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    在線安全監(jiān)測的小紐扣

    來源:上海朝輝壓力儀器有限公司   2023年11月23日 15:36  
      小身材 大作用
     
      --淺析軸力安全監(jiān)測
     
      上海朝輝壓力儀器有限公司
     
      傳感器在各行各業(yè)應(yīng)用的非常多,滿足了設(shè)備生產(chǎn)、建筑物監(jiān)測、介質(zhì)檢測、運行監(jiān)控等多種需求,是數(shù)據(jù)生產(chǎn)的核心工業(yè)品。
     
      而因為螺栓的松動、脫落造成的事故卻屢見不鮮:
     
      2010年6月29日16時45分深圳東部華僑城“太空迷航”娛樂設(shè)施的太空艙垮塌,造成6人死亡,10人受傷,事故原因是有一顆螺栓松動。
     
      2010年12月14日,深圳地鐵1號線國貿(mào)站5號手扶電梯突然由上行倒轉(zhuǎn),致使25名乘客受傷。事故原因是扶梯主機固定螺栓松脫,其中1個被切斷,令主機支座移位,驅(qū)動鏈條脫離鏈輪,在乘客重量的作用下,上行的扶梯下滑。
     
      2021年,美國渡輪“Wenatchee”號在大修后發(fā)生嚴重主機故障,美國國家運輸安全委員會(NTSB)出具了一份報告。一個顆擰緊的螺栓突然松動,主機上的一根連桿和半個活塞甩出檢修孔,從而引發(fā)了火災(zāi)。螺栓松動的原因是大修期間扭矩不足導致的,導致活塞襯套無法與曲軸校準,失去潤滑,從而導致過熱及軸承失靈。在極端力的作用下,連桿松動,并通過檢修口彈出,氣體從曲軸箱中噴出,引發(fā)了火災(zāi),造成380萬美元的損失。
     
      2023年4月,一起油缸螺栓掉落導致的安全事故在某機械加工廠發(fā)生。當時工人在操作壓力機時,突然聽到了一聲巨響,隨后發(fā)現(xiàn)油缸在運動中突然停止,機器無法正常運轉(zhuǎn)。經(jīng)過檢查,發(fā)現(xiàn)是油缸上的一個螺栓掉落了,導致油缸和機器失去了支撐。雖然沒有造成人員傷亡,但損失慘重。
     
      隨著各類安全事故的頻繁曝光,各種設(shè)施對安全監(jiān)測的需求越來越多,也越來越高,傳感器在其中當然功不可沒。但是很多安全監(jiān)測、PHM(Prognostics & Health Mangement故障預(yù)測與健康管理)都著重于電、氣、重要結(jié)構(gòu)等裝置,往往底層設(shè)施或者結(jié)構(gòu)件被忽略,其實結(jié)構(gòu)安全越基礎(chǔ)越重要,所謂“千里之堤毀于蟻穴”,就好比螺栓,是所有結(jié)構(gòu)件的核心緊固件,對于它的檢測、監(jiān)測需要更有針對性的方案。
     
      螺栓是利用物體的斜面圓形旋轉(zhuǎn)和摩擦力,循序漸進緊固器物的機件,因此螺栓緊固與否很大程度,在于和固定物的螺紋區(qū)域嚙合是否緊密,但是這個緊密的“關(guān)系”還是會分手。不管是螺栓螺母,還是被固定的材料,表面大都是硬的,不會彼此遷就,而機械的工作狀態(tài)大多是帶有重復性的運動,有的運動還伴隨著劇烈的振動和沖擊。在頻繁的振動下,原本緊密咬合的螺紋,就會產(chǎn)生微小的縫隙甚至變形,積累到一定程度,就會導致細微的位移和自旋隨著時間的推移就會造成松動。
     
      傳統(tǒng)的方法就是使用扭力扳手測量螺栓的預(yù)緊力或者張力,由人工進行逐一測試,但是由于螺栓的數(shù)量往往很多,單純使用人力測試非常繁瑣和吃力,且容易遺漏。而使用超聲波的方式進行檢測,不僅需要對螺栓表面的凸起文字進行打磨,且還需要涂抹耦合劑,日常操作比較繁瑣。
     
      “智能軸力檢測預(yù)警系統(tǒng)”是全新一代的螺栓檢測監(jiān)測系統(tǒng),將探測裝置直接安裝在螺栓頂部,利用高精度的內(nèi)部裝置,直接測量螺栓的微位移,精度達到3μm,無需打磨螺栓,無需其他手段,全天候監(jiān)測,無線或有線數(shù)據(jù)發(fā)送,方便準確。無人值守的設(shè)計,特別適合環(huán)境惡劣、不借助器具人員無法觸及的位置等,起到了很好的監(jiān)測覆蓋功能。配合立體動態(tài)模型或者數(shù)字孿生技術(shù),可以在任何地點和時間,隨時掌握全部結(jié)構(gòu)的螺栓狀態(tài),對安全檢測、風險預(yù)判、事件溯源等需求,起到了重要的參考作用。
     
      除了可以檢測螺栓的緊固力、張力、扭矩、應(yīng)力、變形等參數(shù),以確保螺栓連接的安全性和可靠性,而且其應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛,包括:
     
      結(jié)構(gòu)工程:在建筑、橋梁、塔吊、鋼結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域中,可以用于監(jiān)測緊固螺栓的張力,以確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。
     
      汽車制造:在汽車制造業(yè)中,可以在線檢測引擎部件、懸掛系統(tǒng)、制動系統(tǒng)等螺栓的緊固狀態(tài),以確保汽車的安全性和性能。
     
      航空航天:在飛機、火箭和衛(wèi)星制造中,可用于監(jiān)測關(guān)鍵螺栓的緊固狀態(tài),以確保航空器的安全性和可靠性。
     
      能源領(lǐng)域:應(yīng)用于風力和太陽能發(fā)電設(shè)備中,用于監(jiān)測風力渦輪機和太陽能面板的螺栓連接狀態(tài),監(jiān)測風筒的穩(wěn)定性,以提高設(shè)備的效率和壽命。
     
      鐵路和軌道交通:在火車和地鐵系統(tǒng)中,用于監(jiān)測軌道螺栓的緊固狀態(tài),以確保列車的安全和運行。
     
      制造業(yè):在制造業(yè)中,可用于自動化裝配線,用于監(jiān)測活動裝置中的螺栓連接狀態(tài),以確保產(chǎn)品質(zhì)量和一致性。
     
      壓力容器和管道:在化工工程和石油工業(yè)中,可以用于監(jiān)測壓力容器和管道的螺栓緊固狀態(tài),以確保安全運行。
     
      在需要確保螺栓連接的安全性、可靠性和性能的各種工程和制造應(yīng)用中都有廣泛的用途。通過實時監(jiān)測螺栓狀態(tài),可以預(yù)防螺栓松動、斷裂或過緊等問題,從而提高設(shè)備和結(jié)構(gòu)的安全性和可維護性,也可以根據(jù)微變的趨勢進行風險判斷。
     
      總的來說,“在風險預(yù)警中不僅需要數(shù)學、計算機科學、運籌學、物理、化學、材料科學、工程等各個方面的知識,現(xiàn)場的微變形監(jiān)測也是非常重要的參數(shù),智能軸力檢測預(yù)警系統(tǒng)”則是日常監(jiān)測、PHM系統(tǒng)的重要組成部分,為今天和未來的安全保駕護航。

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