Verbindungselemente sind selten das erste, woran man beim Entwurf oder der Wartung eines Freileitungsstromverteilungssystems denkt. Traversen, Isolatoren und Leiter stehen meist im Mittelpunkt. Aber die Schrauben, Muttern und Unterlegscheiben, die alles zusammenhalten, sind für die langfristige Systemzuverlässigkeit ebenso entscheidend. Der Ausfall einer einzelnen Befestigungsvorrichtung an einem unter Spannung stehenden Strommast kann zum Durchhängen des Leiters, zum Ablösen der Hardware oder zum vollständigen Zusammenbruch der Leitung führen. Aus diesem Grund ist die Materialauswahl für Polleitungsbefestigungen kein zweitrangiges Anliegen. Es ist eine technische Entscheidung mit realen Konsequenzen.
Unter den verfügbaren Optionen sind feuerverzinkte (HDG) Verbindungselemente aus gutem Grund zum Standard in der gesamten Versorgungsbaubranche geworden. In diesem Leitfaden erfahren Sie, was HDG-Befestigungselemente sind, warum sie für Pole-Line-Anwendungen spezifiziert sind, welche Typen am häufigsten verwendet werden und was Beschaffungsteams bei der Beschaffung dieser Verbindungselemente wissen müssen.
Nahaufnahme des HDG-Befestigungselements-
Was HDG eigentlich bedeutet und warum es wichtig ist
Die Feuerverzinkung ist ein Beschichtungsverfahren, bei dem Stahlkomponenten in ein Bad aus geschmolzenem Zink bei Temperaturen über 450 Grad getaucht werden. Das Zink verbindet sich metallurgisch mit der Stahloberfläche und bildet eine Schichtbeschichtung, die sowohl Zink-{3}Eisenlegierungsschichten als auch eine äußere Schicht aus reinem Zink umfasst. Das Ergebnis ist keine Oberflächenbehandlung, die bei mechanischer Belastung abblättert oder abplatzt. Es ist ein fester Bestandteil des Stahls selbst.
Dies ist für Pole-Line-Hardware von enormer Bedeutung. Freileitungssysteme sind Regen, UV-Strahlung, Salznebel in Küstengebieten, industrieller Verschmutzung in städtischen Korridoren und ständigen mechanischen Vibrationen durch Wind und Leiterbewegungen ausgesetzt. Ein standardmäßiges elektro-verzinktes Befestigungselement trägt eine Zinkbeschichtung, die etwa fünf- bis zwölfmal dünner ist als ein HDG-Befestigungselement. Unter Außenbedingungen kann diese dünnere Beschichtung innerhalb von Monaten versagen. HDG-Beschichtungen mit einer Dicke von 86 Mikrometern oder mehr, die den Standards ASTM A153 oder ISO 1461 entsprechen, bieten eine Lebensdauer, die in Jahrzehnten statt in Jahren gemessen wird.
Die Zinkbeschichtung bietet auch Opferschutz. Selbst wenn die Beschichtung an einer Schnittkante zerkratzt oder beschädigt wird, fungiert das umgebende Zink als Anode und korrodiert bevorzugt, wodurch der freiliegende Stahl darunter geschützt wird. Diese selbstheilende Eigenschaft macht HDG zur logischen Wahl für Infrastrukturen, in denen der Wartungszugriff begrenzt und der Austausch kostspielig ist.
Einige Ingenieure fragen sich, warum nicht stattdessen Edelstahl verwendet wird. Die Antwort liegt im Gleichgewicht zwischen mechanischer Leistung und Kosten. Edelstahl bietet im gesamten Material Korrosionsbeständigkeit, ist jedoch deutlich teurer und erreicht nicht die Festigkeitsniveaus von Baustahlsorten, die üblicherweise in Polleitungsbeschlägen verwendet werden. HDG-Befestigungselemente auf hochfestem Stahl bieten die mechanische Leistung, die Versorgungsunternehmen benötigen, und das zu einem Bruchteil der Kosten.
Die in Polleitungssystemen verwendeten Kernbefestigungstypen
Bei Polleitungsbeschlägen handelt es sich um eine Familie miteinander verbundener Komponenten, und die jeweiligen Befestigungselemente sind oft speziell für diesen speziellen Verbindungstyp konzipiert.
Maschinenschrauben und Stauchschrauben
Maschinenschrauben sind das Arbeitstier beim Bau von Strommasten. Sie verlaufen durch Traversen, Mastklemmen und Montagehalterungen, um die primären strukturellen Verbindungen herzustellen, die die Leitungshardware an Ort und Stelle halten. Der5/8 Maschinenschraubegehört zu den am häufigsten spezifizierten Größen bei Verteilerleitungen und wird häufig zur Befestigung von Querarmen, Nebenregalen und schweren Halterungen an Holz- und Betonmasten verwendet.
