水泥制品快检仪

  完成单位：国网天津市电力公司电力科学研究院

  主要完成人：叶芳、齐文艳、李田、赵鹏、于金山、李常春、季大龙、彭盛、于奔、张利

一、研发背景

预制钢纤维混凝土盖板因其成本低、质量大、无回收价值，不易丢失，可防止因保护盖板被盗而发生安全事故的优点，常用于变电站沟保护盖板、地下电缆沟保护盖板等施工场景。从我国现阶段电缆水泥保护盖板的生产与施工情况来看，在不少项目中仍存在少筋、漏筋、钢筋保护层厚度控制不严和钢纤维掺量不当等现象，导致盖板在使用过程中经常突发安全事故，造成电力系统工程的安全隐患。在大基建背景下，电缆铺设范围日益增加，电缆水泥保护盖板数量需求急剧增加，亟待预制钢纤维混凝土电缆水泥保护盖板的质量提出快速可靠的检测手段和合理的施工控制要求，以保证其符合规范设计标准，保障电力系统基础设施的长期安全服役。

现行方法中针对预制钢纤维混凝土电缆水泥保护盖板的质量检测大多采取抽样破损性检测，检测耗时长、经济性差，并缺乏对预制构件的批量检测。本项目以建立钢纤维混凝土电缆水泥保护盖板无损检测与评价方法为目标，研究传统无损检测方法在纤维混凝土应用中存在的问题并进行拓展，形成包括外观质量、混凝土强度检测、保护层厚度检测、钢筋检测以及钢纤维掺量检测等钢纤维混凝土盖板检测体系，为后续电缆水泥保护盖板的质量验收提供技术支持。

综上所述，建立钢纤维混凝土盖板的质量评价指标，研究超声-回弹综合技术和电磁感应检测技术在钢纤维混凝土中的应用，可以在不损伤盖板的前提下，有效准确地对其进行强度以及钢筋直径、保护层厚度和钢纤维掺量的检测，对提高盖板检测效率，提高检测精度都有重要的意义。同时，该研究成果对行业的发展以及后续的其他类型的混凝土的检测也具有一定的参考价值。

二、发明团队介绍

发明团队包含成员7名，均为本科以上学历，其中硕士研究生5名，高级工程师4名。项目成员涉及应用化学、金属材料、环境等相关领域，近年来先后承担国网公司项目《移动基站共址高压输电铁塔的安全运检关键技术研究》及《基于弹性波色散理论的500kV低噪声变压器箱体结构降噪关键技术研究》。牵头项目《电网材料腐蚀风险评估及腐蚀模拟装置研制》项目2018年获中国腐蚀与防护学会一等奖；《输变电设施接地材料土壤腐蚀防护技术体系创新与应用》项目获2018年天津市科技进步二等奖；《基于相关分析的变电站换流站现场噪声预测与治理技术》获2019年天津市科技进步三等奖；《大型变电站接地材料土壤腐蚀防护技术体系创新与应用》获2019年中国腐蚀与防护学会二等奖；《腐蚀源环境中输变电设备腐蚀评价方法研究》获2019年中国电力建设企业协会科技进步三等奖；牵头编制《电力工程外部腐蚀源信息管理》等5项中电联团体标准。

三、成果(专利)简介

1.一种电缆水泥保护盖板质量的无损检测装置

专利类型：实用新型；专利状态：已授权

本实用新型专利涉及一种电缆水泥保护盖板质量的无损检测装置，包括电磁感应扫描仪、盖板支撑体、轨道板，实现了预制钢纤维钢筋混凝土盖板保护层厚度、钢筋位置和钢筋直径的无损检测，对提高盖板检测效率，提高检测精度都有重要的意义。

2.一种电缆水泥保护盖板质量的无损检测方法

专利类型：发明；专利状态：已受理

本发明涉及一种电缆水泥保护盖板质量的无损检测方法，通过对预制钢纤维钢筋混凝土盖板试件扫描量化获取扫描信号波形图，并通过分析信号波形图的分布特征，实现了预制钢纤维钢筋混凝土盖板保护层厚度、钢筋位置和钢筋直径的无损检测。对提高盖板检测效率，提高检测精度都有重要的意义。

3.一种混凝土内部钢纤维掺量的无损检测方法

专利类型：发明；专利状态：已受理

本发明涉及一种混凝土内部钢纤维掺量的无损检测方法，首先对钢纤维混凝土标准试件扫描量化获取钢纤维掺量和电磁信号值关系图，基于钢纤维掺量和电磁信号值关系图，确定不同钢纤维掺量对应电磁信号值范围，最后通过检测实际混凝土的电磁信号得到其内部钢纤维掺量。相较于已有的混凝土无损检测方法，本发明能够定量检测出混凝土内部的钢纤维掺量，更有效地提高、指导、控制施工质量。

4.一种混凝土内部抗裂钢丝网施工质量评定的无损检测方法

专利类型：发明；专利状态：已受理

本发明涉及一种混凝土内部抗裂钢丝网施工质量评定的无损检测方法，首先对钢丝网混凝土标准试件扫描获取钢丝比表面积系数和电磁信号值关系图，其次通过标定钢丝比表面积系数对应的电磁信号值，实现混凝土内部钢丝网质量的无损检验。本发明相较于已有的混凝土无损检测方法，能够定量检测出混凝土内部的钢丝比表面积系数，更有效地提高、指导、控制施工质量。

四、成果（专利）转化情况介绍

1.项目成果的应用与转化

制定一套成熟的无损检测技术体系，使该方法有效又具备可执行性，真正能够落地使用。同时确保该检测技术的操作简单易上手，工程人员经过简单培训后即可上岗使用。

根据该检测技术，评估纤维混凝土的质量情况，确定混凝土强度、钢筋直径、钢筋分布以及钢纤维掺量的达标程度，为质量验收和后续的维护、加工提供指导。

2.项目成果的推广

按照国网检测技术创新推广机制要求，开展检测技术创新和成果转化工作，通过《电缆水泥保护盖板无损检测与评价规程》等相关规范标准研编，并结合钢纤维电缆盖板无损检测装置对沟盖板实现逐块“预筛检”，常态化开展混凝土预制件无损检测，提高抽检效率。

3.应用推广的场景分析

水泥保护盖板应用范围广、质量稂莠不齐，水泥沟盖板质量频发、验收困难。该项目研究成果可实现快速检验全批次电缆沟盖板物资质量、准确排查电缆盖板内部缺陷、适用于沟盖板现场移动应急检测。

五、经济效益与社会效益介绍

目前几项专利国网天津市电力公司电力科学研究院已经通过技术许可方式转让给天津市电力科技发展有限公司，天津市电力科技发展有限公司通过专利核心内容已开发装置“水泥制品快检仪”，截止当前，产品已经在西藏、新疆等5个省销售11台，实现销售金额337.7万元。