無損檢測技術(shù)在水泵檢測中的運用

馬彥東

摘 要：為提升水泵運行的安全性、有效性，提出合理應(yīng)用無損檢測技術(shù)的建議。該文首選闡述了無損檢測技術(shù)的概念，其次對液體滲透檢測、超聲波檢測、射線檢測等幾種常見檢測技術(shù)的應(yīng)用原理做出探究與分析，最后探討了超聲波檢測技術(shù)在水泵中的具體應(yīng)用過程，實踐證明，超聲波檢測能探查出水泵管道運行狀態(tài)中的工況參數(shù)和細(xì)微缺陷，確保相關(guān)修補措施及時有效地應(yīng)用。希望與設(shè)備檢測人員共同分享技術(shù)經(jīng)驗，共同推進(jìn)水泵的安全有效應(yīng)用過程。

關(guān)鍵詞：水泵檢測；無損檢測技術(shù)；技術(shù)原理

中圖分類號：TH38 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

水泵運送的液體介質(zhì)以水、油等為主，其中泵體或出口管道等零構(gòu)件在長期的運行中易出現(xiàn)汽蝕、腐蝕以及裂紋等質(zhì)量缺陷，對水泵運行安全性與效率均構(gòu)成直接影響。象出口管道如果出現(xiàn)腐蝕、裂紋等質(zhì)量缺陷，導(dǎo)致?lián)P程和流量發(fā)生變化，將會影響礦山排水的效率與穩(wěn)定性，很可能誘發(fā)質(zhì)量安全事故，因此合理運用無損檢測技術(shù)對水泵及排水系統(tǒng)各零部件結(jié)構(gòu)和使用性能進(jìn)行檢測，具有很大現(xiàn)實意義。

1 無損檢測的概念

無損檢測（NDT）技術(shù)，即在不對被檢器件各項屬性造成損傷、損壞的基礎(chǔ)上，應(yīng)用超聲波、光學(xué)、磁場等物理屬性，在某些設(shè)備設(shè)施協(xié)助下，檢查被檢零部件內(nèi)部或表面所存在的質(zhì)量缺陷，并依照有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)對質(zhì)量缺陷開展定性、定量分析工作，進(jìn)而辨識、判斷被檢零部件是否符合相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的一類技術(shù)方法。NDT依靠自身屬性，在機(jī)械制造行業(yè)中應(yīng)用范疇不斷拓展，尤其是在國家對礦山生產(chǎn)作業(yè)安全等級檢測、改進(jìn)的領(lǐng)域中，NDT的應(yīng)用能明顯提升機(jī)械設(shè)備的檢修質(zhì)量與運行效率。當(dāng)下，可供工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的NDT的方法較多，其中目視檢測、超聲波檢測、渦流檢測和液體滲透檢測等較為常見。NDT主要是用于檢測設(shè)備主要工件是否存在裂紋等缺陷，進(jìn)而及時有效地處理工作質(zhì)量問題，以防水泵運行期間出現(xiàn)安全隱匿事故。

2 無損檢測的基本原理及相應(yīng)檢測技術(shù)

2.1 液體滲透檢測

液體滲透檢測多被應(yīng)用在被檢工件表面開口缺陷檢測的領(lǐng)域中，其是應(yīng)用毛細(xì)管現(xiàn)象工作原理，將適量滲透液涂噴至工件表層，促使其滲透至存在質(zhì)量缺陷的工件內(nèi)部，去除冗余的滲透液，同時將顯影劑涂擦在工件表層上，根據(jù)毛細(xì)原理，此時工件缺陷內(nèi)的滲透液就會順利地吸附于工件表層，進(jìn)而協(xié)助檢測者更能直觀、清晰地觀察到工件缺陷的結(jié)構(gòu)形狀、規(guī)格大小以及分布等情況。液體滲透檢測技術(shù)具有操作過程簡單、工件質(zhì)量缺陷觀察便捷、基本不受非多孔性材料等材質(zhì)及形狀干擾等優(yōu)勢，進(jìn)而能明顯提升工件表面開口質(zhì)量缺陷的檢出效率，目前在鍛件、鑄件表面開口檢測領(lǐng)域有廣泛性應(yīng)用。

2.2 超聲波檢測

超聲波檢測為最常用的NDT方法之一，其適用于工件內(nèi)部各種質(zhì)量缺陷的檢測，該檢測技術(shù)的運行原理是應(yīng)用超聲波在介質(zhì)傳導(dǎo)期間中會形成反射、折射等現(xiàn)象，而促使能量出現(xiàn)不同程度的衰減，對材料內(nèi)部質(zhì)量缺陷的存在情況做出較精確地判斷。 超聲波檢測技術(shù)在應(yīng)用期間更具精確性，且能較全面的檢測出工件內(nèi)部裂紋、氣孔、夾碴等缺陷，但是該檢測技術(shù)在應(yīng)用期間對被檢零部件材料質(zhì)量提出了較高要求，規(guī)定其必須具有一定勻稱性且在與缺陷相距3倍的近場區(qū)域，才能有效辨識缺陷，發(fā)揮自體技術(shù)優(yōu)勢。目前，該檢測技術(shù)在鍛件、棒料、板材內(nèi)在缺陷檢測領(lǐng)域有規(guī)模性應(yīng)用。

