我国输电线路铁塔市场现状与前景分析

我国输电线路铁塔市场现状与前景分析

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一、输电线路铁塔简介

输电线路塔简称电力铁塔，是指以铁、钢等金属为主要材料制造的用于支持高压、超高压或特高压架空送电线路的导线和避雷线的构筑物。

当前我国输电线路建设过程中使用的铁塔产品主要分为角钢塔、钢管杆、钢管塔几类。角钢塔主要用于高压、超高压输电线路的架设，多使用在10kV、35kV、110kV、220kV、500kV及以下输电线路中，按塔型分为直线塔、转角塔、终端塔等。钢管杆多使用于城乡结合部或城区，施工安装占地面积小，在10kV、 20kV、35kV、110kV、 220kV及以下输电线路中应用较广。钢管塔主要使用在特高压输电线路及大跨越工程中，随着近年国家特高压电网建设的快速推进，钢管塔市场迅速增长。

二、我国输电线路铁塔市场现状

自从1879年点燃了第一盏电灯，我国就开始了输电线路建设。输电线路铁塔作为输电线路的一个重要部分，在我国经历了几次大的发展，早期输电线路杆塔以木材为主，到后来以钢筋水泥杆为主，新中国成立后，国家开始建设220kv、330kV、500kV输电线路工程，才开始大量使用钢材作为输电塔的主要材料。随

着国家对电力建设的大力投入，我国输电线路铁塔市场需求不断扩大，各铁塔制造企业也获得了快速成长。但是由于我国电力工业市场化改革进程时间较短，我国输电线路铁塔制造行业发展过程中仍面临诸多问题。

1、生产技术工艺有待提升

输电线路铁塔的生产过程一般要经历放样、焊接与镀锌三个阶段，虽然由于中国工业装备制造业的进步，我国铁塔产品的加工制造已基本实现了数控自动化。但是在放样精度、焊接强度及热镀锌技术与工艺方面，我国铁塔制造企业仍有较大的改进和提升空间。

（1）放样技术现状

铁塔放样是指将铁塔的整体设计图分解为实际生产加工所需要的零件加工图、明细表及相应的技术资料的过程。目前我国的铁塔的生产的第一步一般是各

铁塔企业根据电网公司提供的具体输电线路的铁塔图纸进行放样加工工作，由于铁塔的尺寸较大，放样过程中一个非常细小的误差就会导致生产出来的铁塔难以组立，因此对铁塔放样的准确性要求很高。放样作为铁塔生产过程中的第一道工序，直接影响铁塔产品的质量和生产周期。

我国输电线路铁塔行业放样工作随着我国制造业的兴起以及计算机技术的飞速发展，经历了数十年的演化，已普遍从原有的手工放样发展为计算机软件放样。随着科学技术的不断发展，手工放样工作的弊端越来越突出，铁塔企业已经逐渐意识到，放样技术已经成为企业发展的关键和必经的突破口，并开始大量采用计算机软件放样。此外，随着近十几年计算机图形处理技术的飞速发展，计算机放样软件也发生了日新月异的发展变化。从最早的二维坐标文本数据文件输入的放样软件到三维坐标文本数据文件输入，又到三维坐标AutoCAD下交互输入，最后又发展到自主知识产权三维实体工作平台下交互输入数据的放样软件，已经历了四代软件的发展。

由于2008年冰冻灾害后，各电力设计院对铁塔结构设计更为严格，铁塔结构更为复杂，而且电网公司对于铁塔产品的质量也提出了更高的要求。未来各铁塔企业仍须加大在放样方面的研发力度，不断提高科技人员的放样技术水平，加强各放样流程的优化管理方式研究、放样软件新技术引进与研发升级，进一步提高企业整体放样技术含量，提高放样合格率与准确率。

（2）焊接工艺现状

焊接是保证输电线路铁塔质量的基础工艺环节，是铁塔制造企业提高产品质量打造品牌的重要部分，也是最能体现一个企业工艺水平的环节。焊接质量的优劣将直接影响到铁塔组立和构件受力情况的改变，决定了铁塔的使用寿命。在目前我国的铁塔生产中，焊接工艺难度主要体现在钢管杆与钢管塔的加工过程中，包括塔管的焊接、塔管与法兰的焊接等，针对不同的钢管构件需要采取的焊缝连接方式也各有不同，具体如下图所示：

