王家慶，陳慶濤，田 宇，陳安生

1.安徽省電力公司，安徽合肥，230022；2.安徽省電力科學(xué)研究院，安徽合肥，230601

某供電公司新建鋼管塔塔基螺栓在預(yù)埋時發(fā)現(xiàn)與鋼管塔地腳安裝孔位置有誤差，隨即對預(yù)埋地腳螺栓采用了擊打修正的方式，導(dǎo)致一根地腳螺栓斷裂;后經(jīng)檢查核實，該地腳螺栓在預(yù)埋現(xiàn)場施工中未采用螺栓固定地腳螺栓的方式，而是采用將地腳螺栓與上下固定板直接焊接的施工方式。為查明導(dǎo)致螺栓斷裂的原因，對一根尚未安裝的地腳螺栓和已經(jīng)發(fā)生斷裂的地腳螺栓(標(biāo)號均為45號鋼)進行了相關(guān)檢驗分析。

1 機械性能檢驗

依據(jù)GB/T 228-2002要求，將來樣沿縱向截取拉伸試樣，采用長春試驗機研究所研制的CSS-55500型材料萬能試驗機檢驗材料的拉伸性能，依據(jù)GB/T 229-2007將來樣沿縱向截取擺錘試驗試樣，采用JB-300C型擺錘沖擊試驗機檢驗材料的沖擊性能。

機械性能測試結(jié)果表明，材料的縱向拉伸性能滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，但發(fā)生斷裂的螺栓沖擊韌性值遠低于標(biāo)準(zhǔn)要求，而未發(fā)生斷裂的螺栓沖擊韌性值為標(biāo)準(zhǔn)要求的下限值，且缺口敏感性較高。

2 金相檢驗

對發(fā)生斷裂的螺栓，沿垂直斷口位置截取金相檢測試樣，試樣經(jīng)鑲嵌→粗磨→研磨→拋光制得金相試樣，腐蝕劑為3%硝酸酒精溶液。采用德國Carl Zeiss Obsever Axio A1m 倒置式研究級金相顯微鏡和德國Carl Zeiss EVO MA15型掃描電子顯微鏡觀察來樣螺栓金相組織。圖1為發(fā)生斷裂的螺栓金相組織圖片。

金相組織檢驗表明，發(fā)生斷裂的螺栓金相組織為網(wǎng)狀鐵素體+珠光體組織，為退火態(tài)組織，晶粒度7～8級。由圖1(a)和圖1(d)可見，發(fā)生斷裂的位置位于焊接處的焊接熔合線處。

金相組織檢驗表明，未發(fā)生斷裂的螺栓金相組織為網(wǎng)狀鐵素體+珠光體組織，為退火態(tài)組織，晶粒度6～7級。

圖1 發(fā)生斷裂的螺栓金相組織圖片

圖2為未發(fā)生斷裂的螺栓的金相組織圖片。

圖2 未發(fā)生斷裂的螺栓金相組織圖片

3 SEM檢驗

SEM圖像清晰可見，來樣螺栓的組織形態(tài)均為網(wǎng)狀鐵素體+層片狀珠光體，但未發(fā)生斷裂的螺栓顯微組織及珠光體形態(tài)較發(fā)生斷裂的螺栓略顯均勻和細小彌散。

4 斷裂原因分析及建議

綜合上述檢驗結(jié)果分析，此次地腳螺栓發(fā)生斷裂是由于材料沖擊韌性不能滿足使用要求，缺口敏感性較大，導(dǎo)致螺栓安裝過程中承受外加沖擊載荷的作用下在焊接處發(fā)生斷裂失效[1]。建議：

(1)兩只螺栓雖為同批次產(chǎn)品，但其機械性能(沖擊韌性)差異巨大，應(yīng)向螺栓生產(chǎn)廠家索取該批螺栓的詳細生產(chǎn)工藝及相關(guān)質(zhì)保資料。

(2)地腳螺栓在安裝過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)工藝施工。對于高強度材料，由于其具有較高的缺口敏感性，在野外安裝過程中一般不適宜采用焊接的方式，更不能采用錘擊等方式加以校正。

參考文獻：

[1]陳勇軍，劉湘秋.高塔地腳螺拴和基礎(chǔ)環(huán)的設(shè)計[J].化工設(shè)備與管道，2001，38(5)：32-35