沿海高腐蚀地区电杆保护层厚度和钢筋成像现场快速检测探究

沿海高腐蚀地区电杆保护层厚度和钢筋成像现场快速检测探究

袁航 1 喻志程 1 陈骞 1 邵成 2

1 国网江苏省电力有限公司盐城供电分公司 江苏省盐城市 224000 2 盐城市产品质量监督检验所 江苏省盐城市 224000

摘要：本研究针对沿海高腐蚀地区设计电杆现场快速检验方法，并开发快捷检验指标，结合环形混凝土电杆研制了现场快速检验设备，进一步构建快速检验模型，以提升电杆物资质量并延长电杆的使用周期。

关键词：沿海；高腐蚀；电杆；保护层厚度；钢筋成像；现场快速检测

引言

通常在处于干燥且无腐蚀的环境下电杆具有较高强度和耐久性，通常使用寿命可达到30年，甚至可达到50年，但位于沼泽，稻田，盐碱地，沿海地区等被盐碱水腐蚀的环境下，电杆混凝土层会逐渐脱落疏松，尤其在冬季水结冰之后，电杆内部体积膨胀，其应力高于杆体混凝土拉应力，会使电杆表面形成冻裂现象。当盐碱水进入电杆内部之后，最终会使电杆钢筋被腐蚀，且会从一定程度上缩短电杆的使用周期，仅能够达到5~7年。水泥电杆病害人工检测很容易受外界环境因素的影响，检测效率低，精度低，并且自动化水平低，其与检测人员具有一定联系，当运送至现场之后，由于缺乏有效检验技术，很容易出现物资质量隐患问题。

1项目概况

在本研究中以江苏省为例，该地区位于黄海沿海盐碱位置，其盐碱环境较为严重，并且海洋腐蚀严重，长期使用水泥电杆，并且水泥电杆受到风吹雨打等环境腐蚀，大气腐蚀介质的腐蚀及多种内外应力影响，使电杆出现严重腐蚀，本身产生孔洞，裂缝，混凝土剥落，钢筋老化等现象，缩短电杆的使用周期，严重影响供电安全，如果更换电杆或基础设备，不仅会给工作人员带来较大施工难度，工期长，成本高，同时也会引发大面积停电，给社会带来不良影响。为此本研究通过分析沿海地区农配网所使用的电杆现场快速检验方法设计，以及开发快捷检验指标，并结合环形混凝土电杆国家标准，研制现场快速检验设备，进一步构建快速检验模型，能够针对当前沿海地区防腐专项国家标准指标相关要求针对环境方法以及快速测试方法进行分析，进一步提升电杆物资质量延长电杆的使用周期。

电杆保护层厚度主要是指混凝土上部垫层距离程度，混凝土保护层为混凝土构件，能够起到保护钢筋，避免钢筋暴露的部分混凝土层，因此相对来说，钢筋保护层厚度具有重要意义。一方面混凝土保护层厚度较大，构件受力钢筋耐久性，防火性和粘结锚固性能较好，但较大保护层厚度会使构件受力后产生较大的裂缝，进而影响其整体使用性能，且由于设计未考虑混凝土抗拉作用较大，保护层厚度会导致成本浪费。另一方面，如果保护层厚度设计较小，会导致防腐性能差，加剧风化和盐化腐蚀，使电杆钢筋锈蚀严重，因此有必要研发可在现场进行电杆保护层厚度和钢筋快速检测的无损设备。

在具体研究过程中，需分析环形混凝土电杆保护层厚度的具体现场检验结果，针对沿海地区混凝土电杆保护层厚度和腐蚀性进行相关性分析，进一步引入钻形取样检验保护层厚度的检验方法，研究钻心取样点位和点数相关性，检验检测取样点位建模，进行核心检验指标研究分析和快速检验判定依据阐述，对环形混凝土电杆现场检验技术进行深入探究。通过对现场使用电杆进行快速检验指标进一步研究，对混凝土保护层厚度检验方法通过测试，以鉴别纵向受力钢筋混凝土保护层厚度应高于15毫米。结合环形混凝土电杆国家标准的测试方法，要求利用取样设备和测量游标卡尺进行三个点位测量，每个断面进行一个点测量。在具体测量过程中，如果使用锥形杆，那么第一点则位于B支座位置，第二点位于距离稍端0.6米位置，第三点是在前面两点中间任意位置，其精确度达一毫米。如果为等径杆，那么第一点位于等径杆的中部，第二和第三点分别位于两端支座点其精确度达一毫米。

