鋼絲繩芯輸送帶在線檢測系統(tǒng)與便攜式X射線探傷儀的配合使用

摘要：鋼絲繩芯輸送帶是煤礦膠帶輸送機主要組成部分，輸送帶的完好狀況直接關系著煤礦的生產(chǎn)、安全，而確定鋼絲繩芯輸送帶完好狀況的最重要因素是鋼絲繩芯的完好狀況。文章結合使用的鋼絲繩芯輸送帶在線檢測系統(tǒng)及便攜式X射線探傷儀的實際經(jīng)驗，對兩種探傷設備的配合使用進行簡要分析。

關鍵詞：鋼絲繩芯輸送帶；在線檢測系統(tǒng)；X射線探傷儀；斷帶；斷芯

中圖分類號：TD608 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）27-0092-02

車集煤礦26一部強力膠帶輸送機型號為DTL100/70/4

×315，輸送量700T/h，輸送機全長980m，巷道傾角15.6°，帶速3.15m/s；使用ST2500鋼絲繩芯輸送帶，全長2036m；ST2500鋼絲繩芯輸送帶（1000mm寬）鋼絲繩直徑Φ7.5mm，鋼絲繩間距15mm，鋼絲繩根數(shù)64根，上覆蓋層厚度8mm，下覆蓋層厚度6mm。

目前國內(nèi)對強力輸送帶內(nèi)的鋼絲芯檢測技術主要有基于電磁原理和基于X射線透視觀察兩種方法。前者的基于原理是對運行中的輸送帶內(nèi)鋼繩芯進行加磁，加磁后的鋼繩芯具有磁性，但在斷頭損傷處漏磁嚴重，此種情況的運輸帶通過傳感器時會被基于電磁感應原理的探頭檢測到，探頭以檢測到的信號強度來檢測損傷程度。

1 使用背景

由于26一部強力膠帶輸送機運行坡度大且貨量大、設備運行時間長，而鋼絲繩芯輸送帶斷帶事故在其他單位已多次發(fā)生，所以26一部強力膠帶輸送機輸送帶的完好狀況一直是礦上關注的重點。為此配備了便攜式X射線探傷儀，但是便攜式X射線探傷儀存在探傷速度慢、需停機探傷等不足，在以往的探傷過程中只對膠帶接頭區(qū)進行定性探傷而沒有對非接頭區(qū)進行探測，對膠帶的更換也只是簡單地根據(jù)膠帶厚度的變化及使用年限，既無法確定膠帶的完好狀況，又不能最大程度地利用膠帶?！睹旱V安全質(zhì)量標準化基本要求及評分辦法（試行）》機電部分要求鋼絲繩芯帶式輸送機應有鋼絲繩芯及接頭狀態(tài)檢測裝備，結合實際，我礦在26一部強力膠帶輸送機上安裝了一套洛陽TCK鋼絲繩檢測技術有限公司生產(chǎn)的鋼絲繩芯輸送帶在線檢測系統(tǒng)。

2 鋼絲繩芯輸送帶X光機在線檢測裝置的測試原理及應用

測試原理。CPU主控電路采用最新PWM中頻脈寬調(diào)制技術，管電壓、管電流通過采樣電路反饋作高精度閉環(huán)控制，實現(xiàn)高壓驅(qū)動及高壓發(fā)生裝置自動控制，同時CPU主控電路驅(qū)動燈絲工作，燈絲加熱后產(chǎn)生電子束，在高壓電場作用下高速撞擊陽極鎢靶，產(chǎn)生X射線。

具體原理如下：在X射線照射下，每個接收傳感元件模塊中有64個硅光二極管，每個硅光二極管產(chǎn)生一路非常微弱的電流信號，采用一個大規(guī)模集成芯片（ASIC）對這些信號進行積分放大。ASIC芯片中包含有64個靈敏放大器和一個乘法器，并把放大后的信號反饋給一個14bit的A/D轉(zhuǎn)換器；一個接收傳感元件模塊除大規(guī)模集成芯片（ASIC）外，還有一個邏輯控制器（FPGA）。該邏輯控制器為模塊提供中央智能控制，為系統(tǒng)運行提供時序及控制信號。數(shù)據(jù)信號和控制信號的傳輸，由40路的總線電纜實現(xiàn)。它將多組接收傳感元件模塊連接到一起，并與信號處理板連接。第一個模塊扮演了主板的角色，模塊首尾相連，以確保所有的模塊都是同步的。經(jīng)Rs485接口連接，主板把所有模塊的圖像數(shù)據(jù)傳輸至信號處理板。除此之外。主板還從信號處理板傳輸控制信號至子模塊上。通訊連接采用Rs485差分傳輸（多線程Rs422），可以獲得5MB/s的傳輸和接收速率。

