مزایای کاربرد و کنترل فرآیند جوشکاری فولاد پر استحکام Gr65 در قطب های انتقال فولاد با مقطع بزرگ دو مداره 138 کیلوولت

نیازهای مهندسی تیرهای فولادی با مقطع بزرگ دو مداره 138 کیلوولت

138 کیلو ولت یکی از پرکاربردترین کلاس های ولتاژ در سیستم انتقال و توزیع ایالات متحده است که معمولاً در توسعه شبکه شهری، ارتقاء انتقال روستایی و پروژه های اتصال انرژی تجدیدپذیر استفاده می شود. با افزایش تقاضای بار الکتریکی،تنظیمات دو مداردر حال تبدیل شدن به طرح استاندارد برای خطوط 138 کیلو ولت - حمل دو مدار بر روی یک ساختار تک قطبی، به طور موثر ظرفیت انتقال را بدون دستیابی به حق تقدم اضافی دو برابر می کند..

پیکربندی های دو مدار برای پشتیبانی نیاز به قطب های فولادی دارندشش هادی(سه تا در هر مدار) به علاوهسیم های زمین فیبر نوری OPGWکه منجر به بارهای عمودی، بارهای عرضی باد و کشش های نامتعادل طولی در مقایسه با طرح های تک مدار می شود.. به طور همزمان، کریدورهای انتقال باریک فزاینده در مناطق شهری و حومه شهری محدودیت های شدیدی را بررد پای قطبوابعاد ساختاری.

در این زمینه مهندسی،استفاده از فولاد با مقاومت بالابه مسیر فنی کلیدی برای ایجاد تعادل بین ایمنی سازه، ابعاد قطب و اقتصاد پروژه تبدیل شده است.

مزایای عملکرد مواد Gr65

ASTM A572 Gr65یک نوع فولاد سازه ای کم آلیاژ با استحکام بالا برای قطب های فولادی انتقال در بازار ایالات متحده است.. خواص مکانیکی کلیدی آن به شرح زیر است:

Gr65 ارائه می دهدحداقل قدرت تسلیم 450-460 مگاپاسکال، تقریبا33 درصد بالاتراز Gr50 345 MPa. این دیفرانسیل قدرت دارای اهمیت مهندسی مستقیم در طراحی قطب های فولادی با مقطع بزرگ 138 کیلوولتی است:

در شرایط بار یکسان، Gr65 اجازه می دهد تا ضخامت دیواره های کوچکتر یا ابعاد مقطع کاهش یابد.، در نتیجه وزن کلی قطب، مصرف مواد و اندازه فونداسیون را کاهش می دهد. این مزیت به ویژه برای پروژه هایی با محدودیت طول حمل و نقل (تک بخش ≤55-60 فوت) و راهروهای شهری باریک بسیار ارزشمند است.

ملاحظات طراحی برای تیرهای فولادی 138 کیلوولت دو مداره بزرگ

1. استاندارد طراحی

قطب های فولادی دو مداره 138 کیلوولت باید مطابق باASCE/SEI 48-19، طراحی سازه های قطب انتقال فولادی. این استاندارد مبنای یکنواختی را برای طراحی، جزئیات، ساخت، آزمایش، مونتاژ و نصب سازه‌های فولادی لوله‌ای شکل سرد فراهم می‌کند که هم برای سازه‌های لوله‌دار و هم خود نگهدارنده با انواع مختلف فونداسیون از جمله کیسون‌های بتنی، شمع‌بندی فولادی و تعبیه مستقیم قابل استفاده است..

2. الزامات بار

در پیکربندی های دو مدار، قطب های فولادی باید در هر یک از آنها طراحی شوندNESC C2الزامات بار، با ترکیب بار بسته به منطقه بارگیری آب و هوای پروژه (سبک/متوسط/سنگین) همانطور که در بخش‌های قبلی توضیح داده شد. برای کلاس 138 کیلوولت، موارد طراحی معمولی عبارتند از:

• در حال بارگذاری منطقه: ترکیب فشار باد و یخ در جدول NESC 250-1

• بارگذاری شدید باد: قانون NESC 250C، قابل اجرا برای سازه هایی با ارتفاع بیش از 60 فوت

• کشش هادی و سیم زمین: کشش های طولی و عرضی از شش هادی در پیکربندی دو مدار

3. انتخاب مقطع و ضخامت دیوار

قطب های فولادی دو مداره 138 کیلوولت معمولاً استفاده می شودمقطع لوله ای مخروطی چند ضلعی(12 وجه، 16 وجه یا 18 وجه). انتخاب ضخامت دیوار باید هر دو را برآورده کند:

• بولتن RUS 1724E-224حداقل ضخامت دیوار مورد نیاز: اعضای اصلی ≥3/16 اینچ (4.76 میلی متر)

• ASCE/SEI 48-19کمانش موضعی و تأیید پایداری کلی

با فولاد Gr65، طراحان می توانندبهینه سازی ضخامت دیواربا حفظ نسبت تنش ≤1.0، به طور معمول به ضخامت دیواره دست می یابدکاهش 10٪ - 15٪، مربوط به وزن کل قطب استکاهش 8 تا 12 درصد.

