter les défauts internes, Assurer un taux de défaut inférieur 1%.

La galvanisation à chaud est une étape critique, car il protège contre la corrosion dans diverses conditions environnementales. Le processus implique des composants en acier submergeant dans un bain de zinc fondu à 450–460 ° C, réaliser une épaisseur de revêtement uniforme de 80 à 100 µm. Go / T 2694-2018 MANDATEMENTS INSPECTION DE LA GALVANISATION POUR VÉRIFIER L'ADHÉSION ET EMPRES, Utilisation d'outils comme les jauges d'épaisseur magnétique. Déviations, comme une accumulation de zinc excessive, peut augmenter le poids de 2 à 5%, affectant les calculs structurels. Le contrôle de la qualité s'étend à l'assemblage des fixations, où les boulons et les écrous doivent se rencontrer Go / T 3098 Normes de performance mécanique, Assurer les valeurs de couple s'aligner sur les spécifications de conception (par exemple,, 50–100 nm pour les boulons M16).

4. Considérations de charge structurelle et environnementale

Les tours de ligne de transmission sont soumises à des conditions de chargement complexes, y compris le vent, la glace, forces sismiques, et la tension du conducteur. Go / T 2694-2018 nécessite des conceptions structurelles pour se conformer DL/T 5154 (Code technique pour la conception des structures de tour), qui spécifie des vitesses de vent de 25 à 35 m / s et des épaisseurs de glace de 5 à 20 mm, en fonction des conditions régionales. Pour une tour de treillis de 50 mètres, Les charges de vent peuvent générer des forces de cisaillement de base de 50 à 100 kN et de renverser des moments de 500–1000 kNM. L'accumulation de glace augmente les forces des membres de 15 à 25%, nécessitant des systèmes de contreventement robustes, Généralement croisé ou en K, pour améliorer la raideur de torsion.

Le design sismique suit GB 50260 (Code pour la conception sismique des installations électriques), avec des tours analysées pour les accélérations au sol de 0,1 à 0,4 g. Analyse par éléments finis ( Faro) Modèle la réponse de la tour aux charges dynamiques, Prédire les fréquences naturelles (1–3 Hz pour les tours de 50 mètres) et garantir que les déviations restent en dessous 0.5% de la hauteur de la tour (par exemple,, 250 mm pour une tour de 50 mètres). Fils de gars, S'il est utilisé dans des conceptions hybrides, Réduire les déplacements induits par les sismiques de 20 à 30% mais nécessitent une tension précise pour éviter le mou ou le survain.

5. Protocoles d'inspection et de test

L'inspection et les tests font partie intégrante de l'assurance de la fiabilité de la tour. Go / T 2694-2018 décrit les règles pour les contrôles dimensionnels, essais mécaniques, et évaluation de la résistance à la corrosion. Inspections dimensionnelles Vérifiez les tailles des composants, Alignements des trous, et ajustement de l'assemblage, avec des tolérances de ± 1 mm pour les membres critiques et ± 2 mm pour les membres secondaires. Tests mécaniques, par Go / T 3098, Évaluer la résistance aux boulons et aux écrous, Assurer que les capacités de cisaillement et de traction répondent aux charges de conception (par exemple,, 400 MPA pour les boulons M16). La qualité de la soudure est évaluée à l'aide de tests radiographiques ou ultrasoniques, avec des critères d'acceptation basés sur GB 3323 Normes de niveau B.

Contrôle non destructif (CND) est essentiel pour les tours en service pour détecter la dégradation des matériaux ou les mélanges de qualité. Les tests de corrosion vérifient l'épaisseur de la galvanisation, avec des échantillons soumis à des tests de pulvérisation saline (par Go / T 10125) pour simuler 20 à 30 ans d'exposition.

