熱浸鍍鋅螺栓是輸電線路鐵塔和電力金具的常用部件，其質(zhì)量性能的優(yōu)劣對(duì)線路能否安全運(yùn)行起著重要作用。
輸電線路鐵塔在運(yùn)行中，由于重載受壓或風(fēng)擺的作用，導(dǎo)致緊固用熱浸鍍鋅螺栓受力不均衡，情況嚴(yán)重時(shí)，甚至?xí)l(fā)生螺栓脆斷、斷頭，嚴(yán)重威脅輸電線路安全運(yùn)行。2008年年初的雨雪冰凍災(zāi)害所造成的輸電線路鐵塔設(shè)施倒塌，在很大程度上就與緊固用熱浸鍍鋅螺栓脆斷、斷頭有關(guān)。
熱浸鍍鋅螺栓現(xiàn)行處理方式
目前，輸電線路鐵塔用螺栓的加工工藝大致上分為兩種：一種是冷鐓成型加工工藝，另一種是局部加熱熱鍛成型工藝。
冷鐓成型加工工藝就是冷鐓鋼在經(jīng)過冷拔后，直接在冷鐓機(jī)上經(jīng)過鐓鍛、擠壓、切邊、縮徑，再采用螺紋搓絲方法，使螺紋成型。采用局部加熱熱鍛成型工藝，就是材料在經(jīng)過冷拔后，切成料段，在高頻機(jī)上以900攝氏度至1100攝氏度高溫進(jìn)行局部加熱，鐓鍛成六角頭，桿部再經(jīng)冷加工縮徑、螺紋滾制加工。
加熱熱鍛的原始工藝是將料段在煤爐里進(jìn)行整根加熱。由于此工藝不能滿足環(huán)保要求,且產(chǎn)品質(zhì)量難以控制,生產(chǎn)效率過低、成本過高，因此，目前電力行業(yè)鐵塔螺栓生產(chǎn)廠家所采用的加工工藝，基本上都是局部加熱和冷鐓成型這兩種方法。
值得注意的是，很多廠家的螺栓產(chǎn)品，在經(jīng)過上述兩種方式加工后，都不進(jìn)行去應(yīng)力退火處理。
加工出來的螺栓不經(jīng)去應(yīng)力退火處理時(shí)，其產(chǎn)品質(zhì)量參數(shù)如下。
洛氏硬度。冷鐓成型螺栓頭部洛氏硬度超出標(biāo)準(zhǔn)，局部加熱成型螺栓芯部硬度超出標(biāo)準(zhǔn)。其原因是鍛壓造成材料塑性、晶粒變形，使硬度提高。
拉伸試驗(yàn)。兩種工藝加工而成的螺栓經(jīng)過拉力試驗(yàn)，在承受最大載荷時(shí)產(chǎn)生脆斷，屈服變形微小，延伸、斷口收縮不明顯，斷口平齊，斷裂位置位于螺紋根部，其斷裂性質(zhì)屬于脆性斷裂。
進(jìn)行去應(yīng)力退火處理的必要性
上述兩種加工工藝，都以冷擠壓、鐓鍛、冷縮徑方式將螺栓加工成型。但是，冷加工使材料塑性變形，材料組織與性能發(fā)生不均勻變化。由于各部分變形不均勻，螺栓會(huì)產(chǎn)生殘余內(nèi)應(yīng)力。螺栓內(nèi)應(yīng)力的存在具有時(shí)間延遲破壞的特性，即使螺栓被安裝使用，在低于屈服強(qiáng)度的拉應(yīng)力作用下（如風(fēng)擺、受壓、低溫），經(jīng)過一段時(shí)間后，仍然可能因疲勞而發(fā)生突然斷裂，因而存在較大的安全隱患。
對(duì)上述兩種工藝加工的產(chǎn)品所存在的殘余應(yīng)力進(jìn)行分析后，所得結(jié)果如下。
1.冷鐓成型加工工藝。存在的殘余應(yīng)力包括：原材料冷拉過程中，因冷作硬化而形成的殘余應(yīng)力；螺栓頭部成形過程中，因冷成形金屬纖維折疊而形成的殘余應(yīng)力；縮徑、螺紋擠壓成形過程中，因冷作硬化而形成的殘余應(yīng)力。
2.局部加熱熱鍛成型工藝。存在的殘余應(yīng)力包括：原材料冷拉過程中，因冷作硬化而形成的殘余應(yīng)力；部分材料在短短幾秒鐘內(nèi)被快速加熱（900攝氏度以上）、頭部熱成形、可能的過燒或欠燒而形成的殘余應(yīng)力；加熱與未加熱的交界部分所產(chǎn)生的殘余應(yīng)力；縮徑、螺紋擠壓成形過程中，因冷作硬化而形成的殘余應(yīng)力。
為此，冷加工后的螺栓必須采取去應(yīng)力退火工藝，以消除殘余應(yīng)力，使內(nèi)部組織恢復(fù)平衡狀態(tài)，并調(diào)整螺栓強(qiáng)度和硬度，增強(qiáng)螺栓韌性，獲得良好的機(jī)械性能（如抗拉、抗彎、抗剪、抗疲勞等），最終達(dá)到提高螺栓使用壽命的目的。
美國標(biāo)準(zhǔn)ASTM A394-05《鋼制鍍鋅輸變電鐵塔螺栓和螺母》規(guī)定，螺栓鍍鋅前必須進(jìn)行去應(yīng)力退火。而在德國標(biāo)準(zhǔn)DIN7990《鋼構(gòu)架拴接用六角螺栓和螺母》中，也規(guī)定螺栓的強(qiáng)度等級(jí)為4.6及5.6級(jí)。這些標(biāo)準(zhǔn)都已規(guī)定對(duì)熱鍍鋅前的電力鐵塔螺栓（強(qiáng)度等級(jí)在8.8級(jí)以下）必須進(jìn)行去應(yīng)力退火處理。
為改善熱浸鍍鋅螺栓質(zhì)量，保證輸電線路鐵塔安全運(yùn)行，廣東自生電力器材股份有限公司自2008年2月開始，對(duì)強(qiáng)度等級(jí)在8.8級(jí)以下的鐵塔用浸鍍鋅螺栓進(jìn)行了去應(yīng)力退火處理。一年來，該公司生產(chǎn)的去應(yīng)退火螺栓在鐵塔安裝和線路運(yùn)行中，未發(fā)生過螺栓斷裂現(xiàn)象。
經(jīng)拉力試驗(yàn)后，去應(yīng)力退火螺栓的所有指標(biāo)參數(shù)均能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，拉伸斷裂時(shí)有明顯的延伸及斷面收縮現(xiàn)象，斷口沿U型凹槽正常斷裂，從斷裂面形狀判斷，此種斷裂屬于正常韌性斷裂。
因此，筆者建議，為保證輸電線路鐵塔在動(dòng)荷載下長期安全運(yùn)行，所有用于鐵塔的8.8級(jí)以下熱浸鍍鋅螺栓，應(yīng)采用去應(yīng)力退火工藝。
