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。
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。
【行业e线】生产线日夜运转！一品种单季订单直接超全年，这一行业好起来了！“三巨头”股价暴跌，反转机会来了吗？】
记者 邢云 臧晓松 王小伟
编者按：今年开年以来，工程机械行业多项数据指标触底回升，龙头上市公司的股价却“跌跌不休”，这种背离究竟是行业虚假繁荣还是市场误判？
带着这样的问题，证券时报【行业e线】近期对三一重工、中联重科、徐工机械等行业龙头上市公司进行了实地调研，并与行业专家进行了深度交流，力求从行业数据、生产现场、专家观点、投资逻辑等方面，向读者呈现全面、真实、准确的信息，供读者参考。
工程机械行业各项数据向好，行业内上市公司的股价却走出了“塌方”之势。
东财Choice数据显示，去年至今，申万工程机械三级指数从高点1745.33点暴跌至最低911.66点，最大跌幅接近腰斩。具体到个股，跌幅更加惨烈。
实际上，工程机械行业多项数据今年已经探底回升，股价走势却依然与行业基本面背离而行。资金夺路而逃，是行业周期魔咒还是上市公司成长空间受限？带着这些疑问，证券时报·e公司记者近期实地调研了行业内三大龙头：三一重工、中联重科、徐工机械，一探究竟。
证券时报·e公司记者在采访中了解到，国家基建开工数据前两月节节高升，行业经营基本面平稳向上，海外市场正在形成有效支撑，中远期逻辑电动化趋势也出现兑现曙光。虽然3月份受新冠肺炎疫情的影响，但这并不影响业内对今年走势“偏乐观”的判断：疫情可能会阻滞进程，但全年“前低后高”趋势不变。
对于相关上市公司的股价走势，业内人士向证券时报·e公司记者表示，工程机械作为国家制造业“重器”，同时也是中国具备国际竞争力的行业之一，“暂时未获得与其地位相匹配的估值”。Choice数据显示，目前工程机械板块动态PE（市盈率）平均17倍左右，上述3家龙头企业动态PE均在9倍以下。
忙碌的“18号厂房”
三一重工位于长沙经开区的生产基地
3月17日，证券时报记者来到三一重工位于长沙经开区的18号厂房。该工厂被誉为“全球最聪明的厂房”，是三一重工数字化制造的范本。
三一重工18号厂房内部环境优美
因为新冠肺炎疫情防控，记者通过多道疫情防检程序才来到厂房门口，往里看去，就会发现这里的布局跟传统工厂迥异。
18号厂房是打通两个老厂房建设而成。长约1000米、宽约100米的厂房，各道工序南北向平行排列，除了部分装配工位，其余产线工人并不多。在工厂的柔性生产岛内，100多台机器人精准、有序地运行。
三一重工18号厂房内部的混凝土泵车装配线
三一重工董秘办主任崔景魁向证券时报记者介绍，在数字化加持下，这个工厂实现了从一块钢板进来到一台整车出去的全流程自动化生产，下线一辆泵车只要45分钟。
三一重工的18号厂房全自动化生产
厂房中间是46米长、26米高的智能大屏。崔景魁介绍，该大数据管理平台不仅可以查看三一全国各地生产车间的运营管理数据，还可以查看车间内每一台机器的作业状态，并且能对售出设备使用中的作业率、利用率、维修及时率等情况了如指掌。
三一重工生产车间内46米长的智慧大屏
三一重工正是基于海量汇聚的设备大数据发布了“挖掘机指数” ，每个月都要将数据上报国家相关部门，成为政府部门制定宏观政策的依据之一，被称为“中国经济晴雨表”。
记者在智能屏上看到，入网设备总数为78.5万台，当日实时在线设备数量24.99万台。“相较于去年年底，现在车间已经忙碌起来。3月产能相对1月份大幅提升。”上述业内人士表示，但现在肯定不是生产最高峰状态，去年最高月产达到将近800台。
日夜运转的高机工业园
3月21日，记者冒雨赶赴中联重科望城工业园，这里主要生产工程机械的一个细分品类高空作业机械（以下简称高机）。
位于长沙市的中联重科望科工业园
