煤礦機械設備無損檢測技術研究

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摘要：以煤礦機械設備無損檢測技術為對象開展探究。在分析煤礦機械安全檢測中常見無損檢測技術的基礎上，對不同無損檢測技術在煤礦機械設備檢測中的應用開展了分析探究，希望能夠為其他礦井相似工程的開展提供借鑒與參考。

關鍵詞：煤礦；機械設備；無損檢測；超聲波檢測；滲透檢測

無損檢測是指在不對物品原有材料及結構造成破壞的情況下，在較短時間內獲得設備的整體檢測結果，從而便于作業人員及時掌握設備狀態信息，更好地做出生產指導決策，提升作業綜合效率。較為常見的無損檢測技術主要包括超聲波檢測技術、磁粉檢測技術、滲透檢測技術、射線檢測技術和電渦檢測技術等[1]。由于無損檢測技術具有不具備破壞性、設備體積小、檢測靈敏度高等諸多優勢，在眾多行業中應用廣泛。特別是隨著近年來煤炭產業的蓬勃發展，煤礦井下生產中對各類機械設備的需求不斷增長，無損檢測逐漸成為煤礦生產安全檢測所不可或缺的重要手段之一。

1煤礦機械安全檢測中常見無損檢測技術

1.1超聲波檢測技術。超聲波檢測，也稱“超聲波探傷”，其原理是借助人耳無法辨識接收的超頻聲波（頻率一般介于20Hz～20kHz）對設備進行探傷作業。由于超聲波方向性好、穿透性佳且聲波能量較高，在傳播中遇到不同介質分界面時能夠有效反射，可以對設備中存在的微小損傷進行有效探測。在進行檢測作業時，超聲波探頭要與待檢作業面具備良好的接觸性，中間不可以有空氣。在具體操作時，應當輔以相應的耦合劑排空探頭與工作件之間的空氣。這樣探頭方能向工作件發出有效的超聲探波，并在接觸缺陷界面后反射，反射信號轉化為電信號后，傳輸至分析裝置進行分析處理。超聲波檢測技術檢測精準度高，最小能夠檢測1mm級別的設備損傷，但其只能對機械設備的內部缺陷予以有效檢測，無法對設備的表面缺陷或近表面缺陷予以有效檢測。1.2磁粉檢測技術。這種檢測技術是基于漏磁原理進行機械設備探傷的。作業時，檢測人員先通過磁場將鐵磁性材料磁化，若鐵磁性材料表面或近表面存在損傷，則磁場磁力線會在這些不連續處發生變形生成漏磁場。此時，再在磁場中灑上調配好的磁懸液，則漏磁場周邊會吸附磁粉，從而形成肉眼可辨的磁痕。通過對這些磁痕的分析便能夠對工件表面或近表面存在的缺陷予以明確判定。一般來說，磁粉檢測技術適用于對鐵磁性工件表面或近表面微小損傷的檢測。1.3滲透檢測技術。滲透檢測技術是指借助液體所具備的虹吸效應，實現對檢測物品表面損傷有效鑒定的一種無損檢測技術。滲透檢測法又包括著色法和熒光法，應用較多的是著色法。著色滲透檢測中需要使用3種化學制劑，分別是清洗劑、滲透劑和顯影劑。作業時，先使用清洗劑對檢測對象表面進行全面清洗，隨后向其表面噴灑滲透劑，并靜置一段時間，確保滲透劑充分滲透進檢測對象表面后，再使用清洗劑對檢測對象表面進行清洗，然后使用顯影劑顯影。常用的顯影劑多為白色，一旦檢測對象表面存在損傷，則滲透進裂紋內部的滲透劑會被顯影劑吸出并顯像成紅色痕跡，肉眼就可以觀察到[2]。應用滲透檢測技術不僅能夠對鐵磁性材料工件進行檢測，還能夠對非鐵磁性材料工件進行檢測。不過，應用這種技術僅能對工件表面的損傷進行檢測，無法對近表面和內部損傷進行檢測。

