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微磁基础传感器实时监测螺栓应力

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螺栓应力监测意义重大

在生产制造和社会服务领域,包括大型设备在内的钢结构件安全保障对于基础设施安全、经济社会稳定运行意义重大。螺栓应力监测在这些钢结构件事故预防中发挥着极其重要的作用。相关安全管理部门普遍重视应力监测,一些高科技公司研发生产应力监测技术设备满足安全运行需要。


钢结构件和螺栓安全事故及其原因

通常高强度螺栓应力疲劳和损伤可能会引发严重安全事故。某轧钢厂对厂房结构检查时,发现一根桁架吊车梁下弦节点板上中间斜杆的角钢上有一条贯通裂缝。一段时间后,当钳式吊车通行时,这根梁严重下垂,梁的斜杆、竖杆以及弦杆等处的裂痕都明显增大。


经调查,发现事故原因是在风荷载作用下,屋盖钢桁架与立体框架梁间产生相对移动,使吊管式悬挂节点连接中产生弯矩,从而使高强度螺栓承受了反复荷载,出现疲劳和损伤。


微磁基础传感器监测螺栓应力有效预防事故

严重的螺栓安全事故会造成生命、财产损失。监测螺栓应力判断损伤趋势才能有效预防事故发生。螺栓应力监测是包括大型设备在内的钢结构件安全监测的重要内容。


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微磁基础传感器基于地磁信息采集、计算、传输、显示的原理,利用金属磁力学原理和金属磁记忆效应,监测螺栓应力变化,为包括大型设备在内的钢结构件管理部门提供安全保障。基于巨磁阻抗效应的微磁基础传感器具有灵敏度高、响应速度快、功耗低等优势。采用微磁基础传感器测量金属材料的内应力,内应力分辨率最高可达公斤级。


以风电塔筒为例,当螺栓在正常使用时,其承受的拉力主要来源是塔筒倾斜产生的不对称重力,以及侧向风压产生的推力。因此,其圆周上每个螺栓都会有一个拉力,并会随塔筒倾斜度和风向、风力发生微小的变化,但总体都有一个相对固定的拉力,大小约为100kN。一旦有螺栓松脱,其拉力将分散给其它未松脱的螺栓,而其拉力将降至零或者一个很小的数值。


基于此原理24小时实时监测每个螺栓的拉力,一旦其数值发生变化,且与风向、风力不相关,且塔筒未出现严重倾斜,即可准确判断出该螺栓是否发生松动。此外,风电塔筒是一个超高钢结构体,也可以借助螺栓应力监测系统对其是否倾斜、结构受力及其分布情况进行24小时实时在线监控。从而构成一整套风电塔筒结构安全监控系统。


基于金属磁记忆效应原理工作的螺栓应力监测仪器,其核心部件为微磁基础传感器。螺栓应力监测系统可作为一个独立的分布式测量与控制系统使用,不仅应用于风电塔筒应力监测,还可广泛应用于其他包括大型设备在内的钢结构件应力监测。


包括大型设备在内的钢结构件安全管理离不开螺栓应力监测技术设备。一些具有前瞻性的高科技公司关注基础设施安全保障需要,研发生产新的技术设备,服务生产制造和社会服务行业。长期从事微磁基础传感器、磁记忆应力监测设备的研发生产,在基础理论、工程实验和产品生产制造方面均具有丰富经验,得到业界高度关注。


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