进入园区，记者发现职工正排着长队进行核酸检测。中联重科智能高空作业机械公司副总经理王建表示，虽然园区要求进行全员检测，但这里并不处于长沙新冠肺炎疫情的管控中心，“生产没有受到影响”。
记者跟随王建来到剪叉式高机车间，生产线上布满了焊接机器人、AGV（自动导引运输车），RGV（有轨制导车辆）、空中EMS输送线等设备，生产工序以自动智能为主。
中联生产车间内部用于产线物流配送的RGV有轨制导车辆
王建透露，因为高机是近年销售增速最快的工程机械品种，海内外市场同时爆发，导致目前产能严重不足，“我们正在通过人员招聘和技改投入增加产能”。
中联重科望城工业园生产线日夜运转
王建介绍，目前这个车间采用一班制，正在进行一些调整，4月份产能将在现有基础上增长70%。产销两旺之下，王建表示，今年的目标产值要比去年翻一番。
中联望城工业园的高机生产线
记者看到，工厂的东北角堆满已经打包好的剪叉式高机，王建低头看了看包装上标签说，这都是销往巴西的产品。目前，中联重科智能高机的海外订单已达4亿多元。
国内市场方面，王建说，华南、华东市场持续扩张，西北区域，尤其是新疆等地开年以来对高机需求大增，一季度订单量已经超过去年全年。
走到厂房门外，一辆辆等待产品装车的物流卡车，已经排到了园区门口。因为国内外市场需求大增，物流不得不日夜转运。王建说，这条生产线将很快迁往中联重科智慧产业城，同时新增两条产线，“这样，产能的问题就可解决了”。
基建拉动全年“前低后高”
工程机械下游主要是基建、房地产、矿山等，需求占比分别为45%、 20%、20%。从短期逻辑来看，工程机械受基建投资的影响最大。
三一重工董事长向文波预测，2022年也许将成为工程机械行业比较好的一年，“去年年底，中央经济工作会议明确提出适度超前开展基础设施投资，对工程机械行业来说将是非常重大的机遇。”
再加上今年GDP增长的目标是5.5%，受访企业人士普遍认为，全年“稳增长”的政策已经非常清晰。
那么，对企业而言，“适度超前的基建投资”启动进度如何，又将何时传导至工程机械行业？
“开年以来开工率每周节节高升，甚至好于去年”，三一重工董秘蔡盛林表示，目前挖掘机的开工率已经高于70%。
但是，由于最近新冠肺炎疫情反复，部分区域因为防疫政策趋严，导致开工率有所下降。多位企业人士向记者表示，如2020年一样，基建投资拉动起来的需求，疫情只能将其延后，而不会消失，这也是行业全年“前低后高”走势的底层逻辑。
“总的来说，目前基建开工数据与适度超前的政策相匹配”，蔡盛林说，行业热度正在升温，“一锅水已经在烧了”。
回看2020年行业曲线，彼时疫情在3月份得到控制后，工程机械设备补偿性需求释放，国家基建投资持续加码，全年行业增速达到30%，成为工程机械行业“大年”。
徐工机械人士向记者表示，重大项目投资清单公布之后，还要经历项目规划、资金筹措等阶段，“只有进入招投标环节才会购买工程机械，目前还看不出基建投资对销售有太大的拉动作用。”
考虑受疫情防控影响，蔡盛林认为，上述传导的时间需要大概1个月到1个季度之间，如果开工率继续上升的话，最快第二季度工程机械会逐步进入销售旺季。
“今年总体我们感觉行业景气度还行”，徐工机械上述人士介绍，今年公司销售可能会出现结构性变化：目前挖掘机、搅拌车、起重机械销售情况一般，但起重机械、压实机械、路面机械、消防机械的销售增长还不错，尤其值得一提的，就是高空作业平台业务每年都实现了翻番增长，“再加上出口情况大幅改善，我们认为今年销售增长可以预期。”
海外市场值得期待
海外市场是工程机械行业去年下半年以来的结构性亮点。数据显示，去年挖掘机出口销量6.84万台，同比增长97%。今年开年，相比内销，出口仍保持高增长态势。
“1~2月份的出口数据超预期。”蔡盛林说，更好的现象是，今年国际出口毛利率已经高于国内，“这说明出口工程机械竞争力大幅增加，并开始进军全球中高端市场。”