图表1：钢管构件焊缝连接主要形式

钢管与法兰柔性连接

钢管与法兰刚性连接

钢管与法兰对接焊钢管与法兰搭接焊

钢管与钢管相贯焊

钢管与连接板、环形板焊接

钢管U型槽与U型板焊接

钢管U型槽与插板焊接资料来源：中国电力科学研究院1

焊接是铁塔加工中最重要的一道工序，焊接工作量占整基铁塔加工工作量的60-65%2。目前，我国铁塔企业应用较多的焊接技术主要有GMAW（Gas metal arc welding，熔化极气体保护焊）、FCAW（Flux cored arc welding，自保护药芯焊丝电弧焊）、SAW（Submerged arc welding，埋弧自动焊）及其组合焊接等工艺，业内领先的生产企业也已经开始引进机器人自动焊接生产线，提升了劳动效率，保证了焊接质量。而随着特高压输电线路的快速推进，钢管塔市场迅速增加，1《热加工工艺》，2011年第40卷第15期，《输电铁塔用钢及其焊接技术》，等149页，常建伟、徐德录等；2《企业科技与发展》，《输电铁塔焊接缺陷及质量控制措施》，2010年第22期，第128页第1段，赵维；

我国铁塔企业仍须不断提升焊接工艺，以应对特高压铁塔产品对焊接质量更为严格的要求。

（3）镀锌工艺现状

镀锌作为输电铁塔制造中的关键工序，也是决定铁塔产品成本与质量的重要工序之一。由于输电线路铁塔产品主要应用在野外环境中，要经受各种高温酷暑、严寒冰霜天气，极易发生腐蚀生锈现象，通过镀锌可以降低铁塔表面的氧化腐蚀，提高铁塔的使用寿命。目前我国铁塔企业普遍使用热浸镀锌工艺，铁塔构件先经过酸洗，去除表面的氧化铁后，再通过氯化铵或氯化锌水溶液或氯化铵和氯化锌混合水溶液槽中进行清洗，最后再送入热浸镀锌槽中，经冷却后形成镀锌层。通过镀锌，在铁塔表面形成了一层抗腐蚀物流屏障，将钢材从腐蚀环境中隔离，并且在镀锌层破损时，锌与铁可形成微腐蚀电池，锌可以作为钢铁材料的阳极在镀锌层在受到少量损坏时依然对铁塔起保护作用。

热浸镀锌工艺在我国输电线路铁塔行业已使用多年，为了不断的提高铁塔的抗腐蚀能力，提高铁塔的使用寿命，降低镀锌过程中的能耗，国内外同行进行了大量研究。目前，不少铁塔企业已经开始研究热浸镀锌合金技术，比如锌镍合金、锌镍铋合金、锌锡合金等，加入合金元素后，不仅使热浸镀锌层附着力增强，而且还能提高耐腐性。

2、铁塔所需钢材材质仍须提高

输电线路铁塔生产过程中最重要的原材料是钢材，随着电网建设电压的等级不断提高，铁塔形状越来越复杂，对铁塔使用的钢材材质要求也越来越高。目前由于中国各大钢厂生产的Q235和Q345钢材，在材质上仍然略低于欧美日等国制造的同类用于输电线路铁塔制造的钢材。因此，为了达到欧美国家的铁塔设计标准，各铁塔制造企业不得不将国外设计和制造标准转化为相应的中国国家标准。同时，为了符合铁塔支撑的安全规范，也使铁塔的单基加工重量比设计重量重了许多。这就要求中国用于铁塔制造的钢材材质尽快得到提高，以适应铁塔产品出口的需求。

而在国内目前的特高压输电线路中Q420、Q460等高强度钢材也已逐步得到使用，但是由于市场需求相对较小，高强角钢及大规格角钢，生产质量仍不稳定，主要表现为强度与冲击性能难以同时达标，离散度大。此外，大规格角钢表面质