钢结构件安全管理领域“零”的突破:微磁基础传感器实时监测应力并探伤(二)

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。桥梁悬索、拉索应力监测和探伤、螺栓应力监测和探伤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和探伤,一些高科技公司研发生产应力监测和探伤技术设备满足安全运行需要。

钢结构件安全事故及其原因
通常高强度应力疲劳和损伤可能会引发严重安全事故。诸如桥梁悬索和拉索断裂事故、桥梁主体垮塌事故、螺栓断裂事故等钢结构件安全事故的发生,多数是因为高强度应力疲劳和损伤并长期失检失修。
据媒体报道,2021年12月18日,湖北省大广高速与沪渝高速花湖互通枢纽匝道垮塌,发生桥梁侧翻,现场3人死亡、4人受伤。相关专家分析认为匝道桥垮塌是因为该段桥梁长期重载,致使其钢结构件因为应力过于集中而受损,却长期得不到监测和修整,损伤累积到一定程度后爆发问题,出现垮塌。
因桥梁拉索断裂造成桥梁垮塌的严重事故也时有发生。如广州海印大桥斜拉索上端裸露的钢丝用脆性的水泥砂浆防腐,且该处水泥砂浆多年后未凝结,拉索高强钢丝长期裸露,最终导致高强钢丝腐蚀性断裂。
桥梁悬索安全事故也时有发生。悬索的腐蚀与水、气密切相关。悬索的大多数部位,如悬索桥主缆内部、主缆散索段,斜拉索、吊杆上下端预埋管内、悬索锚头等往往没有明显的水存在,但是,由于它与大气相通,相对湿度高,腐蚀也很容易发生。
通常高强度螺栓应力疲劳和损伤也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。

传统钢结构件探伤方法及其局限
传统钢结构件无损探伤技术包括X射线、γ射线、超声波、磁粉、涡流、渗透(荧光、着色)等,各自存在自身缺陷,难以确保设备运营安全。
x射线探伤和γ射线探伤原理是利用x射线、γ射线或其他高能射线穿透金属材料,由于材料对射线的吸收和散射作用不同,使胶片感光不一样,在底片上形成黑度不同的影像,据此来判断材料内部缺陷情况。射线探伤要求工作表面平滑,且高度依赖检验人员经验,只能辨别缺陷种类、无法直观体现缺陷形态。而且射线辐射会严重威胁操作人员的身体健康。
超声波探伤原理是在均匀的材料中,缺陷的存在造成材料的不连续,从而造成声阻抗的不一致。根据反射定理,超声波在两种不同声阻抗的介质交界面上会形成反射,反射波的能量大小与交界面两边介质声阻抗的差异和交界面的取向、大小有关。超声波无法探测应力集中部位,另外缺陷的尺寸小于波长时,超声波将绕过缺陷而不能反射。
磁粉探伤原理是利用工件缺陷处的漏磁场与磁粉的相互作用。铁磁性材料制品缺陷处磁导率与正常部位磁导率存在差异,磁化后这些材料不连续处的磁场将发生畸变,磁通泄漏处工件表面产生了漏磁场,从而吸附磁粉形成缺陷处的磁粉堆积——磁痕,在适当的光照条件下,可显现出缺陷位置和形状。磁粉探伤需要磁化,操作程序过于复杂。
涡流探伤利用电磁感应原理,用激磁线圈使导电构件内产生涡电流,借助探测线圈测定涡电流的变化量,从而获得构件缺陷的有关信息。涡流探伤需要检测线圈激磁。
渗透探伤是利用毛细现象检查材料表面缺陷的一种无损检验方法,包括渗透、清洗、显象和检查四个基本步骤,但不适用于结构疏松的粉末冶金零件及其他多孔性材料探伤。

