論無損檢測技術在礦山機械設備安全檢測中的應用

趙永恩

【摘 要】礦山機械安全檢測中使用的無損檢測技術對礦山設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。

【關鍵詞】礦山；無損檢測技術；安全監測

【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具有十分重要的意義。此外，更為重要的是，這種檢測技術可以應用到礦山機械設備的使用中，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、提高設備檢修質量，這些工作對于預防因設備失效而產生的事故具有十分重要的現實意義。可見，作為一種特殊而有效的檢測技術，無損檢測技術在礦山設備的檢測中得到了十分廣泛的應用，其重要性正在得到不斷的體現。但是不可否認的是，無損檢測技術在礦山機械設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，突破現有的局限性，為礦山機械設備的安全生產提供更加可靠和有效的依據。本文以此為基礎，對無損檢測技術在礦山機械設備中的應用問題進行了研究，分析了無損檢測技術在礦山機械設備中的應用現狀、特點與必要性，闡述了當前廣泛使用的礦山機械設備無損檢測技術，最后從多個層面討論了無損檢測技術在礦山機械設備中的應用。

一、無損檢測技術的特點

目前，無損檢測診斷技術已經涉及到了很多科學領域，所使用的技術方法也很多，不僅有常使用的磁粉、滲透、超聲、射線，還有不常用的激光、聲發射、紅外線等。無損檢測診斷技術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生的變化現象，通過分析現象判斷構件內部缺陷。第二，給出多種可以及時準確查詢構件缺陷的位置、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，還能對產品質量進行實時監控。第四，根據礦山設備的過煤量，對重要部件進行檢測診斷，同時對其的使用周期進行評估，防止出現因為設備問題而引發的安全事故。

二、使用無損檢測診斷技術的必要性

煤炭行業高產高效礦井的挖采設備儀器正在向高強度、大功率、大噸位的方向發展，每個現代化礦井采煤設備的價值都高達上億元，所以必須提高礦山設備的使用率。無損檢測技術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備進行檢測工作，還能夠消除設備中潛在的隱患。礦山設備工作環境很差，煤泥、噪音污染嚴重，并且挖掘現場也非常有限，這些條件都限制了無損檢測技術對設備的檢測工作，而井下設備受力狀況有限，承受載重負荷大，非常容易引發安全事故。若是使用無損檢測技術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生。所以，使用無損檢測技術在預防設備失效工作中起著非常重要的作用。

三、無損檢測技術在礦山機械設備中的應用現狀

1.鋼絲繩無損檢測技術。

經過多年的探索和實踐，鋼絲繩無損檢測技術已經有了顯著的進步，目前對鋼絲繩的無損探傷研究與應用有多種方法與手段。研究了鋼絲繩無損檢測的現狀，根據傳感器的類型，現有的無損檢測方法有感應線圈檢測法、霍爾元件檢測法、磁通門檢測法、磁致伸縮檢測法以及聲發射-超聲檢測法等，對應這些方法也出現了適用于不同工業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，也出現了許多研究與應用。華中理工大學機電工程公司與高峰礦業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。采用該技術對28mm鋼絲繩的斷絲和金屬截面積的變化進行模擬試驗，結果表明，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進行實際應用，檢測出了鋼絲繩內部斷絲、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，提高了設備利用率。

2.主軸無損檢測技術。

主軸是礦山機械設備中的關鍵部位之一，無損檢測技術對主軸的檢測已有了一定的研究和應用基礎。在對礦山絞車軸的超聲波檢測方法進行了研究與應用中，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，易發現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，能夠較好地發現軸內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用。

3.其他關鍵零部件的無損檢測技術。

礦山巷道支護技術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，都應及時補打錨桿，這對評價錨桿的支護效果會產生不利影響。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，直觀地發現錨桿在一定時期內的作用狀況；同時，在巷道內安裝圍巖離層指示儀，監測錨桿支護對巷道圍巖的約束狀況。該技術的試驗及應用優化了巷道支護參數，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的錨固長度、錨固位置、預應力以及錨固力無損動力測試系統。該系統在潞安集團王莊礦山得到了應用，為錨網巷道支護質量與安全評估研究提供了一定的思路。

通過研究和應用此科學準確、簡便有效的無損探傷技術，對各個礦山及其他礦山和金屬非金屬礦山設備的重要承載零部件進行安全探傷檢測，有效地遏制預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事故的發生，對保證礦山安全生產具有非常重要的現實意義。

參考文獻

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