南方电网塔材使用材料验收标准应用分析

（广东安恒铁塔钢构有限公司，广东  佛山  528000）

摘  要：南方电网对输电线路铁塔所使用的塔材材料的尺寸、外形、重量均不允许有负偏差，塔厂在订货时要求生产厂家提供正偏差材料，但在入厂检验过程中发现，部分厚度由于按“标称厚度+正偏差”交货，力学性能有所下降。通过分析原因，提出相应的对策建议，避免对塔材整体性能造成隐患。

关键词：允许偏差，公称厚度，目标轧制厚度，力学性能

概 述

自2011年2月起，南方电网对输电线路工程所使用的塔材材料在招投标协议上一再强调“工程钢材的尺寸、外形、重量均不允许有负偏差。”为满足南方电网的特殊要求，塔厂在购买原材料时，会综合考虑钢材生产厂家的加工精度及增重后的成本等因素，一般向钢厂定制厚度为正偏差的材料。在应用过程中发现，对大部分材料而言，以上方案均能达到预期提高塔材的抗拉、抗风等性能的效果；但对于-16mm、-40mm等部分厚度材料而言，却事与愿违。

1 南网技术协议要求

工程钢材的尺寸、外形、重量均不允许有负偏差。 具体要求见表1、表2

表1 等边角钢的允许偏差

表2 钢板的允许偏差

2  力学性能标准

钢结构的种类繁多，性能差别很大，适用于承重结构的钢只有少数的几种，如碳素钢中的Q235，低合金钢中的Q345、Q420、Q460 等牌号的钢材，其相应的力学性能如表3所示。

表3常用结构钢力学性能

3  性能分析

以-16mm钢板为例，为满足南网协议要求，一般采购厚度-16.2mm的钢材，而若按国家标准GB709表1单扎钢板厚度允许偏差（N类），16mm厚度允许偏差为±0.65mm，一般采购-15.75mm的钢板，以宽度为30mm的试样为例，所承受的屈服力比较如下：

表4  -16mm不同外观标准最低下屈服力比较表

通过以上对比表明，南标厚度-16.2mm虽然比国标-15.75mm增厚0.45mm，增厚比例为2.86%，但由于超过-16mm的界限，导致屈服强度下降10或20MPa，下降比例分别为Q235:4.26%、Q345:2.90%、Q420:4.76%、Q460:4.35%，均大于板厚的增加比例，最终造成所能承受的最低屈服力不仅没有提高，反而有不同程度的下降。同理，对-40mm的材料，除Q235外，也有同样的结果。

4  原因分析

为了便于找出问题的症结，解决以上问题，以公称16mm的Q345B钢板为例，特梳理图1流程图。

图1.公称厚度为-16.00mm钢板力学不合格的产生流程

从流程图中可以看出，问题的根源在于对公称厚度及厚度允许偏差的理解，塔厂在订货时要求购买的是公称为16.00mm的正偏差板，而在购买时却被钢厂变成公称16.20mm±0.20mm的钢板，虽然也满足了南网关于“塔材尺寸不允许有负偏差”的要求，但在力学性能方面已经相距甚远了。

因厚度不同，导致生产厂家与使用方在验收标准上引起争议，归根结底是因为在订货的尺寸、允许偏差的理解上存在误区。

钢铁产品的尺寸是生产厂家和用户共同关注的、用户希望所买到的产品尺寸即是订货的尺寸，但实际上按一定生产工序加工出来的产品与订货尺寸总会有一个上、下偏离，即正、负偏差，当然用户总希望这个偏差越小越好，即精度越高越好，而在实际生产中，尺寸精度控制越高，生产难度越大，为保证双方利益，在产品标准中对尺寸的偏差都有规定范围，即尺寸的“允许偏差”。

