微特技術有限公司鋼絲繩安全“守護者”WT—鋼絲繩自動監測系統

供稿/微特技術有限公司 李 彬 高 田

采編/鄒鐵漢 張韋微

2020年，微特技術有限公司（以下簡稱微特技術）正式被認定為國家重點專精特新小巨人企業。微特技術用20年時間，從一個小微企業，成長為國內大型起重機安全解決方案的首選品牌?！皩＞匦隆彼膫€字凝結著微特人追求產業之專、品質之精、創新之特的不懈努力。20年來，微特技術篤定信念，始終專注于起重設備安全管理領域的研究，不斷引領行業向起重設備故障診斷、大數據管理、全生命周期監測服務、智能化吊裝生態系統方向發展，為推動國內起重安全管理領域的發展做出了貢獻。

長期以來，鋼絲繩的使用和管理始終是各企業設備管理的難點，因鋼絲繩斷裂造成的事故屢見不鮮，而每一次事故都伴隨著財產損失和人員傷亡等嚴重后果。目前，肉眼看、卡尺量等依然是普遍使用的鋼絲繩檢測手段，檢測技術與用戶的安全管理需求之間存在著巨大的鴻溝。微特技術推出的鋼絲繩在線自動監測（Wire Rope Non-Destructive Testing，WRNDT）系統擁有高效、精準、便捷、安全等特點，較好地解決了目前鋼絲繩檢測中的難題。

產品介紹

WRNDT系統是以國際標準鐵磁性理論原理為基礎，運用電磁檢測技術，為實現無人值守實時非接觸在線監測而專業打造的產品?？稍诰€實時、高速自動采集鋼絲繩斷絲、疲勞、銹蝕、磨損等損傷信息，并通過算法對采集的大數據進行分析處理，形成鋼絲繩損傷處損傷程度、傷點準確定位、電磁波形曲線等檢測報告，實現鋼絲繩缺陷檢測的定量化進而可視化。WRNDT系統體積更小、功耗更低、安裝使用更加方便，不僅在起重機中使用，且在電梯、索道、橋梁懸索等領域也有著廣闊的市場。

WRNDT系統的核心設備是微特技術全新一代鋼絲繩探傷儀，該探傷儀是以自主知識產權、自主商業化生產的磁傳感器為核心，以國際標準磁記憶探傷原理為基礎專業打造的產品。其PT量級靈敏度與目前市面上MT量級靈敏度的鋼絲繩探傷儀相比，提高上百萬倍。對于Φ5～Φ50 mm 各種規格的鋼絲繩，可快速檢測出1根斷絲，甚至敲擊痕跡亦可輕松識別，且不需要使用勵磁裝置，從而避免了長時間使用過程中由于吸附金屬粉末和碎屑導致的性能下降。

數學模型

數字仿真

仿真波形

技術概括

磁記憶探傷隸屬無損探傷領域，是X射線、超聲波、磁粉、渦流、γ射線、滲透(熒光、著色)、磁記憶、漏磁等諸多物理探傷方法中的一類，是一種利用金屬磁記憶效應來檢測金屬材料零部件應力集中、裂紋和劃痕、銹蝕的快速無損檢測方法。WRNDT系統利用磁記憶無損探傷可高速、靈敏地實時采集、記錄、存儲鋼絲繩的局部缺陷，并以圖形化界面實時展示檢測結果。

金屬磁記憶效應是指：鐵磁性金屬材料在加工和運行時，由于受載荷和地磁場共同作用，在應力和變形集中區域會發生具有磁致伸縮性質的磁疇組織定向和不可逆的重新取向，這種磁狀態的不可逆變化在工作載荷消除后不僅會保留，且與最大作用應力有關。金屬構件表面的這種磁狀態記憶著微觀缺陷或應力集中的位置，即為磁記憶效應。當處于地磁場環境中的鐵磁性構件受到外部載荷作用時，在應力集中區域會產生具有磁致伸縮性質的磁疇組織定向和不可逆的重新取向，該部位會出現磁疇的固定節點，產生磁極，形成退磁場，從而使該部位鐵磁金屬的導磁率最小，在金屬表面形成漏磁場。該漏磁場強度的切向分量Hpx具有最大值，而法向分量Hpy改變符號并具有零值。這種磁狀態的不可逆變化在工作載荷消除后依然保留記憶下來。