6. Comparaison avec d'autres types de tour

Les tours de ligne de transmission diffèrent des tours de communication, comme les tours GSM à fil GSIM ou sur le toit, à grande échelle, capacité de charge, et complexité de conception. tours de transmission, généralement 30 à 100 mètres de haut, Soutenir les conducteurs à haute tension (110–1000 kV), nécessitant des fondations robustes et une résistance au matériau plus élevée (Q345T / Q420T) par rapport aux tours de communication (Q235 / Q345). Tours télescopiques à fil unique (5–50 m) compter sur les câbles pour la stabilité, La réduction des coûts des matériaux de 20 à 30% mais nécessitant des zones terrestres plus importantes pour les ancres, les rendre moins adaptés aux environnements urbains. Tours GSM sur le toit (5–20 m) sont limités par la capacité de renforcement mais offrent un accès d'entretien plus facile.

Électromagnétiquement, Les tours de transmission se concentrent sur le support des conducteurs, avec des considérations RF minimales, Contrairement aux tours GSM, qui priorisent les performances de l'antenne. Structurellement, Les tours de transmission connaissent des moments de renversement plus élevés (500–1000 KNM VS. 80–150 kNM pour les tours télescopiques) en raison de la tension du conducteur et des longueurs de portée (200–400 m).

7. Progrès de la fabrication et de l'optimisation

La fabrication moderne de tours de lignes de transmission exploite les technologies avancées pour améliorer l'efficacité et la précision. Conception assistée par ordinateur (GOUJAT) et analyse par éléments finis optimiser les configurations de dimensionnement et de contreventement des membres, Réduire l'utilisation des matériaux de 5 à 10% tout en maintenant les facteurs de sécurité. Go / T 2694-2018 intègre les exigences mises à jour pour la documentation numérique, activer la traçabilité à travers des composants codés QR. Systèmes automatisés de coupe et de poinçonnage, Guidé par les machines CNC, atteindre des tolérances de ± 0,5 mm, Améliorer la précision de l'assemblage.

Pour des mises à niveau liées à la 5G, Des conceptions hybrides combinant des éléments gars et autonomes sont explorés, Réduire les charges de fondation de 15 à 20%. Innovations en galvanisation, comme les revêtements en aluminium en zinc, étendre la résistance à la corrosion de 10 à 15 ans par rapport aux revêtements de zinc traditionnels. Des capteurs intelligents pour la surveillance en temps réel des contraintes de tour et de la corrosion émergent, Réduire les coûts de maintenance de 10 à 15%.

8. Considérations de sécurité et de réglementation

La sécurité est primordiale dans Tour de ligne de transmission fabrication, Compte tenu de leur rôle dans les infrastructures critiques. Go / T 2694-2018 mandater des facteurs de sécurité de 1,5 à 2,0 pour les charges ultimes, s'assurer que les tours résistent à des conditions extrêmes. Inspections en cours, en utilisant des méthodes NDT, Répondre aux risques de mélange des matériaux, qui ont provoqué des défaillances de tour. La maintenance prédictive réduit les temps d'arrêt de 20 à 30%.

La conformité réglementaire comprend des considérations environnementales et esthétiques. Les tours dans les zones urbaines peuvent nécessiter des conceptions camouflées, Augmentation des coûts de 10 à 15%.

9. Tendances et défis futurs

L'industrie de la tour de transmission évolue avec une demande de puissance croissante, le marché chinois atteignant une croissance significative ces dernières années. Les tendances futures incluent la fabrication intelligente, Réduire les coûts de 10 à 20%, et des matériaux avancés comme les alliages à faible résistance (HSLA) aciers, Augmentation de la limite d'élasticité de 10 à 15%. Les défis incluent la modernisation des ultra-hautes tensions (Uhv) lignes (800–1000 kV), qui augmentent les charges de 20 à 30%, et gérer les impacts environnementaux dans les zones sensibles.

En conclusion, Go / T 2694-2018 Fournit un cadre robuste pour la fabrication de tours de lignes de transmission, Assurer la fiabilité et la sécurité structurelles. Avancées dans les matériaux, automation, et la surveillance stimulera les innovations futures, répondre aux demandes d'énergie croissantes et aux défis environnementaux.