面向信息管理的輸電塔角鋼鍍鋅層厚度檢測技術(shù)

蔣佳音，孔祥周

（1.河海大學(xué)能源與電氣學(xué)院，江蘇南京210024；2.上海魯研電力設(shè)備監(jiān)理有限公司，山東濟(jì)南250002）

面向信息管理的輸電塔角鋼鍍鋅層厚度檢測技術(shù)

蔣佳音1，孔祥周2

（1.河海大學(xué)能源與電氣學(xué)院，江蘇南京210024；2.上海魯研電力設(shè)備監(jiān)理有限公司，山東濟(jì)南250002）

針對輸電鐵塔鍍鋅層厚度檢測缺乏規(guī)范性及其關(guān)鍵信息的管理問題，提出角鋼塔件鍍鋅層厚度12測點(diǎn)布局方式，設(shè)計(jì)了面向信息管理的塔材鍍層厚度數(shù)據(jù)采集與分析方案，并甄選適宜的厚度檢測儀，實(shí)現(xiàn)鍍層厚度檢測數(shù)據(jù)的規(guī)范化采集及檢測信息的科學(xué)分析與管理，為提高企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)水平及自身信息化建設(shè)提供技術(shù)支撐。

角鋼塔材；鍍層厚度；檢測；信息

0 引言

隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，輸電線路鐵塔需求量越來越大。由于鐵塔長期處于野外環(huán)境，表面容易被腐蝕，影響鐵塔的壽命，并產(chǎn)生安全隱患，因此通常需要對塔材進(jìn)行防腐處理。熱浸鍍鋅作為鐵塔防腐的重要手段被廣泛應(yīng)用，而鍍鋅層厚度作為影響塔材鍍層質(zhì)量的重要指標(biāo)亦備受電網(wǎng)建設(shè)單位關(guān)注，為此，國家電網(wǎng)公司制定了相應(yīng)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。然而目前采購單位由于缺乏鐵塔鍍層檢測信息科學(xué)有效的監(jiān)管手段，難以對各供應(yīng)商提供的塔材進(jìn)行科學(xué)評價(jià)，因此，進(jìn)行面向信息管理的輸電鐵塔塔材鍍鋅層厚度檢測技術(shù)研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和工程應(yīng)用價(jià)值。

1 角鋼塔材鍍鋅層厚度標(biāo)準(zhǔn)及抽檢方案

1.1 角鋼塔材鍍鋅層厚度標(biāo)準(zhǔn)

多年來，由于輸電鐵塔腐蝕對鐵塔壽命及安全性的影響，有關(guān)鐵塔鍍層的研究從未間斷，試驗(yàn)表明，隨著鍍鋅層厚度的增加，鐵塔耐用年限也增加［1-2］。然而鍍鋅層厚度直接影響鐵塔生產(chǎn)單位的成本，必定會得到充分考量，同時(shí)國家電網(wǎng)公司系統(tǒng)招標(biāo)采購涉及供應(yīng)商多、分布地域廣。為保障鐵塔鍍層質(zhì)量的管控，國家電網(wǎng)公司于2011年首次頒布了企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“角鋼塔監(jiān)造作業(yè)規(guī)范”［3］。提出了如表1所示的角鋼塔材鍍鋅層厚度標(biāo)準(zhǔn)。

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定抽樣檢測角鋼塔件鍍鋅層厚度時(shí)，應(yīng)在不同位置選取12個(gè)點(diǎn)，其平均值作為該構(gòu)件的鍍鋅層厚度值。如表1所示，鍍件厚度小于5 mm時(shí)，12個(gè)點(diǎn)的鍍層平均厚度不得小于65 μm，同時(shí)每個(gè)點(diǎn)的厚度不得小于55 μm。

表1 角鋼塔材鍍鋅層厚度標(biāo)準(zhǔn)

1.2 角鋼塔材鍍鋅層厚度抽檢方案

根據(jù)國家電網(wǎng)公司角鋼塔材監(jiān)造要求，為了促進(jìn)供應(yīng)商產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高，同時(shí)提高自身規(guī)范化管理和標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)水平，將監(jiān)造規(guī)范落實(shí)到位，國家電網(wǎng)公司制定了“角鋼塔抽檢作業(yè)規(guī)范”［4］，其中制定了角鋼塔材鍍鋅層厚度抽檢方案，見表2。為了全面評價(jià)供應(yīng)商提供的塔材鍍鋅層質(zhì)量情況，抽取的塔材應(yīng)該涵蓋不同的厚度，標(biāo)準(zhǔn)將角鋼塔材的厚度分為3～4 mm、5～7 mm、≥8 mm 3種類型，并且批量范圍不同，抽取的樣本大小不同，判定數(shù)組亦不同。