4. سازگاری با هادی های بخش بزرگ

پروژه های دو مدار 138 کیلوولت اغلب به کار می روندهادی های بخش بزرگمانند هادی های AAC HAWTHORN 604mm². هادی‌های بخش بزرگ بارهای عمودی و باد بیشتری را تحمیل می‌کنند و بیشتر را طلب می‌کنندظرفیت لحظه ایاز تیرهای فولادی استحکام تسلیم بالای Gr65 ظرفیت گشتاور بیشتری را در همان ابعاد قطب یا طراحی های فشرده تر قطب در شرایط بار یکسان امکان پذیر می کند.

کنترل فرآیند جوشکاری

Gr65 یک استفولاد کم آلیاژ با مقاومت بالاو روش های جوشکاری آن به طور قابل توجهی با روش های فولادهای کربنی ساده (مانند A36) متفاوت است.. نکات کلیدی کنترل فرآیند جوشکاری عبارتند از:

1. انتخاب فلز پرکننده

جوشکاری فولاد Gr65 نیاز داردتطبیق الکترودهای کم هیدروژن. الکترودهای سری ASTM E80XX برای Gr65 توصیه می شوند، در حالی که فولادهای A36 و Gr50 معمولاً از الکترودهای سری ASTM E70XX استفاده می کنند.. درجه استحکام فلز پرکننده باید با فلز پایه مطابقت داشته باشد تا اطمینان حاصل شود که استحکام اتصال جوش داده شده با مقادیر طراحی مطابقت دارد یا از آن فراتر می رود.

2. پیش گرمایش و کنترل دمای بین گذر

Gr65 معادل کربن بالاتری (CE) نسبت به فولادهای کربنی ساده دارد که نیاز بهکنترل دمای پیش گرم و بین گذربرای جلوگیری از ترک خوردگی سرد دمای پیش گرمایش خاص به ضخامت صفحه و روش جوش بستگی دارد، معمولاً در100-150 درجه سانتیگرادمحدوده

3. فرآیندهای جوشکاری

جوش قطب های فولادی انتقال معمولاً به کار می رودجوشکاری محافظ گاز CO2 یا جوشکاری اتوماتیک قوس زیر آب. رویه های جوشکاری باید رعایت شودAWS D1.1، کد جوش سازه - فولاد.

4. عملیات حرارتی پس از جوش

برای اتصالات جوش داده شده با صفحه ضخیم،عملیات حرارتی پس از جوش (PWHT)ممکن است برای کاهش تنش های باقیمانده و بهبود چقرمگی مورد نیاز باشد. الزامات خاص به ضخامت صفحه، پیکربندی اتصال و شرایط سرویس بستگی دارد.

نتیجه گیری

کاربرد فولاد پرمقاومت Gr65 در قطب های فولادی با مقطع بزرگ دو مداره 138 کیلوولت اساساً در موردتجارت استحکام مواد برای بهره وری ساختاری- در شرایط بار یکسان، Gr65 اجازه می دهد تا ضخامت دیواره های کوچکتر و وزن تیرهای سبک تر، در نتیجه هزینه های مواد، حمل و نقل و فونداسیون را کاهش دهد. با یکحداقل قدرت تسلیم 450-460 مگاپاسکالنشان دهنده افزایش تقریباً 33 درصدی نسبت به Gr50، همراه باASCE/SEI 48-19متدولوژی های طراحی وAWS D1.1کنترل فرآیند جوشکاری، Gr65 یک راه حل مواد ارائه می دهد که ایمنی و اقتصاد ساختاری را برای پروژه های انتقال دو مدار 138 کیلوولت ایالات متحده متعادل می کند.

• شرکت:Futao Metal Structural Unit Co., Ltd.
• وب سایت رسمی: http://www.metalpowerpole.com
• واتس اپ:0086-13812516912、13665163520
• ایمیل:li@fu-tao.com،sales2@futaogroup.com