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技術資料

水泥桿的質量管控措施與自動化檢測手段

時間:2019-06-20 08:24 來源:afshops.com 作者:海煜重工 點擊:
環形混凝土電桿由砂、石、水泥、鋼材等組成,它是電力架空線路及照明線路上普遍采用的混凝土預制構件,主要用于10kV以下配電線路和35~220kV的輸電線路及變電站設備支柱,因為它具有節省材料、造價低、表面光滑美觀,強度高,不易損壞和壽命長等優點,所以大量用于電網建設工程中,但隨著電網事業的發展,基建、技改和大修規模的不斷擴大,環形混凝土電桿的用量也越來越大,隨之而產生的質量問題也越來越多,因此加強環形混凝土電桿的生產過程管控,提高產品質量,對確保電網的安全運行十分重要。

目前電桿的供應商絕大多數屬于中小企業,尤其以小型企業為主。而小型企業技術力量相對薄弱,企業管理水平相對較低,質量意識相對較差,工藝控制和檢驗把關不嚴等現象比較普遍。本文通過對環形混凝土電桿的質量抽檢資料進行分析,提出了該產品的質量管控措施,希望對全面提高混凝土電桿的生產質量,確保電網建設安全有一定幫助。

一、混凝土電桿生產現狀分析

由于電桿廠投資少、見效快,自從1998年全國城農網建設改造工程開始以來,電桿生產企業如燎原之火,迅猛發展,多數為私營企業,兩網改造結束后,許多企業陸續停產或轉產,使得水泥電桿行業生產經營走向正常化。 從2008年開始,由于國家實施新農村電氣化工程建設,又帶來了電桿行業的一片繁榮,部分停產企業又恢復生產,各地又新建了一批小廠。由于市場不規范,除少數大中型企業積極實施技術改造,加大技改科研投資力度,不斷開發新產品外,多數民營企業仍然生產條件簡陋,技術人員缺乏,能耗較高,缺乏試驗設備和人員,電桿模具和設備失修,給產品質量和安全生產帶來許多不安全因素。大多數山東境內的電桿生產企業生產規模較小,企業管理水平低,職工文化素質弱,技術裝備陳舊落后,工藝控制和檢驗把關不嚴等現象比較普遍,生產出的混凝土電桿質量不夠穩定,尤其是個體及承包企業比較突出,電桿質量與同行業先進水平相比存在較大差距。因此,加強電桿產品的質量檢測及監督,顯得尤為必要。

二、山東電網開展電桿檢測的情況

2012年起,山東電網公司為了適應電網發展要求,全面加強對集中招投標混凝土電桿產品質量的管控,保障電網工程建設的安全與質量,決定對中標合同的混凝土電桿產品執行質量抽檢制度。每年到達施工現場對待施工的環形混凝土電桿組織1~2次集中抽檢。檢查范圍覆蓋全省所有電力施工工地及對山東省供貨的全部電桿供應商, 歷年檢查結果見表1。

由表1可知,2015~2018年電桿的抽檢不合格率逐年下降,說明通過不斷加強的質量抽檢,督促供應商提高了質量意識,加強了對產品質量控制,強化了質量管理。

通過對歷年匯總的不合格原因進行分析可知,在現場抽檢中,漏漿占不合格總數的32%,為不合格的最大因素;壁厚占15%,表面裂縫占13%,蜂窩超標占10%;其他占30%。其中2018年上半年電桿力學性能試驗不合格占到2018年上半年全部不合格數量的46%,這一現象需引起的足夠關注和重視。下面重點對電桿力學性能試驗進行分析和研究。

三、電桿力學性能試驗分析及研究

3.1 電桿力學性能自動檢測系統的研制通過力學性能測試能綜合反映供應商的技術力量、原材料(水泥、砂、石、鋼材)、混凝土配比、張拉工藝、鋼筋骨架等質量。
表1 電桿抽檢檢測情況一覽表
年份 總檢測數量/根 不合格數量/根 表面露筋 不合格的原因及數量/根
2015年 397 26 6.55% 表面裂縫 3
        漏漿 6
        壁厚 3
        鋼筋骨架 5
        表面露筋 2
        桿長 1
        蜂窩 3
        粘皮 3
2016年 452 22 4.87% 表面裂縫 2
        漏漿 8
        壁厚 4
        鋼筋骨架 2
        表面漏筋 1
        蜂窩 2
        粘皮 2
        力學性能 1
2017年 521 20 3.84% 表面裂縫 3
        漏漿 9
        壁厚 2
        表面露筋 1
        蜂窩 3
        粘皮 2
2018年 316 11 3.48% 表面裂縫 2
        漏漿 2
        壁厚 2
        力學性能 5


以前檢測電桿力學性能時采用人工拉葫蘆方法,數據采集繁瑣且手工記錄,檢測時間較長,數據處理、檢測結果判別都人工計算,檢測精準性無法保障。為了解決上述問題,我們研制開發了一種電桿力學性能分布式遠程自動檢測系統,該系統能夠實現從加荷到監測數據采集全自動化處理,具有節約能源,降低生產成本,提高工作效率的優勢。

