超聲檢測技術在煤礦機電中的應用研究論文
摘要：從目前煤礦生產機電維護現狀出發, 分析了大型設備關鍵零部件無損檢測, 提出了超聲檢測技術在設備安全檢測中的具體應用, 旨在為今后煤礦生產工作提供可靠的參考資料。
關鍵詞：煤礦機械; 超聲檢測; 煤礦安全; 關鍵零部件;
引言
在社會經濟快速發展的今天, 對煤炭資源的需求越來越大, 然而受多方面因素的影響, 中國煤炭生產水平同國外之間還存在著一定的差距。在科學技術發展帶動作用下, 超聲檢測技術在煤礦機電設備安全檢測中得到了廣泛應用, 對保證生產活動的安全運行具有重要的影響。
1 當下煤礦生產機電維護現狀
1.1 檢測技術水平落后
要使煤礦產業更加順利地進行開展, 就要對其施工設備有十分嚴格的要求。煤礦施工中施工設備十分關鍵, 設備在施工中的作用十分突出。對這種設備的要求較為嚴格, 其所需的技術含量也較高, 但其穩定性較差, 結構十分復雜, 以至于其檢修和維護也十分困難。因此, 對其檢測技術提出了更高要求, 然而目前中國在這方面的檢測技術還不是很高, 缺乏高水平的檢測技術已成為影響煤礦機電設備安全運行的一個重要因素。
1.2 中國以往配件檢測方式的局限性
礦井工作中檢測十分重要。在機電配件檢修中, 檢測部門起著非常重要的作用。而根據中國以往的方式來看, 檢測部門通常是使用人工檢測方式對重要的機械配件進行檢修和處理, 這種檢測維修方式對技術人員具有十分巨大的依賴性。若是檢測中技術人員的能力存在些許問題, 將會直接對檢測結果帶來影響, 進而造成的影響和損失會更大。超聲波無損檢測主要是針對人手不足, 或在以人工很難檢測的內部問題中, 又或是在技術人員的專業水平不夠的情況下使用。這種技術是迄今為止最為先進的一種檢測方式, 它不僅可十分快速并正確地將微型的故障進行檢修, 且還可在檢修中將損壞配件的可能性大大降低。
2 對煤礦關鍵零部件進行超聲波的無損檢測
2.1 無損檢測實質
無損檢測技術是指在不造成機電零件損耗的情況下, 對機電內部零件進探傷, 檢查零件是否存在明顯損耗的檢測技術, 其中超聲波技術是最適合應用于煤礦機電檢修的技術。例如在應用無損探傷技術對煤礦提升機主軸進行探傷檢測時發現主軸存在裂隙缺陷, 該缺陷的存在極易發生斷裂事故, 發現這一情況后立即采取補救措施, 一方面消除了安全隱患, 另一方面對企業避免遭受經濟損失提供了保障。
常見的無損檢測方式主要體現在以下兩方面:a) 在對煤礦機電設備主軸進行檢測維修時, 使用超聲波探測技術會大大提高工作效率, 且能使后期工作得以順利開展, 在機器內部結構中只要存在金屬構成的物品, 超聲波就會在其內部進行傳播, 在遇到問題時, 這種技術會將所出現問題的地方進行反射和發送并對其進行轉換。超聲波技術能使出現問題的位置清晰地進行顯示, 為檢修維護人員提供了便利;b) 在對液壓支架頂梁或焊接接口進行檢修時, 利用滲透檢測技術, 將液態染料滲透進材料表面缺口, 待染料完全滲透之后, 通過施加顯像劑, 使材料表面著色, 從而檢測損壞部位。
2.2 非缺陷回波的識別
在利用超聲波進行煤礦設備探傷過程中, 探傷儀熒屏上會出現始波T、底波B和缺陷波F, 但也會出現非缺陷回波, 非缺陷回波的出現會對缺陷波的判斷過程造成一定的影響, 如遲到波、三角反射波及干擾波等都會對非缺陷回波的識別結果造成影響。例如在工件端面進行超聲波檢測時通常會使用縱波, 這種縱波波束在工件側壁的影響下波型會發生一定的轉換成為橫波, 而這個橫波又會在另一個側面的影響下轉換為縱波, 經由底面返回到儀器探頭并顯示在屏幕的相應位置。由于該回波通常都是出現在底波之后, 因此被稱之為遲到波。變型的橫波會在工件兩側壁的影響發生多次反射, 而每一次的發生儀器上都會顯示相應的遲到波 (見圖1) 。鑒于此在今后的工作中在利用超聲檢測技術進行定位、定量和定性分析過程中, 必須嚴格按照缺陷定性對工件材料、加工工藝等進行綜合性分析, 排除非缺陷波對缺陷波判斷的影響。
3 煤礦機電設備安全檢測中所使用的超聲檢測技術
3.1 使用超聲波無損檢測技術的基礎原則
超聲波無損檢測技術需結合煤礦機電設備使用現狀加以應用, 實現對煤礦生產機電內部關鍵零部件的檢測, 以便在短時間內對零部件損傷位置進行確定, 并掌握損傷部位的損傷程度, 為部件使用壽命的評估提供參考, 確認部件是否需要維修或更換。超聲波無損檢測技術的應用極大地縮短了部件檢測時間, 同時也在一定程度上節省了檢修維護成本。另外超聲波檢測儀器靈敏性高, 聲波具有很強的穿透力, 可對零件損傷進行正確的檢測, 工作人員可根據檢測結果對零件采取必要的保護措施, 做好檢修維護工作, 避免機電損壞問題的發生[1]。
3.2 進行礦井機電設備超聲波探查的幾種方法
3.2.1 在檢測礦山變頻器時使用超聲波儀器
使用超聲波探測儀的優勢在于, 在超聲波探頭中可及時感應探測變頻器出現的頻率變化, 且在距離變頻器十分接近時, 若其機器內出現問題, 探頭可將探測到的變頻器所發生電頻的變化和電流電壓等問題完整顯示出來, 在發現問題時, 這種機器會直接將探測到的數據和問題直接傳輸到故障處理中心, 以便故障處理中心更加便利快捷地了解存在的故障, 并能較快地提出相關解決措施。
3.2.2 在機電零件方面使用超聲波進行檢測
中國煤礦行業礦井工作中主要使用的機器有搖臂箱和變速儀箱體, 這兩項是在礦井工作中所使用的機電設備中的零件。這種類型的零件特征是復雜性, 其表面特征為顆粒狀, 且顆粒狀不集中、較為分散, 且其晶體中的顆粒比較粗, 容易發生散射反映, 并出現草型波紋。這種特性會對信號產生十分嚴重的威脅, 會使信號強度減弱, 且會出現信號干擾等問題。這種問題在聲波頻率改變較大的情況下尤為突出。根據以上特性, 應在使用超聲波技術進行設備零件的檢測時, 使用聲波頻率相對較低的超聲探測頭, 這種探測頭最理想的形態是直型探測頭。
4 結語
煤礦機電設備的運轉效率是煤礦生產水平的重要影響因素, 因此一定要加強對于煤礦機電設備的定期檢測, 及時了解機電設備的內部情況, 保障機電設備的正常運轉, 有效地提高煤礦生產效率和安全水平。
參考文獻
[1]郝利嘉.無損檢測技術在煤礦在用設備的應用[J].煤炭與化工, 2016 (11) :115-116.
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