2电杆保护层厚度及钢琴成像现场快速检测

2.1检测要求

本研究主要针对环形混凝土电杆保护层厚度进行现场检验分析，尤其针对沿海地区混凝土电杆保护层厚度与腐蚀性相关性进行阐述，进一步引入钻形取样检验保护层厚度的方法，研究钻心取样点位和点数关系，检验检测取样点位建模，并能够按照321点位的测试原理进行设计。分析核心检验指标和快速检验判定依据，对环形混凝土电杆现场检验测试技术进行研究，通过对现场所使用的或储存电杆进行快速检验指标分析，重点分析混凝土保护层厚度的检验方法，通过测试并鉴别纵向受力钢筋混凝土保护层厚度应高于15毫米。分析保护层厚度取样测试定位技术，在具体测试中利用游标卡尺进行三个点位测量，每个断面需要进行一个点位测量。具体测量如上所示。分析现场检验快速判定原理，对于电杆保护层厚度有如下规定：第一，要求在测试中三点位保护层厚度需要符合国家标准规定，那么则认为该产品混凝土保护层厚度是符合规定的。第二，需要测试中三点位其中有一点不符合国家标准规定，允许从同批次产品中随机抽取两根电杆进行复检，如果两根复检电杆复检结果符合国家标准规定，则可以剔除原有不符合规定的一根电杆，判断该批次产品混凝土保护层厚度是符合规定的，如果复检结果中仍有一个点位不符合国标规定，那么判断该批次产品混凝土保护层厚度不符合规定。第三，测试点中三个点位中有两个点位不符合国家标准规定不能进行复检，直接判定该批次产品混凝土保护层厚度不符合规定。本次实验中所使用的测量设备要求其精度值为0.1毫米。

2.2现场便捷式测试仪设计

结合电杆的质量损伤可将其分为设计，生产，施工，使用这4个环节，在本研究中主要针对使用进行分析。在设计水泥电杆时需采用设计合理的图纸，便于后续进行现场检测，现使用的电杆通过有效技术检测以及成像分析，能够提升电杆的使用周期和质量。当前电杆水泥制品在现场快速检测中缺乏有效技术手段，因此在验货前需通过预处理，并且电杆病害检测很容易受外界环境因素的影响，人工检测效率低，精度差，采用手工记录，自动化水平低，并且检测技术与专业人员素质，主观性具有一定联系，很多检测部位图像精度较低，因此无法实现具象化，无法针对电杆的尺寸和保护层厚度等相关指标进行现场检验。

对于沿海地区来说，钢筋腐蚀是导致水泥电杆损坏的重要原因，主要由于部分盐水进入水泥电杆，由于水分蒸发使氯离子浓缩加剧，混凝土为多孔结构，孔隙中溶液pH较高，在长期处于碱性环境下钢筋为钝化状态，腐蚀具有稳定性，导致钢筋腐蚀，主要是由于侵蚀性离子破坏了钢筋表面钝化膜，即氯离子的侵入，相比锈蚀铁来说铁锈体积较大，会产生膨胀应力，使混凝土沿锈蚀钢筋逐渐形成裂缝，利于氯离子渗入使钢筋表面呈现锈迹，长时间下去会导致电钢表面混凝土剥落，最终暴露钢筋。

为此，本研究提出现场便携集成测试仪设备，该设备包括数据采集系统，显示处理系统，数据监控检测探测系统，触摸集成控制系统。其中数据监控检测探测系统是由电磁传感器和激光传感器构成的，能够检测水泥电杆内部钢筋结构以及表面距离测定。集成控制系统包括嵌入式平板输出装置和触摸数显屏幕，能够用于控制检验以及测试分析。数据采集分析系统包括主分析器和系统控制主机，能够用于数据测试分析和数据收集信号处理。显示处理系统包括辅助成像软件和显示平板，能够为用户提供完整的检验结果，并以图像的方式进行呈现。该设备能够现场对水泥电杆进行全方面预检测，尤其是对电杆保护层厚度和钢筋尺寸指标等进行重点核查，以降低钢筋数量缺失和保护层厚度不合格的问题。

小结

总而言之，本研究针对沿海高腐蚀地区水泥电杆的混凝土保护层厚度以及钢筋尺寸等相关指标，提出现场便捷集成测试仪，以实现快速无损检测。利用该设备能够降低产品不合格以及产品质量问题。

参考文献

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