表2 角鋼塔材鍍鋅層厚度抽檢方案

2 角鋼塔材鍍鋅層厚度測點(diǎn)布置方式

角鋼塔件均為細(xì)長件，為了全面合理地評價(jià)角鋼塔件鍍鋅層厚度，按照標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該取12個(gè)點(diǎn)鍍層厚度的平均值作為零件的鍍層厚度。如何確定12個(gè)點(diǎn)的位置成為鍍層厚度檢測首先需要解決的問題。以往對塔材鍍鋅層厚度抽檢，檢測人員往往憑經(jīng)驗(yàn)隨機(jī)選擇檢測點(diǎn)的位置，勢必造成所選擇的檢測點(diǎn)不能夠全面反映整個(gè)塔件的鍍層情況，因此有必要規(guī)范測點(diǎn)的布局方式。

圖1 角鋼塔件12測點(diǎn)位置

將角鋼塔件的A、B、C、D 4個(gè)面簡化為2個(gè)面，即AB面與CD面。同時(shí)結(jié)合角鋼塔材的結(jié)構(gòu)以及工作性能要求提出了如圖1所示的鍍鋅層厚度12測點(diǎn)布局方式。具體為：在角鋼塔件AB與CD 2個(gè)面上各取6點(diǎn)，考慮塔件之間采用螺栓連接，為防止連接孔處的鍍鋅層破損，將孔周圍選為質(zhì)量監(jiān)控點(diǎn)，取點(diǎn)位置位于距孔邊沿10 mm處；同時(shí)考慮要全面反映塔件的鍍鋅層厚度，在角鋼塔件有聯(lián)接孔一側(cè)取4個(gè)點(diǎn)，在無孔一側(cè)均勻取2點(diǎn)，從而形成12測點(diǎn)布局方案。

3 塔材鍍層厚度數(shù)據(jù)采集與處理

3.1 塔材鍍層厚度數(shù)據(jù)采集方案設(shè)計(jì)

為了實(shí)現(xiàn)角鋼塔材鍍層厚度抽檢數(shù)據(jù)的信息化管理，建立基于數(shù)據(jù)的供應(yīng)商質(zhì)量評價(jià)體系，促進(jìn)我國鐵塔質(zhì)量的提高，按照企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范構(gòu)建數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)成為最為基礎(chǔ)和關(guān)鍵的一步。為此，提出鍍鋅層厚度檢查表（見圖2）。表格劃分為3個(gè)區(qū)：基本信息區(qū)、實(shí)測數(shù)據(jù)區(qū)和檢測結(jié)果區(qū)?；拘畔^(qū)描述檢驗(yàn)時(shí)間及單位、按照標(biāo)準(zhǔn)要求，在實(shí)測數(shù)據(jù)區(qū)供應(yīng)商單位、批量范圍等信息；實(shí)測數(shù)據(jù)區(qū)嚴(yán)格按照抽檢方案設(shè)計(jì)了一批塔材不同厚度需要抽檢的樣本數(shù)量，為了滿足統(tǒng)計(jì)至少25個(gè)樣本的要求，3～4 mm、5～7 mm、≥8 mm的鍍件厚度分別取10、10、5個(gè)樣本。設(shè)置了最小值和平均值以及判定欄，鍍鋅層厚度檢測信息管理系統(tǒng)通過后臺運(yùn)算并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)得到樣本中各構(gòu)件是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求的判斷；檢測結(jié)果區(qū)在表格最下方，系統(tǒng)根據(jù)抽檢方案中不同批量范圍給出的判定數(shù)組標(biāo)準(zhǔn)，判斷該批次零件是否合格，并將結(jié)論顯現(xiàn)于檢測結(jié)果欄。

圖2 鍍鋅層厚度檢查表

3.2 塔材鍍層厚度數(shù)據(jù)采集實(shí)現(xiàn)

塔材鍍層厚度檢測一般采用厚度檢測儀，經(jīng)過大量市場調(diào)研，考慮到塔材鍍鋅層厚度檢測環(huán)境、測量范圍、數(shù)據(jù)存儲方便快捷以及價(jià)格等不同層面，選用德國尼克斯生產(chǎn)的QNix8500型涂層測厚儀為鍍鋅層厚度測量工具。

