趙永恩

【摘 要】礦山機(jī)械安全檢測(cè)中使用的無損檢測(cè)技術(shù)對(duì)礦山設(shè)備的核心位置的安全性評(píng)估有著非常重要的作用。定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)不但可以避免因?yàn)槌休d部位長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)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(jī)械安全檢測(cè)過程中必須大力推行無損檢測(cè)技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】礦山；無損檢測(cè)技術(shù)；安全監(jiān)測(cè)

【中圖分類號(hào)】TD407【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】2095-3089（2018）24-0290-01

所謂無損檢測(cè)，指的是利用聲、光、磁等特性，在不對(duì)被檢測(cè)對(duì)象進(jìn)行性能改變的情況下，對(duì)被檢測(cè)對(duì)象中的缺陷存在性進(jìn)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(duì)準(zhǔn)確判定被檢測(cè)對(duì)象的當(dāng)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(cè)技術(shù)可以應(yīng)用到礦山機(jī)械設(shè)備的使用中，通過無損檢測(cè)，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(duì)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(shí)意義?？梢?，作為一種特殊而有效的檢測(cè)技術(shù)，無損檢測(cè)技術(shù)在礦山設(shè)備的檢測(cè)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(rèn)的是，無損檢測(cè)技術(shù)在礦山機(jī)械設(shè)備的檢測(cè)中還存在有待完善的地方，需要不斷的完善其檢測(cè)部位的選擇，明確其缺陷的判定標(biāo)準(zhǔn)，突破現(xiàn)有的局限性，為礦山機(jī)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(duì)無損檢測(cè)技術(shù)在礦山機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用問題進(jìn)行了研究，分析了無損檢測(cè)技術(shù)在礦山機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用現(xiàn)狀、特點(diǎn)與必要性，闡述了當(dāng)前廣泛使用的礦山機(jī)械設(shè)備無損檢測(cè)技術(shù)，最后從多個(gè)層面討論了無損檢測(cè)技術(shù)在礦山機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用。

一、無損檢測(cè)技術(shù)的特點(diǎn)

目前，無損檢測(cè)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(cè)診斷技術(shù)主要具備以下幾個(gè)特點(diǎn)：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(shí)準(zhǔn)確查詢構(gòu)件缺陷的位置、大小的方法，同時(shí)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(cè)出其操作是否符合要求，還能對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。第四，根據(jù)礦山設(shè)備的過煤量，對(duì)重要部件進(jìn)行檢測(cè)診斷，同時(shí)對(duì)其的使用周期進(jìn)行評(píng)估，防止出現(xiàn)因?yàn)樵O(shè)備問題而引發(fā)的安全事故。

二、使用無損檢測(cè)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(qiáng)度、大功率、大噸位的方向發(fā)展，每個(gè)現(xiàn)代化礦井采煤設(shè)備的價(jià)值都高達(dá)上億元，所以必須提高礦山設(shè)備的使用率。無損檢測(cè)技術(shù)越來越被人們認(rèn)識(shí)和使用，因?yàn)槠洳粌H可以直接對(duì)正在使用的設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)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(yán)重，并且挖掘現(xiàn)場(chǎng)也非常有限，這些條件都限制了無損檢測(cè)技術(shù)對(duì)設(shè)備的檢測(cè)工作，而井下設(shè)備受力狀況有限，承受載重負(fù)荷大，非常容易引發(fā)安全事故。若是使用無損檢測(cè)技術(shù)可以提前檢測(cè)出失效位置，那么就可以避免此類危險(xiǎn)事故的發(fā)生。所以，使用無損檢測(cè)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(cè)技術(shù)在礦山機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.鋼絲繩無損檢測(cè)技術(shù)。

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

2.主軸無損檢測(cè)技術(shù)。

主軸是礦山機(jī)械設(shè)備中的關(guān)鍵部位之一，無損檢測(cè)技術(shù)對(duì)主軸的檢測(cè)已有了一定的研究和應(yīng)用基礎(chǔ)。在對(duì)礦山絞車軸的超聲波檢測(cè)方法進(jìn)行了研究與應(yīng)用中，指出由于大型軸類零件多為用拔長(zhǎng)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(cè)以縱波直探頭從徑向探測(cè)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(duì)缺陷的定性分析依賴于對(duì)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(cè)也在軸類零件的無損檢測(cè)中得到了研究與應(yīng)用。

3.其他關(guān)鍵零部件的無損檢測(cè)技術(shù)。

礦山巷道支護(hù)技術(shù)中常用的錨桿錨固力拉拔檢查，屬于破壞性試驗(yàn)，拉拔后部位為了避免巷道的急劇變形，都應(yīng)及時(shí)補(bǔ)打錨桿，這對(duì)評(píng)價(jià)錨桿的支護(hù)效果會(huì)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(cè)儀對(duì)錨桿使用期間的受力狀況進(jìn)行長(zhǎng)期檢測(cè)，直觀地發(fā)現(xiàn)錨桿在一定時(shí)期內(nèi)的作用狀況；同時(shí)，在巷道內(nèi)安裝圍巖離層指示儀，監(jiān)測(cè)錨桿支護(hù)對(duì)巷道圍巖的約束狀況。該技術(shù)的試驗(yàn)及應(yīng)用優(yōu)化了巷道支護(hù)參數(shù)，很好地解決了巷道支護(hù)問題。采用BZ105加速度傳感器及JL-MG智能動(dòng)測(cè)儀，建立了錨桿錨固系統(tǒng)的錨固長(zhǎng)度、錨固位置、預(yù)應(yīng)力以及錨固力無損動(dòng)力測(cè)試系統(tǒng)。該系統(tǒng)在潞安集團(tuán)王莊礦山得到了應(yīng)用，為錨網(wǎng)巷道支護(hù)質(zhì)量與安全評(píng)估研究提供了一定的思路。

通過研究和應(yīng)用此科學(xué)準(zhǔn)確、簡(jiǎn)便有效的無損探傷技術(shù)，對(duì)各個(gè)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(jìn)行安全探傷檢測(cè)，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(jī)械事故帶來的惡性安全生產(chǎn)事故的發(fā)生，對(duì)保證礦山安全生產(chǎn)具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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