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中国技术“把脉”世界特种设备生命线

2016-11-28 08:30 来源:科技日报  我有话说
2016-11-28 08:30:40来源:科技日报作者:责任编辑:袁晴

  文·本报记者 刘 莉

  当谈判临近尾声,瑞士pizol索道公司提出了一项“意外”的要求——去掉产品上的中国标识、品牌LOGO和孙悟空形象。一言蔽之,让人看不出这套索道钢丝在线检测设备来自中国。

  面对无理要求,洛阳威尔若普检测技术有限公司董事长窦柏林的回答是“NO”——“如果您能找到更好的技术,可以不用中国的。”

  窦柏林的底气来自30年自主研发的经历,来自42个国家用户的市场检验。

  2016年10月,来自中国洛阳的TCK.W钢丝绳检测系统,安装到了瑞士pizol索道和奥地利mellau索道。这项完全由中国人自主研发的检测技术,满足欧盟索道指令的全部要求,而且比欧盟钢丝绳检测标准的要求做得更好。

  平静下的命悬一“线”

  钢丝绳,一种高度危险的关键构件。在矿山、石油、港口、钢铁冶金等众多行业的用量非常大,是起重机、电梯、索道及各类大型提升运输设备的“生命线”。

  但是令人尴尬的是,在科技高度发展的今天,全球钢丝绳的安全监管却长期处于“重视但缺少技术手段”的尴尬状态。世界各国对钢丝绳的安全检测,仍主要采用“眼睛看、卡尺量”等落后的人工方法。这样导致的结果是安全隐患容易被漏掉、检测成本高、浪费严重。许多看似平静安全的工作场景中,隐藏着随时发作的危险。

  同煤集团云冈矿机电工程师杨步忠介绍说,“《国家煤矿安全规程》规定,提升钢丝绳应每日检查一次。检查时主要依靠眼看、手摸、卡尺量。以我们矿为例:每年仅检查副井提升机钢丝绳,设备空运行就消耗19.2万kw·h的电能,多支出电费13.82万元;其次,人工查绳每天要耗时40分钟。”

  美国劳工部曾对8000家钢丝绳用户进行了调查,结论是:有10%的在用钢丝绳强度损耗超过15%,处于“危险状态”;另有2%的在用钢丝绳强度损耗超过30%,处于“极度危险状态”。该项调查还表明:有70%被强制更换的钢丝绳“很少或基本上没有强度损耗”,浪费巨大。

  两代人“接力”弱磁检测

  创造中国人自己的钢丝绳检测技术,源于窦毓棠、窦柏林父子两代人的共同梦想。

  窦毓棠生前曾担任国家第一机械工业部矿山机械研究院总工程师,深知钢丝绳无损探伤是一道困扰世界的百年难题。1984年窦毓棠离休后,获国家自然科学基金资助,在之后20年漫长的研究工作中,他默默忍受一次又一次痛苦的失败,艰难探索梦想的顶峰。

  功夫不负有心人。他先后发现了空间磁场矢量态势的变化和运动规律,创立了“空间磁场矢量合成”新原理,发现了“弱磁检测”新方法,发明了“窦氏传感器”新技术。

  为了将年逾八十的老父亲的梦想付诸实现,让中国创造的最先进的弱磁检测技术用于安全生产领域,2004年,窦柏林从北京回到洛阳创业,并邀请不同技术领域的高级工程师,结合最新的计算机软、硬件技术和数模分析技术,将弱磁检测技术进行深度的市场化开发,研制出适用于不同领域的四个种类共计26个规格型号的铁磁性物质无损探伤设备。

  欧美等发达国家研制的强磁探伤设备,虽然也可以检测钢丝绳的部分缺陷,但由于传感器的灵敏度低、分辨能力差、受速度影响、易产生零点漂移等技术缺陷,诞生数十年来很少被用户接受。

  TCK.W的弱磁探伤设备,传感器的灵敏度比前者高出7000倍,重量仅为前者的1/4—1/10,不仅能够定量检测钢丝绳断丝、磨损、锈蚀、疲劳等各种损伤,而且可以准确评估钢丝绳的剩余承载能力和使用寿命。新技术被列入国家火炬计划和安全生产科技发展规划,已获得5项发明专利、9项实用新型专利。

  中国技术“巡诊”世界

  2014年前,窦柏林将自己的产品主要定位于中国的煤炭市场,国内超过80%的矿业集团都购买过他们的产品和服务。52个企事业单位的工程师先后在37个学术期刊上发表应用论文,讨论TCK.W技术为他们实现的巨大价值。

  冀中能源峰峰集团的统计数据显示:往年钢丝绳使用量约1240吨,用绳成本约1050万元。实际上每年由于钢丝绳突发的异常情况而导致的临时换绳占有相当大的比重,初步估算约占1/3,采用TCK.W钢丝绳在线自动监测系统后,每年节约用绳成本约200万元。“弱磁传感器技术市场前景巨大,应用范围广泛。对保障安全生产、减少资源浪费、低碳环保经济意义重大,是一个中国创造的好项目。”工信部软件服务业司司长陈伟在考察TCK.W项目后说。

  TCK.W检测系统的不断进步,使各国用户产生了浓厚的兴趣。2013年新加坡的花柏山索道,第一次使用TCK.W系统对钢丝绳进行在线自动监测,取得了良好的应用效果。2015年新建成的圣淘沙索道,再次采购TCK.W设备,调试中就检测出瑞士产的新钢丝绳上存在7处损伤,并得到全部验证。“TCK.W是很好的检测系统,为我们索道的安全运行提供了科学保障。”圣淘沙缆车公司总工Johnson说。新加坡用户的示范效应,加速了TCK.W进军欧美索道市场的前进步伐,使中国创造技术,开始走向欧洲的高端索道市场。

  2016年10月,瑞士Pizol索道和奥地利Mellau索道安装TCK.W系统,调试中即发现两条索道的钢丝绳均存在多处断丝缺陷。德国TUV 检测实验室专家立即检查、逐一证明了检测结果的正确性。该实验室Auer博士感慨:TCK.W的检测技术极具创新,在欧洲具有非常广阔的市场。

  目前全球已有42个国家和地区的2200家用户接受了TCK.W的产品和服务。窦柏林和同事们靠自主创新的核心技术,让中国创造走出了国门。

[责任编辑:袁晴]

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