基于磁探测的应力监测和探伤的原理与优势
磁探测从空中到地面,再到水下,可以全范围覆盖、全天候进行。金属磁记忆探伤属于新型磁探测技术,是一种利用金属磁记忆效应来检测部件应力集中部位的快速无损检测方法,能替代传统无损探伤技术。
所谓金属磁记忆效应是指:铁磁性材料在加工和运行时,在应力和变形集中区域会发生磁畴组织定向和不可逆的重新取向。金属构件表面的这种磁状态“记忆”着微观缺陷或应力集中的位置,即所谓的磁记忆效应。
磁异常探测理论认为,当磁探测传感器位置与铁磁性目标的距离大于3倍目标几何尺寸时,可以把铁磁性目标简化成磁偶极子模型,不考虑地磁背景场情况下,磁场总强度B大小可以由下列公式计算出来。(见文后图片)
式中,
μ—磁导率;
m—磁偶极子磁矩;
r—距离;
θ—方位。
它在空间一点 P 产生的磁场 Br分布示意图如下图所示:(见文后图片)
由此公式可知,磁感应强度大小与距离成立方衰减关系。当处于地磁场环境中的铁磁性构件受到外部载荷作用时,该部位会出现磁畴的固定节点,产生磁极,形成退磁场,在金属表面形成漏磁场。该漏磁场强度的切向分量Hpx具有最大值,而法向分量Hpy改变符号并具有零值。这种磁状态的不可逆变化在工作载荷消除后依然保留记忆下来。
基于金属磁记忆效应的基本原理制作的检测仪器,通过记录垂直于金属构件表面的磁场强度分量沿某一方向的分布情况,能够对铁磁性金属构件内部的应力集中区,即微观缺陷和早期失效、损伤等进行诊断,防止突发性的疲劳损伤。金属磁记忆方法与X射线、γ射线、超声波、磁粉、涡流、渗透(荧光、着色) 等方法相比较,具有这些优点:不需要专门的磁化装置;不需要对表面进行清洁处理;不需要采用耦合技术;可快速、准确检测出应力集中部位;既可检测现有缺陷,亦可根据内应力变化预测未来可能发生的缺陷。
钢结构件应力监测和探伤装置主要由基于磁异常原理研发的微磁基础传感器阵列组成。钢结构件应力监测和探伤装置属于国内首创,其突破传统探伤原理的诸多局限,可以提供新的应力监测和探伤方案,以便使用者在不同场景中选择适合其需要的应力监测和探伤仪器。

国创智能微磁基础传感器监测桥梁拉索应力预防安全事故
桥梁拉索事故造成重大生命财产损失。只有通过桥梁拉索应力监测进行损伤趋势监测,才能有效预防事故发生。因此研发桥梁拉索应力监测系统、生产桥梁拉索应力监测设备十分必要。
国创智能微磁基础传感器在桥梁拉索应力监测中的应用,基于地磁信息采集、计算、传输、显示的原理,利用金属磁记忆效应,检测钢索应力变化,为桥梁管理部门提供安全保障支持。
金属磁记忆效应无损检测是一种新型检测手段,能快速检测部件应力集中部位,应用在钢结构安装、卸载、改造、加固等过程中。基于金属磁记忆效应原理工作的检测仪器,通过记录垂直于金属构件表面的磁场强度分量沿某一方向的分布情况,可以对构件的应力集中程度以及是否存在微观缺陷进行评价,能够诊断微观缺陷、早期失效和损伤等。
基于巨磁阻抗效应的国创智能微磁基础传感器具有灵敏度高、响应速度快、功耗低的综合优势。国创智能微磁基础传感器用来测量金属材料的内应力,其分辨率最高可达100pT,其显著优势是无损、非接触、24小时在线监测、应力过度集中预警,完全可以精准监测桥梁拉索应力变化趋势,预防由桥梁拉索引起的安全事故。
高效精准的桥梁拉索应力监测技术设备以微磁传感器为基础研发生产。国创智能从事微磁基础传感器及其应用系统研究、开发与生产,其代表性产品——pT和nT级超高精度阵列式微磁基础传感器,奠定桥梁拉索应力实时在线监测的坚实基础。
包括大型设备在内的钢结构件安全管理离不开应力监测和探伤技术设备。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。国创智能长期从事微磁基础传感器、磁记忆应力监测和探伤设备的研发生产,应用于诸如桥梁拉索和悬索断裂事故、桥梁主体垮塌事故、螺栓断裂事故等钢结构件安全事故预防,在基础理论、工程实践和产品生产制造方面均具有丰富经验,得到业界高度关注。