3 工作原理

TCK鋼絲繩芯輸送帶在線檢測系統(tǒng)，首先，對鋼絲繩因損傷引起的外形變化進行磁規(guī)劃整形，使檢測組件能順利對鋼絲繩進行檢測。其次，檢測組件準確地檢測到鋼絲繩的各種參數(shù)，這些參數(shù)通過有線或無線中轉(zhuǎn)設備傳輸?shù)街骺卣?，由主控站進行綜合分析，最后，通過現(xiàn)實終端以人機較為容易理解的界面顯示出來。通過報警指示和執(zhí)行組件完成安全保護功能。

TCK鋼絲繩芯輸送帶在線檢測系統(tǒng)采用弱磁檢測技術，該技術是基于“空間磁場矢量合成”，采用寬距、非接觸式弱磁能勢感應裝置，通過提取已施加磁載的鐵磁性材料上弱磁能勢分布差異信息，完成定位、定性和定量識別鋼絲繩內(nèi)外部各種缺陷的創(chuàng)新性電磁無損檢測技術。便攜式X射線探傷儀利用X射線穿透能力強，通過X射線發(fā)生器對面的數(shù)據(jù)接收器將接收到的輻射信號轉(zhuǎn)換為電信號并在顯示屏上擴張顯示。具有很高的檢測靈敏度，且能直觀地顯示出斷芯的形狀、大小等信息。

4 配合使用研究

TCK鋼絲繩芯輸送帶在線檢測系統(tǒng)檢測的數(shù)據(jù)顯示，26一部強力膠帶輸送機1#接頭后方6.6m、寬幅500～600mm位置存在4根斷芯，1#接頭后方6.7m、寬幅600～700mm、800～900mm位置各存在4根斷芯，2#接頭后方132.6m、寬幅400～500mm位置存在4根斷芯，4#接頭鋼絲繩抽動量較大，其他接頭均顯示正常。

鑒于X射線探傷儀探傷的直觀性、準確性，我隊使用便攜式X射線探傷儀對TCK鋼絲繩芯輸送帶在線檢測系統(tǒng)檢測的以上數(shù)據(jù)進行驗證，通過現(xiàn)場驗證證實TCK鋼絲繩芯輸送帶在線檢測系統(tǒng)在非接頭區(qū)檢測的數(shù)據(jù)真實、準確。因接頭區(qū)鋼絲繩均為“斷芯”狀態(tài)，受工作原理影響，TCK鋼絲繩芯輸送帶檢測系統(tǒng)無法判斷接頭區(qū)的斷絲情況。在使用便攜式X射線探傷儀對接頭進行探傷時發(fā)現(xiàn)，4#接頭存在10根斷芯，其他接頭均沒有斷芯，通過對不同接頭檢測數(shù)據(jù)分析對比我們發(fā)現(xiàn)，凡接頭區(qū)出現(xiàn)抽動現(xiàn)象的均存在斷芯，抽動量越大斷芯越多。

因此，使用在線檢測系統(tǒng)與X射線探傷儀配合，正常情況下使用在線檢測系統(tǒng)對非接頭區(qū)的斷芯情況及接頭區(qū)鋼絲繩抽動情況進行實時在線檢測，當接頭區(qū)鋼絲繩抽動量較大時再使用X射線探傷儀進行探傷。通過兩種設備的配合使用，實現(xiàn)了鋼絲繩芯輸送帶的實時在線檢測；實現(xiàn)了輸送帶在生產(chǎn)運行過程中始終處于安全受控的檢測狀態(tài)，從根本上避免斷帶事故的發(fā)生，確保安全；在生產(chǎn)的同時完成檢測，使生產(chǎn)、檢測兩個流程合并成一個工作流程，減少一個工作環(huán)節(jié)，增加有效作業(yè)時間，提高產(chǎn)能；減少專門用于輸送帶檢測的設備空轉(zhuǎn)能耗，節(jié)能降耗效果顯著；輸送帶接頭抽動、位移、斷芯等各種損傷的快捷精準定位，為維修輸送帶提供準確依據(jù)，提高了輸送帶的使用壽命；避免了長時間接觸X射線對身體造成的損傷。鋼絲繩芯輸送帶是煤礦膠帶輸送機主要組成部分，輸送帶的完好狀況直接關系著煤礦的生產(chǎn)、安全，而確定鋼絲繩芯輸送帶完好狀況的最重要因素是鋼絲繩芯的完好狀況。

作者簡介：沈小山（1988-），安徽潁上人，供職于河南能源化工集團車集煤礦機電二隊，研究方向：煤礦機電及自

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