徐工机械今年出口业务表现同样优秀。在此之前，徐工机械出口的主要市场是“一带一路”国家，占比达到65%~70%左右。如今出口业务也出现了新变化，欧美市场销售增长成为新的看点。
去年10月19日，徐工机械公告，拟出资9900万美元设立徐工美国公司及其下属子公司。“美国是工程机械销售额最大的市场，也是徐工志在必得的市场。”
“欧美国家也在大力搞基建，”徐工机械人士强调说，目前公司围绕开拓美国市场做了很多工作，“现在我们也拿到了一些订单，未来两三年我们都觉得欧美是不错的市场。”
蔡盛林认为，近年工程机械行业国际化进程加速的原因有三点：一是国内市场格局已经相对稳固，海外的市场拓展空间较大，比如三一重工的挖掘机在海外市占率6%左右，还有很多的空间可以提升；二是，全球主要国家大多因为疫情推出了刺激政策，增加了海外市场需求；三是中国的工程机械具备良好成本优势，品牌也逐步得到全球市场认可，产品国际竞争力大幅提升。
“工程机械头部企业目前的主战略基本上都是向海外特别是欧美市场聚焦，所以海外行情的持续性可以期待。”蔡盛林表示，近年，三一重工欧美市场出口增速每年都高于100%。
根据目前三一重工海外营收增速，市场预计2022年公司国际业务占总营收比例将突破30%。
那么海外市场能成为工程机械行业发展的决定性因素吗？向文波认为，“工程机械企业可以通过国际化对冲国内市场周期性调整的影响。”
蔡盛林也表示，海外市场在这一轮经济周期里面起到了比较好的“托底效应”，也是公司未来计划深耕的区域，“但当行业周期往上走的时候，因为需求总量庞大，国内仍然会是我们最重要的市场。”
电动化带来增量逻辑
工程机械行业的周期性，还体现在产品更新换代跨度较长。工程机械产品更新周期一般在8~10年，2016年~2021年行业高速增长，是因为除基建、房产的增量逻辑外还叠加了产品更换的存量逻辑。但在换代高峰过去后的5~10年，工程机械企业该怎么去应对换机低谷期，兑现行业的长期发展逻辑？
答案是电动化。三一重工人士甚至认为，电动化趋势已在眼前，不能仅视为长期逻辑。“电动化战略是我们今年的重要部署”，蔡盛林介绍，预计2022年电动化机械产品比例将占到公司整体销售的5%左右。
从电动化率较高的工程车辆产品来看。根据市场预测，2025年工程车辆电动化渗透率将达到25%，以整个行业保有量来测算，2022年~2025年板块累计总规模将达2500亿元~3000亿元之间。另外，值得关注的是，挖掘机产品电动化也在加快进程。
“大家已经普遍认识并接受电动机械产品”，徐工机械人士向记者表示，现在有些区域、工厂开始集中采购新能源机械，“他们有替换的需求，我们也有更新的动力。从中长期来看，这是个很明显的趋势。”
三一重工人士认为，电动化还不仅仅是换代的存量逻辑，同样会带来增量市场。一方面电动化产品价格更高，以混凝土搅拌车为例，电动产品毛利率高出传统产品10%以上，价值提升将带动行业体量的扩张；另一方面，随着电动化、数字化的行业渗透，工程机械产品将更加多元化、智能化，适用人群增加，并应用于更多场景。
如近两年增速最快的高空作业机械，因为电动化与智能化趋势，而能运用于更多除基建与房产外的领域，比如装饰、广告等，从而导致需求大增，市场容量快速增长。
对于工程机械行业的周期性，蔡盛林认为，跟上一轮周期相比，行业本次不会产生“深V”走势。因为现在行业需求多元化，从比较依赖房地产开始转向基建、市政建设、环保、矿山、农田、水利等多领域，应用场景大幅增加，“加上海外市场托底，周期走势应该是平滑的圆弧底”。
一位匿名企业人士向记者表示，从短、中、长三方面逻辑来看，工程机械行业基本面并未出现“塌方式”危机，企业正在通过多种方式找到新的增长空间，平滑周期曲线，“二级市场工程机械行业目前走势更多是情绪化的博弈，并未真正反映行业价值。”他认为，投资工程机械行业的正确方法是：在充分了解行业、企业后，做一个长期主义者。
配稿：AB面“互搏”工程机械如何打破周期魔咒？