為了實現力學性能測試、無線傳輸和數據的顯示控制等功能,混凝土電桿無線檢測系統共分為位移測試終端、壓力傳感測試終端和中央顯控單元,檢測系統如圖1所示。
無線檢測系統
圖1 無線檢測系統

電桿力學性能分布式遠程自動檢測系統能夠實現從加荷到監測數據采集全自動化處理,檢測方法如圖2所示,該系統結構主要包括:

1) 安裝在A點第一位移傳感器2和安裝在B點第二位移傳感器3。兩個位移傳感器用于采集檢驗時A、B兩點的位移數據并傳送至中央處理器6。

2)加荷傳動裝置5,其安裝于電桿的頂部且與處理器6相連;所述加荷傳動裝置5用于在檢測電桿撓度的過程中,向電桿進行逐級加荷,并且在每級加荷完成后進入預先設定的靜停時間。在預先設定的靜停時間內,處理器 6對加荷傳動裝置5進行自動補荷且自動穩荷在預設誤差2%范圍內;

3)荷載傳感器測力儀4,其與加荷傳動裝置5相連,用于檢測加荷傳動裝置5對電桿的加荷值傳送至處理器6。

4)撓度傳感器1,其安裝在電桿梢端,用于檢測電桿頂部的位移信號并傳送至處理器6;所述處理器6用于根據接收到的信息及撓度計算公式,得到電桿的最大撓度并輸出。

其中,l1=L=L1+L2+L3,L2、L1、L3 分別為電桿最底端到B支點處的距離、B支點處到C支點的距離、C支點到電桿最頂端的距離。

第一位移傳感器2和第二位移傳感器3分別通過導線或無線通信與中央處理器6相連。加荷傳動裝置5與中央處理器6通過導線或無線通信模塊相連。

無線通信模塊為Wifi無線通信模塊或Zigbee無線通信模塊。
力學性能自動檢測系統示意圖
1.撓度傳感器;2.第一位移傳感器;3.第二位移傳感器;4.荷載傳感器測力儀;5.加荷傳動裝置;6.中央處理器。
圖2 力學性能自動檢測系統示意圖

3.2 高效開展力學性能試驗

2015~2017年,抽檢過程中力學性能試驗的電桿主要在供應商成品堆場抽取,由于采用人工拉葫蘆方法,檢測時間較長,故僅進行了9次力學性能試驗。

2018年,采取施工現場與供應商成品堆場相結合的方式抽取電桿,同時開展“環形混凝土電桿力學性能分布式遠程自動檢測系統的研制” 科技項目攻關活動,提高電桿力學性能試驗效率,半年時間就進行了42次力學性能試驗,力學性能試驗的總體結果良好,但在2018年5~6月的抽檢中5批電桿力學性能不合格,及時督促供應商更換不合格電桿,保證了電桿入網質量,提高了供電可靠性,具有重要的現實意義。

四、質量防控措施

電桿缺陷的形成原因,除去在運輸或二次搬運過程中容易出現的縱向裂縫和局部碰傷,其余缺陷絕大多數都是因為供應商生產工藝控制不嚴造成的。

作為電桿的用戶,對電桿質量的防控主要在督促供應商提高質量意識、加強生產工藝管理水平以及加強收貨質量監督上。

電桿因其長徑比大、重量重、易碰傷、運輸半徑有限等特點,所以電桿的供應商基本以本省企業為主。

在其質量管控上,應做好以下幾個方面。

4.1 預防

對供應商的生產能力、質量管理水平等基本情況進行認真調研。調研時應著重了解企業的生產能力及質量保證體系,應重點對以下內容進行現場檢查:生產設備是否能滿足要求;試驗設備是否能滿足檢驗的要求;生產過程或關鍵點是否有記錄;工廠的技術力量是否能滿足用戶的需求等。

通過對企業的調研,將調研中發現的生產能力、質量管理不佳的企業,以及歷年抽檢中發現問題比較多的企業加入重點管控企業名單,加大對這些企業的質量監督檢查頻率。

4.2 質量監督

對供應商的質量抽檢工作,做到國家電網公司的3個100%的要求。抽檢工作可采取供貨現場或倉庫抽檢、供應商庫存抽檢等方式。

4.3 整改

在供應商調研及質量抽檢中發現的問題,除了要求供應商對不合格的產品進行調換以外,還應要求供應商對相應的不合格項進行整改,并對整改的措施及結果進行確認。

4.4 驗收

電桿的驗收應重點檢查電桿的外觀質量是否合格,以及仔細核對電桿的出廠合格證內的電桿力學等級與合同要求是否相同。

五、結束語

電桿質量問題直接關系到后續生產施工過程中的安全可靠以及電網的安全運行。開展“環形混凝土電桿力學性能無線自動化檢測系統的研制” 科技項目,提高了電桿力學性能試驗效率,加強電桿入網檢測及質量防控,保證了電桿入網質量,提高了電網的供電可靠性,具有重要的現實意義。

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