影响钢管杆插接深度因素的浅析 

李积旭 

(天津亚洲金属钢管有限公司，天津市，301606) 

[摘  要]  插接式钢管杆因其安装方便、外形美观等优点而被广泛采用。但插接式钢管杆插接深度误差难于控制，一直是制造厂家研究的课题。文章就影响插接式钢管杆插接深度的因素进行了全面分析，并给出经验参数。

[关键词]  钢管杆  插接深度  影响因素 

插接式钢管杆外形美观、安装方便，被广泛应用于城网改造与建设中。随着电力行业标准《输电线路钢管杆制造技术条件》DL／T646—1998的实施和市场竞争的日益激烈，生产厂家越来越重视产品质量，尤其对插接式钢管杆的插接深度误差的影响因素研究更加重视。

   在制造过程中，影响钢管杆插接深度的因素很多，有原材料、折弯模具、冲压尺寸误差、焊缝尺寸和杆体几何尺寸的影响。本文通过分析，找出影响的因素，并给出了控制参数。

1  原材料的影响

1．1  板厚的影响

板材厚度越厚，变形处R圆角越大，相对插接深度误差越大；尤其是2段板材板厚差异较大时，其变形角R的差别就更大，插接深度越难控制。因此，相邻2段尽量不要选择板厚差异较大的板材(见图1)。

1．2  扳厚误差的影响

   在国家标准GB709《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》规定中，钢板的厚度误差随着板厚和板宽的增加而增加，其正偏差在0．2～1．8mm之间，其负偏差在0．2～2．6mm之间。板厚误差越大，插接深度误差越大，且误差越难控制；2段板厚误差为同向误差(即若板厚误差均为负误差)时，对插接深度误差的影响较大，否则可以相互弥补。一般情况下，板材厚度允许偏差宜控制在板厚的±1％以内。

1．3  板材下料尺寸精度的影响

   板材下料尺寸精度对圆锥形杆直接影响管径，对多边形杆则直接影响对边距和边长，对插接深度影响较大。在DL／T646《输电线路钢管杆制造技术条件》中，规定允许板材下料尺寸偏差值为±3．0mm。而我们的实践证明，宜控制在-3．0mm 。

1．4  原材料的平直度、延伸率对插接深度的影响

   原材料的平直度、延伸率对插接深度均有影响，建议同一基杆塔宜使用同一材质、同一炉号板材。

2  折弯模县的影响

目前，国内插接式钢管杆均在折弯机上冲压成形，下模具开口度越大，折出来的产品R圆角越大(见图2)，同一基钢管杆宜选用相同的下模具开口度，以保证R相同；上模具r弧的大小，亦影响R弧的大小。另外，R的大小又影响多边形钢管一条边的平直宽度A(见图3)。

   十六边形：A＝0．199(D-t-2R)

   十二边形：A＝0．268(D-t-2R)

   八边形：A＝o．414(D-t-2R)

   六边形：A＝0．577(D-t-2R)

式中  A——钢管杆一边的平直宽度，mm；

     D——平均直径，D＝D。- t，mm；

     D。——圆管的外直径，多边管对应边外边距，mm;

     t——板的厚度，mm；

     R——有效弯曲半径，mm。

   上模具宽度只影响单片成形的钢管杆焊缝处接口宽度。

3  冲压尺寸误差的影响

钢管杆的冲压角度误差(见图4)和边长误差(见图5)直接影响插接两段能否紧密配合。边长的控制必须在折弯机上完成，而角度的控制除了在折弯机上控制外，还可以在整形工序中加以调整。角度误差和边长误差同时也反映为对边距误差。一般情况下，边长误差宜控制为±1．5mm；对边距误差宜控制为±D／100。

4  焊缝尺寸的影响

4. 1  板材对口错位的影响

   板材对口错位越大，越难插接到位。一般控制在t/10且≤3.0mm。

4．2  对接口间隙的影响

   对接口间隙的大小直接影响对边距。应严格控制在1．0mm以内。

4．3  焊缠宽度的影响

在采用埋弧焊时，在不打坡口情况下，焊缝宽度c宜控制在9～29mm之间；在打坡口情况下，焊缝宽度宜控制在5～15mm之间(见图6)。

4．4  焊缝余高的影响

   一般作为下段(即插接在内部的一段)，其焊缝余高为0～3mm，最好是打磨平。打磨平长度宜选1．5D+200 mm。而上段(即插接在外部的一段)主要是考虑强度和美观问题，对插深度几乎无影响。一般应控制在3mm余高，在焊缝任意25mm长度范围内，焊缝余高误差为2．0mm。

4．5  焊道直线度的要求

   焊缝边缘直线度在任意300mm连续焊缝长度内，焊缝边缘沿焊缝轴向的直线度应控制在3．0mm以下。

5  杆体几何尺寸的影响

5．1  在同等对边距情况下，边数越多，相对插接深度越易控制。一般选用八边形、十二边形和十六边形。杆径越大，边数宜选得多一些。

5．2  杆体直线度越直，相对插接深度越宜控制，杆体直线度一般控制在L_G／(1000mm)以内。

5．3  杆体锥度越小，相对插接深度越难控制。一般情况下，杆体锥度宜选用1／60～l／50。最小宜选1／ 77，否则插接深度无法控制；最大宜选l／45，否则杆体外形不美观。

6  插接深度的计算

6. 1  插接深度的规定

   L＝1．5D₁—2t

6．2  插接深度的计算(见图7)

L＝[D₁一D₂—2(t十△)]／λ

式中  L——插接深度，mm；

         D₁——上段下端外径，mm；

         D₂——下段上端外径，mm；

         t——上段板材厚度，mm；

         λ——锥度，mm；

         △——间隙，mm。

   上式中△是综合考虑上述多种影响插接深度因素后的间隙。一般情况下△取(0．11～0．15)t，边数越多、板厚越薄，宜取较小数值。

7  结论

   原材料尺寸、性能、模具的形状和加工精度等对钢管杆插接深度的影响总是客观存在的。为了满足《架空送电线路钢管杆设计技术规定》和《输电线路钢管杆制造技术条件》的要求，即：杆体插接深度允许偏差为-L／10，杆体长度允许偏差为+2L_G／l000，就必须认真总结影响钢管杆插接深度的各种因素，并严格控制。

   一般情况下，理论插接深度应取外面套入段最大内径的1．5倍，实际插接深度为外面套入段最大内径的1．35～1．5倍。在钢管杆设计时，除综合考虑上述影响因素确定理论插接深度尺寸外，还应考虑在上下段之间对边距方向留有约0．3倍的外段板厚间隙，以消除上述误差。