Page 69 - 理化检验-物理分册2025年第五期

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质量控制与失效分析 DOI:10.11973/lhjy-wl240117

Q355B 铁塔角钢断裂原因

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李景瑞 ，于永旺 ，史 伟 ，杨 莉 ，尹 华 ，林海彦 1,2
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（1.兰州兰石检测技术有限公司，兰州 730314；2.甘肃省机械装备材料表征与安全评价工程研究中心，兰州 730314）
摘 要：某铁塔在运行过程中，其连接底座与塔杆之间的角钢发生断裂事故。采用宏观观察、化
学成分分析、金相检验、力学性能测试、扫描电镜和能谱分析等方法对断裂角钢进行分析。结果表明：
角钢中P元素含量超过标准值，降低了角钢的冷塑性变形能力，使钢的冷脆性增强；材料内部存在较
多的非金属夹杂物，使材料的连续性减弱；角钢的断裂形式为脆性解理断裂。
关键词： 角钢；脆性断裂；显微组织；力学性能；非金属夹杂物
中图分类号：TB31；TG115.2 文献标志码：B 文章编号：1001-4012(2025)05-0057-05
Fracture reason of Q355B tower angle steel

LI Jingrui , YU Yongwang , SHI Wei , YANG Li , YIN Hua , LIN Haiyan 1,2
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(1. Lanzhou Lanshi Testing Technology Co., Ltd., Lanzhou 730314, China; 2. Gansu Engineering Research Center of
Mechanical Equipment Material Standard and Safety Evaluation, Lanzhou 730314, China)
Abstract: During the operation of a tower, the angle steel between the connecting base and the tower rod
broke. The fracture angle steel was analyzed by means of macroscopic observation, chemical composition analysis,
metallographic examination, mechanical property test, scanning electron microscope and energy spectrum analysis.
The results show that the content of P element in the angle steel exceeded the standard value, which reduced the cold
plastic deformation ability of the angle steel and enhanced the cold brittleness of the steel. There were many non-
metallic inclusions in the material, which weakens the continuity of the material. The fracture form of angle steel was

brittle cleavage fracture.
Keywords: angle steel; brittle fracture; microstructure; mechanical property; non-metallic inclusion

我国西部有足够的水能及煤炭资源，如果将这 1 理化检验
些资源转化为电力资源，再通过输电线路运送到东
1.1 宏观观察
部地区，就可解决东部地区电力资源匮乏的问题，并
观察断裂角钢的整体形貌，角钢表面进行了镀
带动西部地区电力及经济的发展，实现资源优化配
锌处理，镀锌层无损伤，断裂位置为角钢自下而上约
置和东西部协调发展 [1-3] 。高压输电线路中的角钢作 260 mm两开孔处，其中一开孔标记为1 圆孔，另一
#
为连接、加固铁塔底座与塔杆的重要零部件，在高压 开孔标记为2 圆孔[见图1（a）。1 圆孔安装产生的
#
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输电线路中起到不可或缺的作用 [4-7] 。某公司风电场 ]
磨痕较其他孔明显[见图1（b），1 圆孔的形状不规
#
]
铁塔角钢发生断裂事故，该角钢的材料为Q355B钢，
则，经测量，圆孔圆度为0.33 mm；观察角钢断口，发
与底座通过螺栓连接，断裂时所有螺栓均已紧固，所
现断口呈人字纹走向，人字纹分别向角钢两个开孔
处环境最低温度为-10 ℃，并伴有微风。笔者采用
位置处汇聚[见图1（c），两条裂纹在角钢R角处汇
]
宏观观察、化学成分分析、金相检验、力学性能测试、
合，形成台阶[见图1（d），两个断裂面均具有明显
]
扫描电镜（SEM）和能谱分析等方法对角钢的断裂
的脆性断口特征。
原因进行分析，从而避免该类事件再次发生。
1.2 化学成分分析
依据标准 JIS G 1253—2002《铁、钢火花源
收稿日期： 2024-04-26
原子发射光谱分析方法》，采用真空直读光谱仪对
作者简介：李景瑞（1988—），女，硕士，工程师，主要从事金属材
料理化检验和机械装备失效分析工作，lijingrui1988@163.com 断裂角钢进行化学成分分析，结果如表 1 所示。由
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