无损检测技术在矿山机械设备安全检测中的应用

《无损检测技术在矿山机械设备安全检测中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、无损检测技术在矿山机械设备安全检测中的应用摘要：无损检测指通过利用相关技术手段，在不破坏被测物体情况下实现对其性质、缺陷等内容检测的技术。采用无损检测技术对矿山机械设备重要承载部件进行检测，可有效地遏制预防各类主轴开断裂、悬挂装置断裂、叶片断裂等机械事故带来的恶性安全生产事故的发生。文章对无损检测技术在矿山机械设备安全检测中的应用进行了探讨。中国8/vie　　关键词：无损检测技术；矿山机械设备；在线检测；安全检测；生产事故文献标识码：A　　中图分类号：TG115：1009-2374（2017）02-0145-02DOI：1

2、0.13535/j.ki.11-4406/n.2017.02.070　　1超声波探伤（UT）研究及应用　　1.1检测要求　　《煤矿安全规程》第412条规定立井提升容器与钢丝绳的连接，应采用楔形连接装置。每次更换钢丝绳时，必须对连接装置的主要部件进行探伤检验。《煤矿在用摩擦式提升机系统安全检测检验规范》（AQ1014）、《煤矿在用缠绕式提升机系统安全检测检验规范》（AQ1015）、《煤矿在用升绞车系统安全检测检验规范》（AQ1016）中第4.2.1条规定提升机主轴、滚筒不得有降低机械性能和使用性能的缺陷。《矿山在用斜井人车安

3、全性能检测规范》（AQ2028-2010）中第5.2.3要求主牵引杆应能在导向箱内灵活伸缩，无裂纹。《矿用提升容器重要承载件无损探伤方法与验收规范》（MT684-1997）要求矿用提升容器重要承载件和承载天轮轴需要进行无损探伤。　　1.2概况　　目前集团内的提升机主轴、楔形连接装置、天轮轴、人车主拉杆、通风机主轴等锻件都需要进行超声波探伤检测，要求被检测工件完全拆卸后检测以保证检测覆盖率达到100%，但在实际超声探伤工作中存在许多问�}。比如各矿更换提升机钢丝绳时，通常要求在1～2个工作日内完成，楔形连接装置的完全拆卸会占

4、用很长的时间并增加工人的工作量，影响矿井的正常生产，而提升机主轴、天轮轴、通风机主轴完全拆卸更是无法完成。　　1.3超声波探伤技术的研究　　下面以轴类进行阐述：　　1.3.1轴类缺陷产生机理。引发轴类缺陷的主要原因是，在轴类用钢的冶炼和加工过程中，往往会在轴类的表面和内部产生一些气孔、砂眼、夹杂物和划痕等缺陷。由于这些缺陷的存在，在运行过程中造成了轴类应力集中，在应力集中区域金属的承载能力较小，极易延展出小裂纹，而在裂纹端头又会形成新的应力集中。在连续承载情况下，裂纹不断地扩展，使金属能够传递应力的部分越来越少，直至剩余部

5、分不足以传递载荷时，金属构件彻底崩溃，灾难性事故也就随之发生了。因此可见，轴类事故是遵循“应力集中→裂纹→新的应力集中→裂纹扩大→轴类破坏”的恶性循环过程发展而来，断裂形式大多为疲劳断裂。　　1.3.2轴类疲劳断裂过程。主轴的疲劳断裂由以下过程组成：裂纹源形成→疲劳核形成→快速发展期→脆断。　　1.4超声波探伤方法的研究　　下面以提升机主轴的超声波探伤方法的研究来阐述：提升机主轴的超声波探伤方法的研究。轴类的超声波探伤通常在工件热处理后机械加工之前进行，以减小工件几何尺寸对探伤过程中的影响。而提升机主轴的超声波探伤主轴要求

6、完全拆卸后检测，把各种因素的影响减少到最小。但提升机主轴的拆卸在实际的工作中需要几个工作日和大量工作量，这极大地影响矿井生产秩序。对此，经中心领导研究决定对提升机主轴进行在线检测，研究出在不拆卸提升机主轴的前提下，能够保证有效准确率的超声波探伤方法。实际在线检测过程中，提升机主轴几何尺寸复杂、装配位置的限制都极大地影响了超声覆盖率，容易出现应力裂纹的轴肩和键槽等部位不能检测到。例如：大明矿立井主井提升机主轴长度近9m，集团内其几何尺寸最为复杂、长度最长（一般为2～5m）、装配位置最为复杂，是在线检测最难以检测的主轴。为解决

7、其几何尺寸及装配位置限制，在探伤过程中保证检测覆盖率这一难题，经不断摸索中，研究制定出解决这些问题的垂直、斜角以及小角度纵波探伤这三种方法，随后再将它们结合在一起对提升机主轴在线超声波探伤检测，探伤覆盖率达到100%，未发现超标缺陷，达到快捷准确地完成检测工作。经过大量的实践证明提升机主轴的超声波在线检测是可行的，从而实现了对铁煤集团内外的提升机主轴超声波探伤的在线检测。　　1.5缺陷回波的定量与非缺陷回波分析　　1.5.1缺陷回波定量。缺陷回波定量中主要有单个、分散以及密集三类：第一，单个缺陷回波。单个缺陷回波性质为高大

8、于Φ2且间距超过50mm，其一般有主轴裂纹。针对单个缺陷回波探伤中，我们需根据其大小选择相应方法，例如所探缺陷小，那么应使用当量法即可；第二，分散缺陷回波。该回波性质中高大于Φ2且在50mm立方体中超过5个，其常见于分散性夹层。目前在其探伤上，我们通常采取当量法即可；第三，密集缺陷回波。该回波主要　　表