煤矿机械设备的无损检测技术

摘要：针对煤矿常用的无损检测技术的类型和特点，重点分析了超声波探伤、渗透探伤的原理和适用对象，以及钢丝绳的无损探伤技术。

关键词：煤矿设备无损检测

引言

近年来，无损检测技术在各领域中得到了广泛应用。这一技术的一个明显优势就是能对在用设备进行无损检测，进而发现问题。因此，通过对无损检测技术的有效应用，可更好查找煤矿设备中存在的安全隐患，为有效排除设备隐患提供依据，从而可大大减少煤矿生产中的事故发生率[1]。

1无损检测技术种类

1）超声探伤技术。具有较强的穿透能力，能够对较小缺陷进行检测，对缺陷位置的判断较精确，检测仪器具有良好便携性。但是，超声探伤的结果是以波形图呈现的，需要技术人员具备过硬的技术基础。2）射线探伤技术。具有良好的结果直观性，能够通过射线底片直接观测工件的缺陷，而且结果能够保存下来。但是辐射较大，对技术人员的身体健康有一定的伤害。另外，成本较高，对细长裂纹的分辨率较差。3）渗透探伤技术。检测成本比较低，能够对于小于1mm的缺陷进行准确探测，适用于机械设备的表面探伤。但是，不适用于检测疏松或多孔类工件。4）磁粉探伤技术。适用于检测铁基性材料，仪器使用方便，效率高，费用低，适用于检测较大设备的表层缺陷。但是，不便于检测内部缺陷，另外检测时要打磨表面。5）涡流探伤技术。检测时不需要接触被检零件，适合对工件进行表面探伤，能够在狭窄区域进行作业。但是普及性较差。另外，检测结果易受工件材料的影响。在对煤矿机械设备进行检测时，常用的检测（钢丝绳探伤检测）方发主要有以下两种：一是超声波检测法，二是渗透检测法。对于设备内部缺陷，往往采用超声波检测法，对于其他缺陷，则往往采用渗透检测法[2]。此外，对于钢丝绳检测的方法还有一种较为常用的方法，就是对钢丝绳进行无损检测，本质就是在对钢丝绳使用状态不产生影响的情况下，通过相应的技术来实现对钢丝绳的状态的判断。

2无损检测技术的特点

无损检测技术的有效解决了运行设备的质量状态监测难题，能够对零件裂纹等缺陷可能导致的事故进行预防，确保工件或设备质量，使设备处于安全运行状态。另外，可以优化制造工艺，降低制造成本。无损检测技术有以下特点：无损检测不会对被检零部件的结构和力学性能产生破坏，也便于技术人员对零件进行全方位的检测；无损检测可以用在零件生产和使用的多个环境；无损检测还可以与其他方式进行组合，提高准确性和可靠性。

3煤矿设备的无损检测技术

煤矿设备检测常用的技术主要有超声波探伤、渗透检测、无损检测。

3.1超声波探伤

3.1.1基本原理

超声波在介质中的传播情况可以说明介质是否存在缺陷，一般通过公式t=S/V进行断定。式中：V为超声波在介质中的传播速度；S为超声波在介质中的传播距离；t为超声波在介质中的传播时间。根据实际测得的时间来判定，传播距离已知，则可计算出实际传播速度，若该速度与已知速速相同，则被测介质无缺陷，否则，被测介质存在缺陷。振荡激发电路后，会产生高频超声交流电信号并进行放大，超声波受到激励作用，就会发射探头，实现了电振荡信号向超声波的转变。通过介质传播作用，接收探头会将超声波转换为高频电信号，在通过放大作用，并经处理后传入计算机中，最后相关结果显示在计算机上。

3.1.2超声波探伤的检测对象

对于提升机主轴等轴类元件，采用超声波检测方法往往表现出较好的效果。轴类元件的锻造方式不同于其他元件，一般分为两个步骤，一是墩粗，二是拔长。因此，其缺陷的方向一般与轴长方向一致，这种情况通过直探头纵波接触法周向检测。对于某些无法进行周向检测的设备，可以采取从轴端检测的方法，但这种检测方式只能起一个辅助检测作用，因此，应尽可能地采用轴周向检测方法。

3.2渗透探伤

3.2.1渗透探伤的基本原理

应用这种检测方法之前，首先要向检测处滴加渗透液，由于毛细现象，渗透液渗入缺陷，然后通过清洗剂来完成表面的清除工作，最后缺陷中会存在渗透残留。通过显像剂的毛细管作用将其中残留的渗透液吸附出来，这样就完成了缺陷的检测工作。这种检测方法最明显的优势是通过非磁性材料来完成检测工作的，简单易行，费用少，检测结果易于解释[4]。

3.2.2渗透探伤的检测对象

矿用主要通风机。由于井下的环境会引发空气的质量变差，主要表现为湿度大，酸性强，这种情况下，若通风机运行时间较长，风机叶片就会受到严重影响，极有可能影响风机的正常运行。由于风机叶片是通风机的重要元件，因此，对其进行无损检测，则会产生良好的效果。渗透探伤检测主要就是检测叶片的表面缺陷，但叶片根部向上0.2m的区域则是重点检测之处。

4钢丝绳的无损探伤

若钢丝绳存在探伤，则通过相关仪器来实现对钢丝绳的状态的检测，一般以定量的方式进行，基于一个大前提，就是不影响钢丝绳的使用状态，通过相关有效的检测方法，以测定钢丝绳的某些特性。检测结果一旦确定，检测人员根据以往的经验知识，对钢丝绳的状态做出合理的分析，主要是确定其剩余使用寿命。钢丝绳状态的判定，主要是根据检测仪的检测结果而定，这样才能对钢丝绳的状态进行准确的判定。煤矿设备中钢丝绳的应用非常广泛，结合钢丝绳的具体特点，常用的无损检测方法是磁性检测方法，一般采用的检测装置的组成部分包括探伤传感器等[5]。每次更换钢丝绳时，都要记录相应的检测结果，然后将历次检测结果进行对比分析，一旦发现问题，则说明钢丝绳可能存在故障问题，应及时检查钢丝绳的性能参数，并将检查出的问题及时处理，这样才能最大程度地增加钢丝绳的使用频次。这种检测技术是在不影响钢丝绳使用状态条件下进行的，往往检测效果大大优于其他检测方法。

5结语

煤矿机械在正常作业时难免会产生各种类型的机械损伤，严重时会影响煤矿正常生产，甚至会引发严重的事故。无损检测技术能够在不影响大型机械设备正常运行情况下，对其进行检测。因此，对于大型矿用机械设备而言，无损检测技术具有良好的适用性。

参考文献

[1]岳少鹏，吴利学.数字式超声探伤仪在提升设备检测中的应用[J].山东煤炭科技，2017（5）：88-90.

[2]杨洁茹，陆斌，刘雯.无损检测技术的应用与实践[J].煤炭科技，2016（4）：41-42.

[3]郝利嘉.无损检测技术在煤矿在用设备的应用[J].煤炭与化工，2016，39（11）：115-117.

[4]刘东，刘双跃.超声波探伤在煤矿中的应用[J].煤矿安全，2002，33（5）：21-22.

[5]付春太，秦建峰，洪富干.超声探伤技术在煤矿的应用[J].煤，2000，9（6）：32-33.

作者：秦宇超 单位：山西潞安集团安全仪器测试中心