WRNDT系統是基于金屬磁記憶效應的基本原理制作的檢測儀器，通過記錄垂直于金屬構件表面的磁場強度分量沿某一方向的分布情況，可對構件的應力集中程度以及是否存在微觀缺陷進行評價，能對鐵磁性金屬構件內部的應力集中區，即微觀缺陷和早期失效及損傷等進行診斷，防止突發性的疲勞損傷。

創新點

1）結構創新

WRNDT系統在設計上遵循形式追隨功能的設計理念，摒棄一切不必要的造型設計，在保證功能完善的前提下盡可能做到極簡設計，安裝使用方便；造型簡潔大氣、同時給人以安全可靠的印象，符合其安全監測工業產品定位；全鋁合金材料的使用在有效保證磁傳感器功能的情況下減輕了產品自重，方便安裝的同時形成自身屏蔽，極大地減少了外界電磁場等干擾，保證了檢測結果的準確性及可靠性。

由于獨特的檢測方式和全新的工業設計，WRNDT系統相比于傳統檢測方式更加便捷高效：

·不需要專門的磁化裝置；

·不需要對表面進行清潔處理；

·不需要采用耦合技術；

·可快速、準確檢測出應力集中部位；

·既可檢測出現有缺陷，亦可根據內應力變化預測未來將會發生的缺陷。

2）算法創新

鋼絲繩在線檢測的主流算法有2種：小波變換和參數自適應陷波濾波算法。實驗表明小波變換雖然可以一定程度抑制股波信號，但效果并不明顯，而參數自適應陷波濾波算法在抑制股波信號的同時也會使缺陷信號發生畸變。WRNDT系統的算法開創性地采用預處理和后處理2階段的方法。在預處理階段，使用多通道信號融合的原理來確定所有的漏磁信號中的豐富信息，先通過用滑動平均法對多路信號進行均衡化，使信號處于同一基準線；再對均衡化后的多路信號進行放大，提高了分辨率，進而更好地區分缺陷。在后處理階段，通過對預處理后的數據進行線檢測，消除基線漂移和小波去噪，而后對處理之后的信號進行運算，實現對檢測的決策。

功能特點

1）工作效率高

WRNDT系統可實時在線檢測鋼絲繩內外部狀態，且配套設備體積更小、功耗更低、安裝使用更加方便。與傳統人工目視耗時耗力且無法檢測鋼絲繩內部缺陷相比更加安全高效。

2）檢測精度高

運用金屬磁記憶效應技術在線實時、高速自動采集鋼絲繩斷絲、疲勞、銹蝕、磨損等損傷信息，捻距斷絲數量誤差可小于1絲，損傷點定位準確率可大于95%。

3）損傷可視化

鋼絲繩檢測軟件提供設備概覽、設備檢測、歷史查詢、檢測報告、標定設置以及系統設置界面，可實時顯示鋼絲繩狀態波形，定量分析鋼絲繩損傷程度，精準定位損傷位置，根據不同損傷程度顯示報警信號，并提供檢測報告以及查詢歷史記錄功能，鋼絲繩狀態一目了然。

微特技術研發的WRNDT系統已申請多項專利，產品高效、精準、便捷、安全的特點適用于港口、船舶、路橋、索道、鋼廠、吊裝、工地、石油等行業。在鐵路建設的門式起重機安全維護中，該系統及時發現鋼絲繩損傷，保障了企業安全生產，解除了因鋼絲繩的耗損帶來的安全和財產隱患。

隨著這項系統應用于不同的行業，也將大大提升相關企業的維護管理水平，減少非必要的停工停產和經濟損失，保證生產順利安全高效地進行。

WRNDT系統應用于某項目龍門起重機