Gestauchte Schrauben, einschließlich einfach gestauchter und doppelt gestauchter Varianten, sind für Anwendungen konzipiert, bei denen Standard-Maschinenschraubenschaftdurchmesser nicht ausreichen. Der vergrößerte Schaft in der Nähe des Schraubenkopfes erhöht die Scherfestigkeit und verbessert die Lastübertragung an Verbindungspunkten mit hoher -Beanspruchung. Doppelte Armierungsbolzen erweitern dieses Konzept und ermöglichen es Versorgungsunternehmen, parallele Traversenbaugruppen zu installieren, ohne die Maststruktur neu zu gestalten.
Alle diese Befestigungselemente müssen aus HDG bestehen, um die Korrosionsbeständigkeitsanforderungen der Strominfrastruktur im Freien zu erfüllen. Ebenso wichtig ist die Gleichmäßigkeit des Fadens. HDG-Beschichtungen fügen den Gewindetälern Zink hinzu, was zum Festfressen des Gewindes führen kann, wenn der Gewindevorgang vor dem Verzinken nicht ordnungsgemäß kontrolliert wird. Qualitätshersteller begegnen diesem Problem, indem sie Gewinde auf eine engere vorverzinkte Toleranz zuschneiden, damit die fertigen Gewinde nach der Beschichtung korrekt mit den entsprechenden Muttern zusammenpassen.
Vierkantmuttern und Sechskantmuttern
Vierkantmuttern sind die bevorzugte Wahl für die meisten Querarm- und Halterungsverbindungen bei Mastleitungen. Ihre größere Auflagefläche verteilt das Drehmoment gleichmäßiger über die Verbindungsschnittstelle, wodurch das Risiko des Einbettens in Holzmastoberflächen verringert und die Widerstandsfähigkeit gegen vibrationsbedingtes Lösen verbessert wird. Die zusätzliche Oberfläche sorgt außerdem für einen besseren Halt des Schraubenschlüssels, was wichtig ist, wenn Linemen unter schwierigen Bedingungen in der Luft arbeiten.
Sechskantmuttern werden in Anwendungen verwendet, bei denen Platzbeschränkungen die Verwendung von Vierkantmuttern einschränken oder bei denen Steckschlüssel erforderlich sind. Beide Typen müssen aus HDG bestehen, damit sie zur Bolzenbeschichtung passen und eine beschleunigte galvanische Aktivität an der Verbindungsstelle verhindern. Das Mischen von Beschichtungstypen in einer einzigen Baugruppe wird nicht empfohlen, insbesondere in Küstenumgebungen oder Umgebungen mit hoher -Luftfeuchtigkeit.
HDG-Vierkantscheibe
Die HDG-Vierkantscheibe ist eine wichtige Komponente bei der Installation von Holzmasten. Wenn eine Schraube gegen eine Traverse oder eine Mastoberfläche angezogen wird, konzentriert sich die Lagerbelastung unter der Mutter oder dem Schraubenkopf auf einen kleinen Bereich. Ohne eine Unterlegscheibe kann diese Belastung das Holz zerdrücken oder spalten, insbesondere bei älteren Masten, bei denen die Holzfasern ausgetrocknet und mit der Zeit spröder geworden sind.
Eine HDG-Vierkantscheibe verteilt diese Last auf eine viel größere Oberfläche, schützt das Stangenmaterial und hält die Klemmkraft über die gesamte Lebensdauer der Verbindung aufrecht. Die quadratische Geometrie bietet eine bessere Abdeckung auf flachen Traversenoberflächen im Vergleich zu einer runden Unterlegscheibe, und die feuerverzinkte Oberfläche stellt sicher, dass die Unterlegscheibe selbst nicht zu einem Korrosionspunkt in der Baugruppe wird.
Für gekrümmte Poloberflächen wird normalerweise stattdessen eine gebogene Vierkantscheibe angegeben. Diese Variante folgt der Kontur einer runden Stange, gewährleistet vollständigen Kontakt über die Unterlegscheibenfläche und verhindert Punktbelastungen, die mit der Zeit zu Mikrorissen führen könnten.
Federscheiben und Sicherungsmuttern
Freileitungen sind nahezu-ständigen Vibrationen durch Wind, galoppierende Leiter und Straßen- oder Schienenverkehr in städtischen Gebieten ausgesetzt. Diese Vibration ist eine der hartnäckigsten Ursachen dafür, dass sich Befestigungselemente in Polleitungsbeschlägen lösen. Standardmuttern können sich im Laufe von Monaten oder Jahren allmählich lösen, wodurch die Klemmkraft so weit verringert wird, dass sich die Hardware verschiebt oder löst.
HDG-Federscheiben lösen dieses Problem, indem sie der Baugruppe eine axiale Spannung verleihen. Beim Anziehen der Mutter wird die Federscheibe komprimiert und speichert elastische Energie, die sie dann kontinuierlich gegen die Gegengewinde ausübt. MF-Sicherungsmuttern erzielen ein ähnliches Ergebnis durch eine parabolische Geometrie, die sich bei Drehmoment an der Gegenfläche abflacht und so einen mechanischen Widerstand erzeugt, der ein Ausdrehen verhindert, ohne dass eine zusätzliche Unterlegscheibenkomponente erforderlich ist.