温馨提示:应该警惕广州近期市场的过于背离经济增长基本面的楼市炒作行为
广州目前经济状态并不支持2020年和2022年连续两波大涨行情,如果今年热点地区继续涨50% (20%左右比较合理) 明年大概率迎来大跌。
老百姓没钱,实业停滞,金融空转让楼市的持续上涨并不可持续,市场总是有情绪的,不要被情绪所左右。
如果实事求是的讲,广州的楼市在五月份冷下来是合理的(本人利益相关:热点片区涨得好的 我都有货 ) 。
具体策略是:该买就买,该换就换,但是期望短期逆天改命暴富的还是算了。
现在的金融状态下,冲的太猛的小心以后供不起,也许你的行业就是下一个被血洗的目标.买房说到底就是dcf,不要对你的未来有那么不切实际的幻想。
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#历史那些事[超话]#1943年3月,广州特务处行动科抓了一个人,可次日一大早,行动科科长邱天岳前来提人,却发现审讯室内空无一人。随即,情报科组长孙照文就被日本宪兵队带走,特务处里一片哗然!
就在此时,邱天岳却突然站了出来,呵斥大家不要随便议论日本人,还面带冷笑地指着孙照文的背影说:我怀疑他是地下党!
昨天深夜,邱天岳带着行动科的两个组长抓了一名地下党员回来。
为了保密,在喊开大门后,邱天岳特意把车子开进后院,直接把人锁进了行动科的审讯室,连看门人和守卫都不知道。
不过,由于邱天岳当时太累,再加上大门口有人昼夜把守,就让手下都散了,打算第二天养足精神再来审讯。可谁想到,几个小时过去后,行动科的审讯室里却空空如无!
邱天岳气得暴跳如雷,带着组长叶茂和高士锋,疯一般地盘问看门人、守卫。
看门人一头雾水,他们根本不知道邱天岳昨天送人进来,更没看到除邱天岳之外的别人进出大门。
幸亏组长叶茂机灵,多问了几句,邱天岳这才知道昨晚大楼里还有一个人。
这个人就是情报科的组长孙照文!
孙照文,1942年初进入广州特务处。
据传他跟日本人有关系,在特务处十分吃得开,还拉拢了不少底层的特务。
邱天岳一向看不起这样的人,他认为孙照文的市侩作风,根本不应该带进特务处。好几次,他去劝说情报科科长李天来把孙照文弄走,都被对方拒绝。
功劳不翼而飞,邱天岳憋了一肚子的火,再加上他看不惯孙照文,脑子一热,直接给日本宪兵队去了电话,让他们带走孙照文。
为了避免经常不露面的李天来知道此事,邱天岳还故意放出口风,让人忌惮孙照文的身份,不敢联系李天来。
不过,邱天岳还是失算了!
孙照文前脚刚被日本宪兵队带走,就有特务汇报给了情报科长李天来。没过一个时辰,孙照文就被完好地带了回来。
看着李天来冷冽的眼神,邱天岳浑身不自在,却又不敢不给他面子,只好一个劲地道歉,承认自己错了。
其实,邱天岳没猜错,救走地下党的正是孙照文,而孙照文的真实身份也是地下党员!
原来,早在几天前,孙照文就得到消息说,邱天岳正在布置、抓捕一名地下党人。可孙照文是孤身一人潜伏在广州特务处的,无法分身跟踪,更不敢外出怕错过时间。
为了及时解救战友,他这几天都吃住在情报科,时刻监视着邱天岳等人的动向。
昨天深夜,孙照文被汽车的喇叭声惊醒,他从楼上看下去,正好发现邱天岳等人掩护着一人从后院进入大楼地下室。
孙照文当即断定,那人应该就是被邱天岳抓来的地下党。
所以,等邱天岳离开后,他悄悄来到地下审讯室,用事先配好的钥匙救出那名地下党人。
不过,孙照文很有经验,他没把人送出大楼,而是藏进了情报科的审讯室。只需要改头换面一番,那人就可以趁乱离开。
所以,看门人、守卫一直在邱天岳面前坚称,除了他们之外,昨晚再没人进出大楼。
也正因为如此,邱天岳才只怀疑孙照文是地下党,而不敢笃定。
不过,就连他都没想到,孙照文居然兵行险招,竟把人藏进了情报科的审讯室。
特务处有四大科,其中,电讯科最清贵,总务科最受罪,情报科最吃香,而行动科则是事事跑断腿。因此,无论是中统、军统,还是继承了其衣钵的伪政府特务处,都保留下了这种顽疾。
情报科吃香,是因为可以上达天听;行动科跑断腿,但有时候“功劳”也很大。
因此,有一些强势的情报科长,就单独设立审讯室,和行动科抢功劳。恰好,广州特务处情报科科长李天来,就是一个强势的人!
不过,并非所有的情报科都有独立行动的能力。
所以,广州特务处的审讯室经常闲置,时间长了,里面就放满了情报科收受的珍贵礼物,除了组长和科长外,再没人能进去。
孙照文长期活跃在隐蔽战线,当然对特务处内部的矛盾也一清二楚。
这一次,他就是利用这种矛盾,把人藏了进去。
孙照文并不怕邱天岳去查!因为,那是情报科的里子,也是颜面,即便是处长来了,以科长李天来的强势,也不会同意进去!
回到科室后,跟孙照文交好的特务都过来问候,顺便表达内心对行动科的“愤慨”。
孙照文装出感动的样子,随手带着一包裹衣物来到地下审讯室......
很快,他就从里面挑出一些礼物,拿到楼上悄悄分发下去,感谢同事对他的“支持”。至于那个包裹,又被他带了回来。
下班后,孙照文带着包裹,有说有笑地跟同事一起走出大楼,可到了门口,他像是忘了什么东西,突然返身上楼。
正在张望的邱天岳等人,见状也跟着纷纷上楼,和孙照文交好的特务一阵推搡,门口一片混乱。
大概半个时辰后,孙照文从办公室走出来,在楼道里对着尴尬的邱天岳等人笑了笑,下楼上了自己的轿车,扬长而去。
从始至终,都没人看到孙照文是怎么送走那名地下党的!
在隐蔽战线工作,既危险,又考验地下党员的忠诚、胆量和智慧。像孙照文一样智勇双全、忠贞冷静的优秀战士,在抗战史上,多如满天繁星,始终照耀着祖国的山河大地。

#创作力计划#


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