2.3 射線檢測

射線檢測技術(shù)是應(yīng)用X射線、γ射線以及中子射線在工件內(nèi)傳導(dǎo)過程中，由于在工件質(zhì)量缺陷作用下會造成能量出現(xiàn)衰減，以膠片與熒光屏為載體，把強度不勻稱的返回射線（工件存在質(zhì)量確信時，造成其對能量吸收效果明顯降低，進(jìn)而在底片上有黑度差產(chǎn)生，同時在底片上部能夠清楚的呈現(xiàn)出缺陷結(jié)構(gòu)的外貌形態(tài)）直觀性地呈現(xiàn)出來。射線對機(jī)體健康水平與生態(tài)環(huán)境均會造成一定的負(fù)面影響，因此在使用射線檢測技術(shù)對水泵質(zhì)量進(jìn)行檢測時，建議構(gòu)建專門的隔離帶，嚴(yán)格依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)操作。射線檢測的初始記錄能在較長時間內(nèi)完整保存且更容易辨識出質(zhì)量缺陷類型、性質(zhì)與嚴(yán)重性等，操作過程相對簡單，但技術(shù)在應(yīng)用期間會耗損大量資金，對人體健康造成傷害，因此多派遣專業(yè)人員進(jìn)行操作。由于射線檢測技術(shù)在質(zhì)量問題定位、定性分析上占據(jù)一定優(yōu)勢，因此更易檢出缺陷，目前在金屬材料的板材及管焊縫檢測領(lǐng)域應(yīng)用較多，但管材、棒材不是該檢測技術(shù)的適用對象。

3 超聲波檢測技術(shù)在水泵上的具體應(yīng)用

利用超聲波在流體中的傳播特性來測量流量的方法。

（1）加強長度與位置的設(shè)定：選擇有足夠直管段長度位置，最好是新管道、無銹蝕、易于操作的地方。

（2）清除異物：盡量清除水泵管道表層雜物、防腐漆、泥漿與銹蝕等異物，最好使用角磨砂輪機(jī)打掉銹蝕，直至管道表層能夠呈現(xiàn)出管道表面金屬光澤位置。

（3）涂擦耦合劑：在傳感器的發(fā)射面上涂上足夠多的耦合劑（如：黃油、凡士林等），涂耦合劑的目的是排除傳感器發(fā)射面與管道外表面之間的空氣。特別提醒，應(yīng)避免沙粒和雜物進(jìn)入中間。水平方向的管道內(nèi)壁上部有可能殘存著一些氣泡，在這樣的管道上安裝時應(yīng)選擇在與管道的側(cè)面垂直相切的面上。

（4）傳感器的安裝距離：傳感器的安裝距離是在M25 號窗口中顯示的數(shù)值，它是指2只傳感器的內(nèi)側(cè)距離，要想準(zhǔn)確測量，使用者應(yīng)按照顯示的距離數(shù)值安裝傳感器。

（5）傳感器的安裝方式：V方式安裝傳感器：V方式安裝傳感器是在常用的方法，一般建議在20 mm～300 mm的管道上使用，它有時被稱為反射法。Z方式安裝傳感器：一般Z方式是在100 mm以上的管道上使用，它有時被稱為直接法。W方式安裝傳感器：W方式通常被用在10 mm～100 mm的管道上。N方式安裝傳感器：超聲波束在管道中折射兩次穿過流體3次（3個聲程），適用于測量小管徑管道，N法通過延長超聲波傳輸距離提高測量精度。

（6）檢查安裝：檢查安裝是指檢查探頭安裝是否合適、是否能過接收到正確的、足夠強的、可以使機(jī)器正常工作的超聲波信號，以確保機(jī)器長時間可靠地運行。在顯示器上有”R”出現(xiàn)，表示流量計工作正常。如果出現(xiàn)“H”時，則表示收到的信號比較差。如果出現(xiàn)“I”時，則表示沒有收到信號。如果出現(xiàn)“J”時，則表示該流量計可能出現(xiàn)了硬件故障。靜態(tài)校準(zhǔn)零點：當(dāng)管道內(nèi)的液流完全停止時，流量計不會顯示為“0”，而是有一個很小的“零點值”，此時就可以設(shè)置零點已達(dá)到精確測量的目的。統(tǒng)過M42 號窗口來完成此項功能。要求卻認(rèn)管道內(nèi)的液流一定要完全停止流動后，進(jìn)入M42 號窗口，按ENT 即可開始。

（7）結(jié)合質(zhì)量檢測記錄內(nèi)容，評估水泵運行工況質(zhì)量。結(jié)合相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，對檢測工作中所發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量曲線級別做出較客觀的評價或處理，進(jìn)而確定水泵運行參數(shù)是否與金屬或非金屬地下礦山主排水系統(tǒng)安全檢驗規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求相匹配。

4 結(jié)語

加強水泵設(shè)備主要零部件的無損檢測，一方面能維持水泵運行的安全性，也能有效規(guī)避水泵各種質(zhì)量安全事故。企業(yè)無損檢測相關(guān)人員在實踐中應(yīng)不斷摸索無損檢測的新理念、新工藝與新方法，將各種無損檢測技術(shù)合理地應(yīng)用于現(xiàn)實生產(chǎn)過程中，為礦山企業(yè)發(fā)展創(chuàng)造安全有序的環(huán)境，進(jìn)而獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益，實現(xiàn)持續(xù)發(fā)展的宏偉目標(biāo)。

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