Beide Lösungen werden für Verbindungen empfohlen, die anhaltenden Vibrationen ausgesetzt sind, einschließlich sekundärer Rack-Baugruppen, Abspanndraht-Anschlusshardware und Masthalterungsinstallationen.
VICTORY 5/8 Maschinenbolzen
Passende Verbindungselemente zur Anwendung
Zur Auswahl des richtigen HDG-Befestigungselements gehört mehr als nur die Angabe des richtigen Gewindedurchmessers. Belastbarkeit, Umweltbelastungsklasse und die zu verbindenden Materialien beeinflussen alle, welche Verbindungselementfamilie für eine bestimmte Verbindung geeignet ist.
Verbindungen zwischen Stahlhalterungen und Betonmasten verhalten sich anders als Querarm--zu-Holz--Verbindungen. Bei der Befestigung von Betonmasten werden häufig eingebettete Ankerstangen oder Durchgangsbolzen mit spezifischen Anforderungen an die Einbindetiefe eingesetzt. Die Arbeit an Holzmasten hängt stärker vom Oberflächenklemmdruck ab, weshalb die HDG-Vierkantscheibe bei den Hardwarespezifikationen für Verteilerleitungen eine so herausragende Rolle spielt.
Die Umweltbelastung ist eine weitere Schlüsselvariable. Küsteninstallationen im Umkreis von wenigen Kilometern um Salzwasser erfordern die volle HDG-Beschichtungsdicke gemäß ASTM A153, mit besonderem Augenmerk auf den Gewindeschutz. In ländlichen Gegenden im Landesinneren werden möglicherweise etwas dünnere Beschichtungen toleriert, aber die branchenübliche Praxis besteht darin, für alle Befestigungsanwendungen im Freien den vollständigen HDG anzugeben, anstatt zu versuchen, nach Mikroklima zu differenzieren.
Die Belastungswerte müssen immer anhand der mechanischen Anforderungen der jeweiligen Verbindung überprüft werden. Ein Kauschengabelkopf mit einer Nennlast von 40 kN stellt in einer Position, die eine Tragfähigkeit von 60 kN erfordert, ein Sicherheitsrisiko dar. Die gleiche Logik gilt für Verbindungselemente. Die Angabe eines Schraubendurchmessers auf der Grundlage von Gewohnheiten und nicht auf der Grundlage tatsächlicher Scher- und Zuglastberechnungen birgt Risiken, die sich möglicherweise nicht sofort manifestieren, sich aber über die jahrzehntelange Lebensdauer der Versorgungsinfrastruktur verstärken.
Qualitätsindikatoren bei der Beschaffung von HDG-Verbindungselementen
Der HDG-Befestigungsmarkt umfasst ein breites Spektrum an Qualitätsstufen, und nicht alle Produkte, die die ASTM A153-Konformität beanspruchen, bieten eine gleichmäßige Beschichtungsdicke auf allen Oberflächen, insbesondere in Gewindetälern und vertieften Bereichen. Beschaffungsteams, die Verbindungselemente für Versorgungsprojekte beschaffen, sollten nach Lieferanten suchen, die Materialtestberichte, Aufzeichnungen zur Überprüfung der Beschichtungsdicke und Nachweise für Produktionsqualitätssysteme wie die ISO 9001-Zertifizierung vorlegen können.
Der Gewindesitz sollte vor dem Einbau von Hand geprüft werden. Wenn eine HDG-Mutter nicht ohne übermäßigen Widerstand von Hand auf eine HDG-Schraube aufgeschraubt werden kann, ist die Beschichtungsdicke inkonsistent und die Baugruppe kann während der Installation falsche Drehmomentwerte erzeugen, was zu unzureichend geklemmten Verbindungen führt.
Die Rückverfolgbarkeit von Lieferchargen ist auch für Versorgungsprojekte wichtig, die eine dokumentierte Einhaltung der Beschaffungsspezifikationen erfordern. Seriöse Hersteller führen Aufzeichnungen, die bestimmte Produktionschargen mit Rohstoffzertifizierungen und Verzinkungsinspektionsergebnissen verknüpfen, sodass die Einhaltung im Nachhinein überprüft werden kann, wenn vor Ort ein Qualitätsproblem festgestellt wird.
Abschluss
HDG-Verbindungselemente sind keine austauschbaren Waren. Die Kombination aus Beschichtungsqualität, Stahlsorte, Gewindepräzision und Produktdesign bestimmt, ob eine Befestigungsbaugruppe über eine Lebensdauer von 25 Jahren oder länger an einer unter Spannung stehenden Freileitung zuverlässig funktioniert. Für Ingenieure, die Pollinien-Hardware spezifizieren, und Beschaffungsteams, die diese beschaffen, die die Unterschiede zwischen Produkttypen verstehen, von der 5/8-Maschinenschraube, die einen Querarm sichert, bis hin zurHDG-VierkantscheibeDer Schutz einer Holzmastoberfläche ist die Grundlage eines zuverlässigen Verteilungssystems. Die Bereitstellung dieser Details von Anfang an ist erheblich kostengünstiger als der Austausch der Hardware während der Wartung.