無損檢測煤礦機(jī)械論文
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1四種無損檢測技術(shù)的原理
1．1磁粉檢測技術(shù)
磁粉檢測技術(shù)主要是根據(jù)漏磁原理發(fā)展而來的一種檢測技術(shù)，是對煤礦設(shè)備中鐵磁性材料作用一定的磁場使其磁化，如果設(shè)備零部件的表面或者接近表層處存在損毀或缺陷，就會使得磁場的磁力線發(fā)生不均勻性分布，進(jìn)而產(chǎn)生漏磁的現(xiàn)象。根據(jù)漏磁原理，可以通過覆蓋磁懸液的方式，讓漏磁場附近的區(qū)域吸附磁粉，從而根據(jù)磁痕的分布判斷損毀位置和分布狀況。磁粉檢測技術(shù)在煤礦機(jī)械設(shè)備中主要應(yīng)用在支架的頂梁、底架以及箱體焊接部位等細(xì)微部位的檢測工作中，主要適用于壁厚小于1mm的工件。上述零部件大部分都是鐵磁性材料，表面也容易造成疲勞裂紋等損傷，采用磁粉檢測技術(shù)可以很好地檢測出表面及近表面的損傷。收稿日期:2015－02－02作者簡介:葛洪廣(1962－)，男，畢業(yè)于大同煤炭工業(yè)學(xué)校煤礦機(jī)械化專業(yè)，現(xiàn)在山西華晉吉寧煤業(yè)有限責(zé)任公司從事煤礦機(jī)電技術(shù)管理工作。
1．2超聲波檢測技術(shù)
超聲波檢測技術(shù)主要是采用脈沖反射超聲波探傷儀，對被檢測機(jī)械設(shè)備的內(nèi)部缺陷進(jìn)行探傷檢測。超聲波是一種頻率超過二十萬赫茲的聲波，具有比較好的方向性和穿透能力，在使用超聲波探傷時，當(dāng)遇到兩種不同的介質(zhì)時，超聲波會產(chǎn)生反射現(xiàn)象，從而可以檢測出損傷的位置和范圍。檢測時，超聲波檢測頭必須與待檢工件表面緊密接觸，不可以有空隙存在，超聲波檢測頭可以同時接收到損傷處反射回來的超聲波，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栠M(jìn)行相關(guān)處理。超聲波檢測主要是探測工件內(nèi)部的缺陷和損傷，主要應(yīng)用在煤礦機(jī)械設(shè)備動力軸以及傳動軸等內(nèi)部零部件的檢測上。
1．3射線檢測技術(shù)
射線檢測技術(shù)主要是采用X射線和γ射線對煤礦機(jī)械鑄件和焊縫進(jìn)行檢測，由于鑄件裂紋和焊縫裂紋都是體積性的，所以當(dāng)射線入射方向與裂紋呈相同平面的時候，射線可以檢測出損傷或者缺陷。射線檢測中軟射線檢測主要應(yīng)用在輕質(zhì)和薄質(zhì)材料上，重型材質(zhì)和厚材質(zhì)需要使用硬質(zhì)射線進(jìn)行檢測。目前射線檢測結(jié)果的后期處理方式也已經(jīng)有了很大的進(jìn)步，可以提供更多的信息給機(jī)械設(shè)備維護(hù)人員。
1．4滲透檢測技術(shù)
滲透檢測技術(shù)主要是采用虹吸原理進(jìn)行的，主要包括著色法和熒光法。煤礦機(jī)械設(shè)備滲透技術(shù)的使用主要采用的是著色法，具體是先將滲透劑滲透到待檢工件的表面，然后施加顯影劑，由于滲透劑和顯影劑的化學(xué)作用，此時在待檢工件的損傷或者缺陷部位會有比較明顯的顏色，從而根據(jù)顏色的分布可以確定損傷或者缺陷的位置形狀和分布。由于煤礦機(jī)械設(shè)備中含有大量的非磁性材料，如銅、鋁等，無法采用磁粉檢測技術(shù)進(jìn)行檢測，只能通過滲透檢測技術(shù)進(jìn)行檢測，所以滲透檢測在煤礦機(jī)械設(shè)備安檢中有著廣泛的應(yīng)用。
2煤礦機(jī)械安檢中無損檢測技術(shù)的具體應(yīng)用
2．1煤礦機(jī)械傳動軸類安全檢測