2無損檢測技術在煤礦機械設備檢測中的應用分析

2.1設備傳動軸檢測。傳動軸是煤礦機械設備的重要組件，例如提升機主軸、天輪軸、帶式運輸機主軸、通風機主軸等均屬于極為重要的承載部件，在井下長期的作業中，這些部件內部極易產生疲勞裂縫。一旦無法及時發現并處置，這些內部損傷便會不斷延伸，最終引起傳動軸斷裂，從而造成安全事故。在煤礦生產作業中，定期對各個機械設備傳動軸進行超聲波檢測，能夠有效防范傳動軸斷裂故障的出現。現階段，常用煤礦機械設備傳動軸的長度介于600～4000mm，多使用A型脈沖反射式探傷設備，對傳動軸端面進行軸向縱波檢測，并輔以徑向橫波檢測，從而實現對傳動軸內部損傷的有效測定。檢測作業時，必須結合傳動軸具體形態對其相應的軸向波或缺陷波予以判定。圖1所示即為傳動軸軸向和徑向檢測位置示意圖。2.2風機葉片檢測。井下通風機是煤礦生產作業中不可或缺的大型機械設備，其主要功能是向井下持續不斷地輸送新鮮空氣，從而確保井下作業人員的安全和健康。因此，確保風機運行有效性，避免其存在安全隱患至關重要。風機葉片是構成礦井通風機的核心組件，長期以來在惡劣的井下作業環境中運行，其轉動的重要承載部位均易產生疲勞裂紋。若不能對葉片進行及時更換，葉片裂紋便會不斷拓展延伸，最終導致葉片斷裂，而且單一葉片的斷裂損傷往往還會導致其他葉片損傷，從而埋下較大的安全隱患。這就需要在煤礦生產作業中將風機葉片損傷檢測作為葉片日常維護中的常規項目來開展。在對葉片進行無損檢測時，首先應當徹底清洗被檢測葉片，然后再對葉片進行檢測并對其存在的損傷缺陷進行記錄。完成檢測后，要及時清除葉片上殘存的清潔劑，以免腐蝕葉片。結合通風機葉片的形狀和材質，在進行葉片檢測時多采用磁粉檢測技術或滲透檢測技術。對于鐵磁性材料的葉片，應當優先應用磁粉檢測技術；對于鋁合金非鐵磁性材料，則應選用滲透檢測技術。此外，需要注意的是，在進行檢測時除了對風機葉片進行檢測外，還應對葉片和輪轂連接處進行檢測。圖2所示即為風機葉片檢測位置示意圖。2.3井下提升機連接件檢測。提升機連接件主要包括馬鐙、銷軸、吊鉤和連桿等，這些組件均是煤礦提升裝置的核心承載組件，其受力集中區域非常容易產生裂紋。因此，定期對其進行無損檢測，并更換存在損傷的連接組件，對于確保煤礦生產作業安全意義重大。在對上述組件開展檢測作業時，常運用磁粉檢測技術或滲透檢測技術對工件的表面損傷進行檢測，同時輔以斷面縱波超聲波檢測技術，以探明內部是否存在損傷。圖3和圖4所示分別為銷軸超聲波檢測位置示意圖和吊鉤滲透檢測位置示意圖。

3結語

機械設備作為現代化煤礦生產中至關重要的核心組件，對煤礦生產綜合效益有著直接的影響，確保這些機械設備的運行有效性，實現設備損傷的及時探明，對于保障煤礦生產安全至關重要。因此，礦井管理者必須高度重視相關問題，在煤礦生產中積極組織專業人員開展相關問題的研究探討，引進先進技術，開展設備損傷探測，實現故障隱患的及時發現和排除。

參考文獻：

［1］王建明.超聲檢測技術在煤礦機電設備安全檢測中的應用［J］.內蒙古煤炭經濟，2018(12)：28-29.

［2］郝利嘉.電磁超聲無損檢測技術在煤炭中的應用［J］.山東煤炭科技，2015(12)：177-178.

作者:張鍇 單位:同煤浙能麻家梁煤業有限責任公司