记者采访多位业内人士和专家发现，工程机械行业正面临AB面互搏的局面：一方面，销量下滑和作业量上升并存，但行业需求边际改善预期整体升温；另一方面，适度超前开展基础设施投资的进度也被部分市场人士认为存在稍稍延期的可能，叠加提振工程机械产品需求存在滞后性，有被采访者认为，机械行业依然处在下行期。
这折射出工程机械行业的周期之痛，倒逼头部企业打开熨平周期的“战略工具箱”，向电动化、国际化或多元化寻求增量。如何打破周期魔咒，将拷问所有工程机械参与者的智慧。
详情可见：https://t.cn/A66O2qSn
记者 邢云 臧晓松 王小伟
编者按：今年开年以来，工程机械行业多项数据指标触底回升，龙头上市公司的股价却“跌跌不休”，这种背离究竟是行业虚假繁荣还是市场误判？
带着这样的问题，证券时报【行业e线】近期对三一重工、中联重科、徐工机械等行业龙头上市公司进行了实地调研，并与行业专家进行了深度交流，力求从行业数据、生产现场、专家观点、投资逻辑等方面，向读者呈现全面、真实、准确的信息，供读者参考。
工程机械行业各项数据向好，行业内上市公司的股价却走出了“塌方”之势。
东财Choice数据显示，去年至今，申万工程机械三级指数从高点1745.33点暴跌至最低911.66点，最大跌幅接近腰斩。具体到个股，跌幅更加惨烈。
实际上，工程机械行业多项数据今年已经探底回升，股价走势却依然与行业基本面背离而行。资金夺路而逃，是行业周期魔咒还是上市公司成长空间受限？带着这些疑问，证券时报·e公司记者近期实地调研了行业内三大龙头：三一重工、中联重科、徐工机械，一探究竟。
证券时报·e公司记者在采访中了解到，国家基建开工数据前两月节节高升，行业经营基本面平稳向上，海外市场正在形成有效支撑，中远期逻辑电动化趋势也出现兑现曙光。虽然3月份受新冠肺炎疫情的影响，但这并不影响业内对今年走势“偏乐观”的判断：疫情可能会阻滞进程，但全年“前低后高”趋势不变。
对于相关上市公司的股价走势，业内人士向证券时报·e公司记者表示，工程机械作为国家制造业“重器”，同时也是中国具备国际竞争力的行业之一，“暂时未获得与其地位相匹配的估值”。Choice数据显示，目前工程机械板块动态PE（市盈率）平均17倍左右，上述3家龙头企业动态PE均在9倍以下。
忙碌的“18号厂房”
三一重工位于长沙经开区的生产基地
3月17日，证券时报记者来到三一重工位于长沙经开区的18号厂房。该工厂被誉为“全球最聪明的厂房”，是三一重工数字化制造的范本。
三一重工18号厂房内部环境优美
因为新冠肺炎疫情防控，记者通过多道疫情防检程序才来到厂房门口，往里看去，就会发现这里的布局跟传统工厂迥异。
18号厂房是打通两个老厂房建设而成。长约1000米、宽约100米的厂房，各道工序南北向平行排列，除了部分装配工位，其余产线工人并不多。在工厂的柔性生产岛内，100多台机器人精准、有序地运行。
三一重工18号厂房内部的混凝土泵车装配线
三一重工董秘办主任崔景魁向证券时报记者介绍，在数字化加持下，这个工厂实现了从一块钢板进来到一台整车出去的全流程自动化生产，下线一辆泵车只要45分钟。
三一重工的18号厂房全自动化生产
厂房中间是46米长、26米高的智能大屏。崔景魁介绍，该大数据管理平台不仅可以查看三一全国各地生产车间的运营管理数据，还可以查看车间内每一台机器的作业状态，并且能对售出设备使用中的作业率、利用率、维修及时率等情况了如指掌。
三一重工生产车间内46米长的智慧大屏
三一重工正是基于海量汇聚的设备大数据发布了“挖掘机指数” ，每个月都要将数据上报国家相关部门，成为政府部门制定宏观政策的依据之一，被称为“中国经济晴雨表”。
记者在智能屏上看到，入网设备总数为78.5万台，当日实时在线设备数量24.99万台。“相较于去年年底，现在车间已经忙碌起来。3月产能相对1月份大幅提升。”上述业内人士表示，但现在肯定不是生产最高峰状态，去年最高月产达到将近800台。
日夜运转的高机工业园