煤礦機(jī)械設(shè)備中傳動軸類是應(yīng)用非常廣泛的一類零部件，例如通風(fēng)機(jī)主軸、皮帶運(yùn)輸機(jī)主軸、提升機(jī)主軸等，在煤礦生產(chǎn)中都具有非常重要的作用。這些零部件作為承載部件，長期大負(fù)荷運(yùn)行，很容易造成磨損和疲勞裂紋。這些疲勞裂紋如果不能及時發(fā)現(xiàn)和處理，就是安全隱患，很容易造成傳動軸疲勞斷裂，甚至造成重大安全生產(chǎn)事故。在檢測這類疲勞裂紋和磨損的時候，由于拆卸此類傳動軸難度很大，通常是采用超聲波檢測技術(shù)對此類軸進(jìn)行檢測，利用超聲波探傷儀用縱波檢測的方式檢測傳動軸的端面，用橫波檢測的方式對傳動軸的徑向進(jìn)行檢測。由于軸類零件的制造工藝特殊以及軸類臺階較多，因此其內(nèi)部缺陷和裂紋基本上是平行于軸向的，所以主要還是以橫波檢測為主，縱波檢測為輔，縱橫波相結(jié)合的方式能夠全面得將傳動軸內(nèi)部的缺陷和裂紋進(jìn)行檢測和判斷，為設(shè)備維護(hù)人員提供詳細(xì)的檢測信息，從而為后期處理提供詳細(xì)真實(shí)的依據(jù)。
2．2煤礦機(jī)械通風(fēng)機(jī)葉片的安全檢測
通風(fēng)機(jī)是煤礦機(jī)械中常見的設(shè)備，主要作用是為了保障礦井下正常的通風(fēng)，以確保井下工作人員的健康和人身安全。由于通風(fēng)機(jī)運(yùn)行的環(huán)境十分嚴(yán)酷，空氣濕度大，酸性強(qiáng)，加之長時間運(yùn)行，造成通風(fēng)機(jī)葉片在轉(zhuǎn)動時受載荷部位很容易產(chǎn)生疲勞裂紋。如果檢測不夠及時，一旦葉片發(fā)生斷裂，將會對整個通風(fēng)機(jī)造成破壞，所以對煤礦通風(fēng)機(jī)葉片的無損檢測非常重要。
2．3煤礦機(jī)械提升設(shè)備連接件的安全檢測
煤礦機(jī)械提升設(shè)備連接件主要有銷軸、吊鉤等，是提升設(shè)備承受載荷的主要零部件，而且長期使用很容易產(chǎn)生裂紋，需要定期做無損檢測，以保障生產(chǎn)的安全性和可靠性。由于這些連接件可以進(jìn)行拆卸，而且大部分是鑄鐵的材質(zhì)，因此可以用磁粉檢測技術(shù)對零部件表面進(jìn)行檢測，對銷軸類的零部件可以同時采用端面縱波超聲波進(jìn)行檢測。
3煤礦機(jī)械設(shè)備無損檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢
3．1超聲相控陣檢測技術(shù)
超聲相控陣檢測技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一種新型無損檢測技術(shù)，目前在煤礦機(jī)械設(shè)備檢測中，超聲相控陣檢測技術(shù)應(yīng)用的范圍比較小，還沒有實(shí)現(xiàn)普遍使用。超聲相控陣技術(shù)主要是采用多種形狀的多陣元換能器來產(chǎn)生和接收超聲波波束，并且根據(jù)控制換能器中發(fā)出的各脈沖時間延遲，從而獲得聲波的變化，實(shí)現(xiàn)檢測過程。最后通過機(jī)械電子掃描的方式獲得最終的檢測圖像和檢測分析結(jié)果。超聲相控陣技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于可以檢測結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零部件和其他無損檢測技術(shù)無法檢測到的盲區(qū)位置。
3．2微波無損檢測技術(shù)
微波無損檢測技術(shù)是利用電磁波的反射作用和投射作用來獲得電磁波的振幅和相位變化，從而分析出待測工件中的裂紋裂縫等缺陷。該技術(shù)的特點(diǎn)就是可以提供最精確的無損檢測數(shù)據(jù)和檢測結(jié)果。
4總結(jié)
我國的煤礦機(jī)械無損檢測技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的發(fā)展，但是從整體水平上來說與發(fā)達(dá)國家還有很大的差距。煤炭企業(yè)中無損檢測專業(yè)隊(duì)伍技術(shù)人員和操作人員的素質(zhì)水平還不夠高，缺乏理論和經(jīng)驗(yàn)的結(jié)合。煤礦機(jī)械安檢人員應(yīng)該把無損檢測的現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)和檢測理論、檢測規(guī)范結(jié)合起來，才能做好無損檢測工作。
作者：葛鴻廣 單位：山西華晉吉寧煤業(yè)有限責(zé)任公司
