論無損檢測技術(shù)在礦山機械設(shè)備安全檢測中的應(yīng)用

趙永恩

【摘 要】礦山機械安全檢測中使用的無損檢測技術(shù)對礦山設(shè)備的核心位置的安全性評估有著非常重要的作用。定期對設(shè)備進行檢測不但可以避免因為承載部位長時間運行造成的缺陷問題，還可以降低安全事故發(fā)生頻率。因此，在礦山機械安全檢測過程中必須大力推行無損檢測技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】礦山；無損檢測技術(shù)；安全監(jiān)測

【中圖分類號】TD407【文獻標識碼】A

【文章編號】2095-3089（2018）24-0290-01

所謂無損檢測，指的是利用聲、光、磁等特性，在不對被檢測對象進行性能改變的情況下，對被檢測對象中的缺陷存在性進行判斷，如果存在缺陷，可以就此給出缺陷的類別、大小、位置、數(shù)量以及可能造成的危害等，這對準確判定被檢測對象的當前狀態(tài)具有十分重要的意義。此外，更為重要的是，這種檢測技術(shù)可以應(yīng)用到礦山機械設(shè)備的使用中，通過無損檢測，能夠有效的提高礦山管理的水平與整體效益，最大限度的消除故障隱患、提高設(shè)備檢修質(zhì)量，這些工作對于預(yù)防因設(shè)備失效而產(chǎn)生的事故具有十分重要的現(xiàn)實意義?？梢姡鳛橐环N特殊而有效的檢測技術(shù)，無損檢測技術(shù)在礦山設(shè)備的檢測中得到了十分廣泛的應(yīng)用，其重要性正在得到不斷的體現(xiàn)。但是不可否認的是，無損檢測技術(shù)在礦山機械設(shè)備的檢測中還存在有待完善的地方，需要不斷的完善其檢測部位的選擇，明確其缺陷的判定標準，突破現(xiàn)有的局限性，為礦山機械設(shè)備的安全生產(chǎn)提供更加可靠和有效的依據(jù)。本文以此為基礎(chǔ)，對無損檢測技術(shù)在礦山機械設(shè)備中的應(yīng)用問題進行了研究，分析了無損檢測技術(shù)在礦山機械設(shè)備中的應(yīng)用現(xiàn)狀、特點與必要性，闡述了當前廣泛使用的礦山機械設(shè)備無損檢測技術(shù)，最后從多個層面討論了無損檢測技術(shù)在礦山機械設(shè)備中的應(yīng)用。

一、無損檢測技術(shù)的特點

目前，無損檢測診斷技術(shù)已經(jīng)涉及到了很多科學(xué)領(lǐng)域，所使用的技術(shù)方法也很多，不僅有常使用的磁粉、滲透、超聲、射線，還有不常用的激光、聲發(fā)射、紅外線等。無損檢測診斷技術(shù)主要具備以下幾個特點：第一，以不破壞原部件為前提，利用材料固有缺陷發(fā)生的變化現(xiàn)象，通過分析現(xiàn)象判斷構(gòu)件內(nèi)部缺陷。第二，給出多種可以及時準確查詢構(gòu)件缺陷的位置、大小的方法，同時判斷其的危害程度。第三，在礦山設(shè)備維修過重中，不僅可以檢測出其操作是否符合要求，還能對產(chǎn)品質(zhì)量進行實時監(jiān)控。第四，根據(jù)礦山設(shè)備的過煤量，對重要部件進行檢測診斷，同時對其的使用周期進行評估，防止出現(xiàn)因為設(shè)備問題而引發(fā)的安全事故。

二、使用無損檢測診斷技術(shù)的必要性

煤炭行業(yè)高產(chǎn)高效礦井的挖采設(shè)備儀器正在向高強度、大功率、大噸位的方向發(fā)展，每個現(xiàn)代化礦井采煤設(shè)備的價值都高達上億元，所以必須提高礦山設(shè)備的使用率。無損檢測技術(shù)越來越被人們認識和使用，因為其不僅可以直接對正在使用的設(shè)備進行檢測工作，還能夠消除設(shè)備中潛在的隱患。礦山設(shè)備工作環(huán)境很差，煤泥、噪音污染嚴重，并且挖掘現(xiàn)場也非常有限，這些條件都限制了無損檢測技術(shù)對設(shè)備的檢測工作，而井下設(shè)備受力狀況有限，承受載重負荷大，非常容易引發(fā)安全事故。若是使用無損檢測技術(shù)可以提前檢測出失效位置，那么就可以避免此類危險事故的發(fā)生。所以，使用無損檢測技術(shù)在預(yù)防設(shè)備失效工作中起著非常重要的作用。