3月21日，记者冒雨赶赴中联重科望城工业园，这里主要生产工程机械的一个细分品类高空作业机械（以下简称高机）。
位于长沙市的中联重科望科工业园
进入园区，记者发现职工正排着长队进行核酸检测。中联重科智能高空作业机械公司副总经理王建表示，虽然园区要求进行全员检测，但这里并不处于长沙新冠肺炎疫情的管控中心，“生产没有受到影响”。
记者跟随王建来到剪叉式高机车间，生产线上布满了焊接机器人、AGV（自动导引运输车），RGV（有轨制导车辆）、空中EMS输送线等设备，生产工序以自动智能为主。
中联生产车间内部用于产线物流配送的RGV有轨制导车辆
王建透露，因为高机是近年销售增速最快的工程机械品种，海内外市场同时爆发，导致目前产能严重不足，“我们正在通过人员招聘和技改投入增加产能”。
中联重科望城工业园生产线日夜运转
王建介绍，目前这个车间采用一班制，正在进行一些调整，4月份产能将在现有基础上增长70%。产销两旺之下，王建表示，今年的目标产值要比去年翻一番。
中联望城工业园的高机生产线
记者看到，工厂的东北角堆满已经打包好的剪叉式高机，王建低头看了看包装上标签说，这都是销往巴西的产品。目前，中联重科智能高机的海外订单已达4亿多元。
国内市场方面，王建说，华南、华东市场持续扩张，西北区域，尤其是新疆等地开年以来对高机需求大增，一季度订单量已经超过去年全年。
走到厂房门外，一辆辆等待产品装车的物流卡车，已经排到了园区门口。因为国内外市场需求大增，物流不得不日夜转运。王建说，这条生产线将很快迁往中联重科智慧产业城，同时新增两条产线，“这样，产能的问题就可解决了”。
基建拉动全年“前低后高”
工程机械下游主要是基建、房地产、矿山等，需求占比分别为45%、 20%、20%。从短期逻辑来看，工程机械受基建投资的影响最大。
三一重工董事长向文波预测，2022年也许将成为工程机械行业比较好的一年，“去年年底，中央经济工作会议明确提出适度超前开展基础设施投资，对工程机械行业来说将是非常重大的机遇。”
再加上今年GDP增长的目标是5.5%，受访企业人士普遍认为，全年“稳增长”的政策已经非常清晰。
那么，对企业而言，“适度超前的基建投资”启动进度如何，又将何时传导至工程机械行业？
“开年以来开工率每周节节高升，甚至好于去年”，三一重工董秘蔡盛林表示，目前挖掘机的开工率已经高于70%。
但是，由于最近新冠肺炎疫情反复，部分区域因为防疫政策趋严，导致开工率有所下降。多位企业人士向记者表示，如2020年一样，基建投资拉动起来的需求，疫情只能将其延后，而不会消失，这也是行业全年“前低后高”走势的底层逻辑。
“总的来说，目前基建开工数据与适度超前的政策相匹配”，蔡盛林说，行业热度正在升温，“一锅水已经在烧了”。
回看2020年行业曲线，彼时疫情在3月份得到控制后，工程机械设备补偿性需求释放，国家基建投资持续加码，全年行业增速达到30%，成为工程机械行业“大年”。
徐工机械人士向记者表示，重大项目投资清单公布之后，还要经历项目规划、资金筹措等阶段，“只有进入招投标环节才会购买工程机械，目前还看不出基建投资对销售有太大的拉动作用。”
考虑受疫情防控影响，蔡盛林认为，上述传导的时间需要大概1个月到1个季度之间，如果开工率继续上升的话，最快第二季度工程机械会逐步进入销售旺季。
“今年总体我们感觉行业景气度还行”，徐工机械上述人士介绍，今年公司销售可能会出现结构性变化：目前挖掘机、搅拌车、起重机械销售情况一般，但起重机械、压实机械、路面机械、消防机械的销售增长还不错，尤其值得一提的，就是高空作业平台业务每年都实现了翻番增长，“再加上出口情况大幅改善，我们认为今年销售增长可以预期。”
海外市场值得期待
海外市场是工程机械行业去年下半年以来的结构性亮点。数据显示，去年挖掘机出口销量6.84万台，同比增长97%。今年开年，相比内销，出口仍保持高增长态势。
