螺栓松动报警怎么检测？在线监测

螺栓松动报警怎么检测？在线监测

螺栓松了没人发现，轻则设备异响，重则酿成事故。传统的定期巡检靠人眼看、手摸，既累又容易漏。现在有了螺栓松动在线监测技术，螺栓一松就报警，风电、桥梁、化工设备都在用。今天讲讲螺栓松动在线监测的原理和方法。

螺栓松动监测的原理

螺栓松动本质是预紧力下降。监测螺栓松动，核心就是监测预紧力或者能反映预紧力变化的物理量。常用的原理有几条线：

一是超声波测力。超声波在螺栓中的传播时间和螺栓应力相关，应力变化会引起声时变化。超声传感器贴在螺栓端面，通过测量声时差计算预紧力，预紧力下降超过阈值就报警。

二是应变测量。在螺栓杆部或垫圈上贴应变片，预紧力变化引起应变变化，通过应变推算预紧力。

三是压电传感。利用压电材料的力-电转换特性，做成智能垫圈，螺栓压紧力变化时输出电信号变化。

四是振动特征监测。螺栓松动后结构固有频率、阻尼发生变化，通过分析设备振动信号间接判断螺栓状态。

智能垫圈和智能螺栓

目前工程上用得比较多的是智能垫圈和智能螺栓。

智能垫圈是把传感元件集成在垫圈里，代替普通垫圈装在螺栓连接处，测量垫圈承受的压紧力。优点是不改变螺栓本身，旧设备也能改造加装。

智能螺栓是螺栓杆部集成了传感元件，直接测量螺栓受力。精度高，但成本也高，适合关键部位。

这两种产品都能把数据无线传输到监测平台，手机或电脑上实时查看每颗螺栓的预紧力状态，报警信息直接推送到责任人。

在线监测系统的构成

一套完整的螺栓松动在线监测系统包括：传感端、采集端、传输端、平台端。

传感端把力学信号变成电信号，采集端定时读取数据，通过无线网络传给平台，平台展示趋势、设置阈值、发出报警。一般还能和历史数据对比，发现缓慢松动趋势，提前预警。

什么时候值得上在线监测

在线监测有成本，不是所有螺栓都值得装。适合的场合：一是关键安全螺栓，比如风电塔筒、桥梁吊索锚固、游乐设施、化工高压设备；二是人工巡检困难的部位，比如高空、密闭空间；三是预紧力容易衰减的工况，比如高温、振动、冲击环境。

普通设备上的普通螺栓，定期巡检加扭矩抽检就够了，不必花钱上在线监测。把有限的预算用在风险最高的螺栓上，是工程上最合理的做法。

在线监测的经济性

螺栓松动在线监测不是所有设备都值得上：传感器和系统有成本，一般用在"松了就会出大事"的关键部位——大型旋转设备、桥梁关键节点、风电塔筒法兰、压力容器法兰。判断标准：松动后果严重、巡检够不到、松动发生频繁的部位，上在线监测最划算。普通设备靠定期巡检+标记检查就够。另外，监测数据要有分析，装了系统不看数据等于白装。先从试点部位做起，验证效果后再推广。

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