煤矿机械装备维修再制造无损检测技术现状及发展趋势

煤矿机械装备维修再制造无损检测技术现状及发展趋势

奥 凯

陕煤集团神南产业发展有限公司 陕西神木 719300

摘要：随着我国经济在快速发展，社会在不断进步，在煤矿机械装备维修再制造无损检测技术对于煤矿机械高效安全运行和煤矿安全快速发展具有重要意义。详细阐述了煤矿机械装备维修再制造无损检测技术，并对其预测过程进行了较为详细的论述与分析。指出煤矿机械装备维修再制造无损检测技术存在的问题，针对目前存在的问题，提出了未来无损检测应为智能化、数字化、自动化，由单一模式向复合模式新技术发展，检测设备向低能耗、高信噪比发展，未来应与断裂力学、材料力学有机结合检测的同时对寿命进行预测;其未来检测应基于煤矿环境，建立基于煤矿环境的无损检测评价体系以及技术网络，提高检测效率和准确度。

关键词：矿业工程;无损检测;煤机装备;维修再制造

引言

无损检测是指在不对物品原有材料及结构造成破坏的情况下，在较短时间内获得设备的整体检测结果，从而便于作业人员及时掌握设备状态信息，更好地做出生产指导决策，提升作业综合效率。较为常见的无损检测技术主要包括超声波检测技术、磁粉检测技术、渗透检测技术、射线检测技术和电涡检测技术等。由于无损检测技术具有不具备破坏性、设备体积小、检测灵敏度高等诸多优势，在众多行业中应用广泛。特别是随着近年来煤炭产业的蓬勃发展，煤矿井下生产中对各类机械设备的需求不断增长，无损检测逐渐成为煤矿生产安全检测所不可或缺的重要手段之一。

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，常用的检测方法主要有以下两种：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煤矿机械装备维修再制造无损检测技术现状及发展趋势

2.1制定完善的诊断标准

在展开无损检测之时，必须要获得相关零部件的各方面信息，一旦诊断标准并不是很完善的话，那么诊断工作就会变得十分困难。而在对诊断标准进行制定之时，要对区别、共性均要予以同等关注。在展开煤炭开采的过程中，所使用的机械设备是较多，不同设备所承担的职能也有区别，要对这种区别有切实的了解，这样方可确保诊断方案是切实可行的。比方说，支护设备、输送设备之间的差别是十分显著，对设备进行诊断的过程中，所采用的标准当然也就不同，但必须要确保每种标准都是非常准确。当然，煤矿机械设备也有着相同之时，比方说体积是较大，零部件也相对较多，而这也是对诊断标准进行评判的主要依据。对诊断标准予以设定之时，要从企业的现状出发，要将企业自身的生产规模，以及煤矿的实际特点也纳入到参考标准当中，这样方可使得诊断标准可以真正对煤矿企业的发展起到一定的促进作用。此外，还要构建起无损检测诊断技术网络，将各种检测方法予以有效的整合，并将发展规划切实制定出来，并要对无损检测技术应用之时出现的各种难点展开深入的研究，进而使得无损检测诊断的实效性大幅提升。

2.2渗透检测

渗透检测也称为渗透探伤，是无损探伤技术的一种。它最早被应用于煤油机车裂缝的检查上。其探测原理是将一种含有染料的着色剂或者具有荧光的渗透剂涂抹上被探测物体表面，在毛细作用下，由于液体的湿润和毛细的双重作用，渗透剂进入到被探测物体表面裂缝中。然后去掉表面多余渗透剂，同时，再涂抹显现试剂。裂缝中的渗透剂在毛细作用下重新吸附在被探测物体表面形成了放大的图像，同时在灯光作用下显现出来。其探测步骤分为清洗、施加渗透剂、去除多余渗透剂、施加显像剂、显示缺陷。

2.3超声波探伤

（1）基本原理。检测人员在应用超声波探测技术时，要根据超声波在介质中的传播状况，来分析设备内部的各类零部件缺陷状况。应用公式t=s/v，作为超声波探测的基本原理，其中，s表示超声波传播的距离，t是时间，v是速度。根据公式可以看出，在一定的传播传播距离内，超声波的传播速度也是固定的，这时就可以利用该公式，获得超声波的传递时间。根据设备人员实际测来的时间，来判断超声波在介质中的传导速度，如果该传导速度与已知的速度数值相符合，则表明介质内部没有缺陷。如果数据不相符，则表明在机械设备内部有一些故障和缺陷。超声波检测设备内部的震荡电路被激发之后，就会产生高频的超声波电信号，电信会被逐步放大，设备内部的探头指针就会将超声波传导出去。利用介质的作用，介质就会将声波回传给设备的接收装置，这时超声波内部的放大器，就会将电信号放大，然后输入给设备内部的计算机处理芯片，就会直接在超声波显示设备上显示出来。（2）超声波探伤的对象分析。设备检测人员通常会应用超声波，去探伤煤矿设备零件，这时，就会利用超声波得到较好的检测结果。锻造原件内产生缺陷的方向通常是在轴长方向，这样就会利用超声波探头直接将声波打入主轴内部，这时就可以利用波触法，向主轴的四周进行检测检验。对于煤矿机械设备内部无法应用轴向检测法时，就可以利用轴端的探测法，这种终端的检测只能起到一个辅助类型的检测。因此，检测人要尽可能应用轴周向的检测技术。

2.4磁粉检测

磁粉检测技术于 20 世纪 50 年代在中国开始起步，随后得到了有效发展，进入 20 世纪 90 年代，标准化技术检测基本形成，至 21 世纪，该技术进入自动化和半自动话状态 。磁粉检测是通过磁粉分布来显现和检测被测物体表面附近的缺陷，主要检测零件或者承压设备的表面缺陷 。其探测原理是缺陷部位的能量泄露使得该部位存在磁场缺失。

2.5涡流检测

涡流检测是一种非接触性无损伤检测技术，其检测原理主要是电磁感性。在检测时，检测线圈接通电源，当有电流通过时在线圈周围必然会有磁场产生，当这种不断交变磁场发生移动时，在导体上必然会产生涡电流 。在进行机械探伤测试时，若存在缺陷或者结构发生变化是会影响涡电流，进而会使得叠加的磁场发生变化 。这种测试方式测试过程中不需要耦合剂，但是仅用于导电材料的检测，存在不能可视化的问题，而且对于零部件内部无法测量 。

结语

（1）超声波检测其未来发展方向应为智能化数字化;射线检测由于其辐射问题，其未来发展方向应更加安全;渗透检测耗材价高且有毒，其未来发展方向应为低成本环保型检测材料;磁粉检测其未来发展方向检测结果准确度高，且具有高效率;涡流检测其未来发展方向应降低材料本身对于检测结果的影响。(2)由于煤矿地下环境复杂性，其未来检测应建立基于煤矿环境的无损检测评价体系以及技术网络，提高检测效率和准确度。(3)未来无损检测方法的发展趋势将由人工操作转向智能化、全自动化、图像化检测。由单一模式向复合模型发展，检测设备向低能耗、高信噪比发展。

参考文献

［1］ 田 劼，朱朴凡，孟国营，等． 煤矿钢丝绳在线无损检测平台的模拟设计及实验研究［J］． 煤炭工程，2020，52 (1):116-121．

［2］ 张 锴． 煤矿机械设备无损检测技术分析［J］． 能源与节能，2019，24(11): 97-98．