“1~2月份的出口数据超预期。”蔡盛林说，更好的现象是，今年国际出口毛利率已经高于国内，“这说明出口工程机械竞争力大幅增加，并开始进军全球中高端市场。”
徐工机械今年出口业务表现同样优秀。在此之前，徐工机械出口的主要市场是“一带一路”国家，占比达到65%~70%左右。如今出口业务也出现了新变化，欧美市场销售增长成为新的看点。
去年10月19日，徐工机械公告，拟出资9900万美元设立徐工美国公司及其下属子公司。“美国是工程机械销售额最大的市场，也是徐工志在必得的市场。”
“欧美国家也在大力搞基建，”徐工机械人士强调说，目前公司围绕开拓美国市场做了很多工作，“现在我们也拿到了一些订单，未来两三年我们都觉得欧美是不错的市场。”
蔡盛林认为，近年工程机械行业国际化进程加速的原因有三点：一是国内市场格局已经相对稳固，海外的市场拓展空间较大，比如三一重工的挖掘机在海外市占率6%左右，还有很多的空间可以提升；二是，全球主要国家大多因为疫情推出了刺激政策，增加了海外市场需求；三是中国的工程机械具备良好成本优势，品牌也逐步得到全球市场认可，产品国际竞争力大幅提升。
“工程机械头部企业目前的主战略基本上都是向海外特别是欧美市场聚焦，所以海外行情的持续性可以期待。”蔡盛林表示，近年，三一重工欧美市场出口增速每年都高于100%。
根据目前三一重工海外营收增速，市场预计2022年公司国际业务占总营收比例将突破30%。
那么海外市场能成为工程机械行业发展的决定性因素吗？向文波认为，“工程机械企业可以通过国际化对冲国内市场周期性调整的影响。”
蔡盛林也表示，海外市场在这一轮经济周期里面起到了比较好的“托底效应”，也是公司未来计划深耕的区域，“但当行业周期往上走的时候，因为需求总量庞大，国内仍然会是我们最重要的市场。”
电动化带来增量逻辑
工程机械行业的周期性，还体现在产品更新换代跨度较长。工程机械产品更新周期一般在8~10年，2016年~2021年行业高速增长，是因为除基建、房产的增量逻辑外还叠加了产品更换的存量逻辑。但在换代高峰过去后的5~10年，工程机械企业该怎么去应对换机低谷期，兑现行业的长期发展逻辑？
答案是电动化。三一重工人士甚至认为，电动化趋势已在眼前，不能仅视为长期逻辑。“电动化战略是我们今年的重要部署”，蔡盛林介绍，预计2022年电动化机械产品比例将占到公司整体销售的5%左右。
从电动化率较高的工程车辆产品来看。根据市场预测，2025年工程车辆电动化渗透率将达到25%，以整个行业保有量来测算，2022年~2025年板块累计总规模将达2500亿元~3000亿元之间。另外，值得关注的是，挖掘机产品电动化也在加快进程。
“大家已经普遍认识并接受电动机械产品”，徐工机械人士向记者表示，现在有些区域、工厂开始集中采购新能源机械，“他们有替换的需求，我们也有更新的动力。从中长期来看，这是个很明显的趋势。”
三一重工人士认为，电动化还不仅仅是换代的存量逻辑，同样会带来增量市场。一方面电动化产品价格更高，以混凝土搅拌车为例，电动产品毛利率高出传统产品10%以上，价值提升将带动行业体量的扩张；另一方面，随着电动化、数字化的行业渗透，工程机械产品将更加多元化、智能化，适用人群增加，并应用于更多场景。
如近两年增速最快的高空作业机械，因为电动化与智能化趋势，而能运用于更多除基建与房产外的领域，比如装饰、广告等，从而导致需求大增，市场容量快速增长。
对于工程机械行业的周期性，蔡盛林认为，跟上一轮周期相比，行业本次不会产生“深V”走势。因为现在行业需求多元化，从比较依赖房地产开始转向基建、市政建设、环保、矿山、农田、水利等多领域，应用场景大幅增加，“加上海外市场托底，周期走势应该是平滑的圆弧底”。
一位匿名企业人士向记者表示，从短、中、长三方面逻辑来看，工程机械行业基本面并未出现“塌方式”危机，企业正在通过多种方式找到新的增长空间，平滑周期曲线，“二级市场工程机械行业目前走势更多是情绪化的博弈，并未真正反映行业价值。”他认为，投资工程机械行业的正确方法是：在充分了解行业、企业后，做一个长期主义者。