以-16mm为例，在执行南网标准时，用户希望所买到的产品尺寸为-16mm的钢板，因此性能要求以-16mm为验收标准，但考虑到南网的特殊要求，要求厚度允许偏差0～+1.00mm；作为生产方，钢板供货时，若按实际重量计重，但不能比理论重量超重2%，生产方会将目标轧制厚度设定为略大于订货厚度，而轧制精度控制更严(因不能越出标准规定值)。若还按订货的要求，钢板的订货厚度为16mm，则目标轧制厚度设定为16.2mm，允许的偏差就为±0.2mm，这样轧出来的钢板既满足了标准规定(也满足了用户要求)，又可节约材料。这种轧制即称为“正偏轧制”。但是，生产方未以订货厚度-16mm交货，而普遍按目标轧制厚度-16.20交货，就造成其性能的下降。

5 存在的问题

（一）屈服点是钢材的一个重要力学特性，是结构计算中材料强度的标准，或材料抗力标准。钢结构设计中，常把屈服强度定为构件应力可以得到的限值，即把钢材达到屈服强度作为承载能力极限状态的标志。这是因为当σ ≥ fy 时，钢材暂时失去了继续承载的能力并伴随产生很大的不适于继续受力或使用的变形。而使用-16.2ｍｍ的材料，不仅降低了钢材的单位面积承载能力极限，而且相同条件下，－15.75mm相比，增重2.86%，受力不升反降。最终导致成本增加，塔材自重增加。

（二）钢材的冷弯性能要求降低。冷弯试验不仅能检验材料承受规定的弯曲变形能力的大小，还能显示其内部的冶金缺陷，因此是判断钢材塑性变形能力和冶金质量的综合指标。钢材的冷弯性能是衡量钢材在常温下弯曲加工产生塑性变形时，产生裂纹抵抗能力的一项指标。厚度16.2mm的材料，冷弯试验按>16mm弯心半径即3倍材料厚度试验结果验收，而15.75mm由于≤16mm，冷弯试验弯心半径是按2倍材料厚度试验结果验收，明显对冷弯的要求有所降低。

（三）不利于对钢厂质量的控制与提高。自2010年起，由于钢材价格上涨，部分钢材出现以次充好的不良趋势，在日常检验工作中，发现材质为Q345但实测下屈服强度在335-345之间的材料使用方式，对于-15.75mm厚度材料，尚可按下屈服强度≥345MPa为依据退货，但钢厂若以-16.2mm供货，就可以避免以上质量问题发生。最终造成钢材不着力于提高生产工艺，加强质量控制，而是将继续按-16.2mm加工材料，逃避责任。

（四）不利于塔厂通过产品质量验收。

 一方面，对-16.2mm厚度材料，塔厂不能以下屈服强度在335-345之间为有退货，另一方面，根据加工图纸，塔厂又不能要求客户不按-16mm的力学性能验收。这样将置塔厂于左右为难的境地，加大了客户验收过程中抽检公称厚度为16mm材料力学不合格的风险。而根据GB/T2694-2010规定，原材料不合格为验收否决项，一旦发现有不合格原材料，将终止一切在加工及为加工的合同。因此，可以说，可能会因为-16.2mm的材料的理解偏差，毁掉整个塔厂。

6  相应对策

为避免以上问题的再次发生，建议采取以下措施:

（一）签订补充协议，对已生产的实际厚度为>16mm的材料，要求钢厂按公称16mm的检验标准出厂检验并提供质量保证书，不符合要求的材料，不允许入厂；塔厂也按公称16mm的检验标准入厂检验，发现不合格材料，立即退货；

（二）塔厂对已入厂材料按公称16mm的检验标准按批次根据复检结果进行分拣，对不满足标准要求的材料留作他用，禁止用于南网工程；

（三）在以后的原材料购买合同中，必须强调购买材料的厚度为公称厚度，正偏差范围另外规定，不得将正偏差加入公称厚度做为交货条件。

参考文献

[1] GB/T1591-2008 低 合 金 高 强 度 结 构 钢

[2] GB/T700-2006  碳素结构钢

       来源：化学工程与装备-官方网站-创刊于1972    2022年第4期  在线投稿  >>