QNix8500型涂層測厚儀可以同時(shí)存儲2000個(gè)測量數(shù)據(jù)，并且可以通過USB接口模塊與計(jì)算機(jī)無線傳輸，軟件包括校準(zhǔn)、測量模式、存儲、設(shè)置與輸出excel表格5個(gè)模塊，軟件主界面如圖3所示。

輸出excel表格模塊可以選擇導(dǎo)出方式、導(dǎo)出數(shù)據(jù)總量以及各實(shí)測值等。根據(jù)前述測點(diǎn)布局規(guī)則順次檢測抽取的各個(gè)角鋼塔件，每個(gè)塔件檢測12個(gè)點(diǎn)，根據(jù)抽檢批量檢測若干個(gè)點(diǎn)（12×樣本數(shù)），一批樣本檢測結(jié)束將該組數(shù)據(jù)導(dǎo)出至抽檢表中，實(shí)現(xiàn)角鋼塔材鍍層厚度抽樣數(shù)據(jù)的采集，為后續(xù)進(jìn)行角鋼塔材抽檢數(shù)據(jù)信息化管理提供支撐。

圖3 QNix8500型涂層測厚儀excel導(dǎo)出界面

3.3 輸電角鋼塔材鍍層厚度檢測案例分析

為實(shí)現(xiàn)對供應(yīng)商提供的塔材進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)分析與管理，基于上述塔材鍍層厚度檢測技術(shù)對山東至某地的660 kV直流輸電工程塔件進(jìn)行了抽樣檢測。檢測結(jié)果表明該批次塔件鍍層厚度均合格，但從數(shù)據(jù)看出單件12點(diǎn)鍍層厚度差異性較大，均勻性不夠理想。

綜上所述，鍍層厚度數(shù)據(jù)的采集、分析與管理為生產(chǎn)企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約資源提供了有力的數(shù)據(jù)支撐，同時(shí)為鐵塔采購單位有效評價(jià)生產(chǎn)企業(yè)提供了科學(xué)依據(jù)，具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值。

4 結(jié)語

針對輸電鐵塔用于防腐的鍍鋅層厚度檢測及其信息化管理問題，結(jié)合相關(guān)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及角鋼塔件工況，提出角鋼塔件鍍鋅層厚度12測點(diǎn)布局模式；基于國家電網(wǎng)公司制定的監(jiān)造和抽檢規(guī)范，設(shè)計(jì)了面向信息管理與分析的塔材鍍層厚度數(shù)據(jù)采集與分析方案，選擇具有無線傳輸、儲存與輸出功能的便攜式厚度檢測儀，通過鍍鋅層厚度檢測信息管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了鍍層厚度檢測數(shù)據(jù)的采集、屬性判斷與分析，為促進(jìn)鐵塔生產(chǎn)企業(yè)提高鐵塔鍍層質(zhì)量，提高電網(wǎng)建設(shè)單位信息化管理和標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)水平打下基礎(chǔ)。

［1］陳云，強(qiáng)春媚，王國剛，等.輸電鐵塔的腐蝕與防護(hù)［J］.電力建設(shè)，2010，31（8）：55-58.

［2］樊雄偉，彭泉光.廣西輸電鐵塔腐蝕防現(xiàn)狀調(diào)查與防治建議［J］.廣西電力，2012，35（4）：64-66.

［3］國家電網(wǎng)公司.角鋼塔監(jiān)造作業(yè)規(guī)范［M］.北京：中國電力出版社出版，2011.

［4］國家電網(wǎng)公司.角鋼塔抽檢作業(yè)規(guī)范［M］.北京：中國電力出版社出版，2011.

Galvanized Layer Thickness Detecting Technology of Transmission Angle Tower Materials for Information Management

According to the galvanized layer thickness detection of transmission tower lacking of scientific management specification and key information，the layout of 12 measuring points on galvanized layer thickness of angle tower materials is proposed，the data acquisition mode of tower materials coating thickness for information management and analysis is designed，the suitable thickness gauge is also selected.The standardization collection of measuring data of plating thickness and the scientific analysis and management of detection information are achieved，which provide strongly technical support for improving standardization level of the enterprise and its informatization construction.

angle tower materials；galvanized layer thickness；detection；information

TM754

：B

：1007-9904（2014）03-0056-03

2014-03-12