配稿：AB面“互搏”工程机械如何打破周期魔咒？
记者采访多位业内人士和专家发现，工程机械行业正面临AB面互搏的局面：一方面，销量下滑和作业量上升并存，但行业需求边际改善预期整体升温；另一方面，适度超前开展基础设施投资的进度也被部分市场人士认为存在稍稍延期的可能，叠加提振工程机械产品需求存在滞后性，有被采访者认为，机械行业依然处在下行期。
这折射出工程机械行业的周期之痛，倒逼头部企业打开熨平周期的“战略工具箱”，向电动化、国际化或多元化寻求增量。如何打破周期魔咒，将拷问所有工程机械参与者的智慧。
详情可见：https://t.cn/A66O2qSn
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（一）
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。
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钢结构件应力和探伤
严重的钢结构件安全事故会造成生命、财产损失。监测钢结构件应力判断损伤趋势才能有效预防事故发生。应力监测和探伤是包括大型设备在内的钢结构件安全监测的重要内容。
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，监测桥梁钢结构件应力变化，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、功耗低等优势。采用国创智能微磁基础传感器测量金属材料的内应力，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，而塔筒并未出现严重倾斜，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，其核心部件为国创智能微磁基础传感器。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，应用于诸如桥梁主体垮塌事故、桥梁悬索和拉索断裂事故、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。
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。
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钢结构件应力和探伤
严重的钢结构件安全事故会造成生命、财产损失。监测钢结构件应力判断损伤趋势才能有效预防事故发生。应力监测和探伤是包括大型设备在内的钢结构件安全监测的重要内容。
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，监测桥梁钢结构件应力变化，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、功耗低等优势。采用国创智能微磁基础传感器测量金属材料的内应力，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，而塔筒并未出现严重倾斜，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，其核心部件为国创智能微磁基础传感器。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，应用于诸如桥梁主体垮塌事故、桥梁悬索和拉索断裂事故、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。
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