三、無損檢測技術(shù)在礦山機械設(shè)備中的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.鋼絲繩無損檢測技術(shù)。

經(jīng)過多年的探索和實踐，鋼絲繩無損檢測技術(shù)已經(jīng)有了顯著的進步，目前對鋼絲繩的無損探傷研究與應(yīng)用有多種方法與手段。研究了鋼絲繩無損檢測的現(xiàn)狀，根據(jù)傳感器的類型，現(xiàn)有的無損檢測方法有感應(yīng)線圈檢測法、霍爾元件檢測法、磁通門檢測法、磁致伸縮檢測法以及聲發(fā)射-超聲檢測法等，對應(yīng)這些方法也出現(xiàn)了適用于不同工業(yè)場合的各種鋼絲繩探傷儀。鋼絲繩無損檢測方法在礦山機械鋼絲繩檢測方面，也出現(xiàn)了許多研究與應(yīng)用。華中理工大學(xué)機電工程公司與高峰礦業(yè)公司就礦井提升機用鋼絲繩的無損檢測進行研究，采用雙回路勵磁的方法，對鋼絲繩進行磁化，采用對速度不敏感的霍爾元件作為磁敏元件的檢測傳感器，獲取磁化信號，采用漏磁檢測方法檢測鋼絲繩斷絲，采用磁橋回路的方法檢測鋼絲繩磨損。采用該技術(shù)對28mm鋼絲繩的斷絲和金屬截面積的變化進行模擬試驗，結(jié)果表明，斷絲判別準確率達到98%（單處集中斷絲無誤判），金屬截面積變化測量精確度達到0.05%。在采用以弱磁檢測為原理的LD4C4型移動車式鋼絲繩在線無損檢測系統(tǒng)進行實際應(yīng)用，檢測出了鋼絲繩內(nèi)部斷絲、疲勞以及銹蝕等人工無法觀測到的損傷，并減少了檢測費用與用繩成本，提高了設(shè)備利用率。

2.主軸無損檢測技術(shù)。

主軸是礦山機械設(shè)備中的關(guān)鍵部位之一，無損檢測技術(shù)對主軸的檢測已有了一定的研究和應(yīng)用基礎(chǔ)。在對礦山絞車軸的超聲波檢測方法進行了研究與應(yīng)用中，指出由于大型軸類零件多為用拔長工藝為主的加工鍛件，缺陷取向多與軸線平行，此類缺陷的探測以縱波直探頭從徑向探測效果最佳，易發(fā)現(xiàn)軸類鍛件中最常見的縱向缺陷。該方法對缺陷的定性分析依賴于對波形形狀和變化的觀察，能夠較好地發(fā)現(xiàn)軸內(nèi)所在的平行于主鍛面的缺陷。渦流傳感器缺陷檢測也在軸類零件的無損檢測中得到了研究與應(yīng)用。

3.其他關(guān)鍵零部件的無損檢測技術(shù)。

礦山巷道支護技術(shù)中常用的錨桿錨固力拉拔檢查，屬于破壞性試驗，拉拔后部位為了避免巷道的急劇變形，都應(yīng)及時補打錨桿，這對評價錨桿的支護效果會產(chǎn)生不利影響。為此，李殿臣等提出在錨桿托盤外部安裝液壓枕，通過錨桿應(yīng)力檢測儀對錨桿使用期間的受力狀況進行長期檢測，直觀地發(fā)現(xiàn)錨桿在一定時期內(nèi)的作用狀況；同時，在巷道內(nèi)安裝圍巖離層指示儀，監(jiān)測錨桿支護對巷道圍巖的約束狀況。該技術(shù)的試驗及應(yīng)用優(yōu)化了巷道支護參數(shù)，很好地解決了巷道支護問題。采用BZ105加速度傳感器及JL-MG智能動測儀，建立了錨桿錨固系統(tǒng)的錨固長度、錨固位置、預(yù)應(yīng)力以及錨固力無損動力測試系統(tǒng)。該系統(tǒng)在潞安集團王莊礦山得到了應(yīng)用，為錨網(wǎng)巷道支護質(zhì)量與安全評估研究提供了一定的思路。

通過研究和應(yīng)用此科學(xué)準確、簡便有效的無損探傷技術(shù)，對各個礦山及其他礦山和金屬非金屬礦山設(shè)備的重要承載零部件進行安全探傷檢測，有效地遏制預(yù)防了各類主軸開斷裂、懸掛裝置斷裂、葉片斷裂等機械事故帶來的惡性安全生產(chǎn)事故的發(fā)生，對保證礦山安全生產(chǎn)具有非常重要的現(xiàn)實意義。

參考文獻

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