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煤矿机械设备的超声检测技术应用

摘要:在煤矿开采中,机械设备的使用是保证开采工作正常进行的基础,因此对煤矿机械设备的性能要求十分严格,分析煤矿机械设备超声检测技术及其应用情况。

关键词:煤矿行业;机械设备;检测技术;技术应用

0引言

煤炭是我国生产中使用得最为广泛的能源之一,因此,煤矿的开采工作就显得格外重要,只有合理有效的进行煤矿开采才能满足社会发展的需要,但在煤矿开采的过程中,难免会出现一些机械设备问题,严重影响了煤矿开采的质量和效率?;瞪璞赋觳饧际踉诿嚎罂芍械挠τ?,有效提高了机械设备维护的便利性,而如何更好地促进超声检测技术的应用,就需要相关人员进行不断探索和研究。

1煤矿机械设备维修情况分析

1.1煤矿开采过程中忽略对机械设备的维护

随着我国科技水平的不断提高,越来越多的科技产品使用到了煤矿行业的开采中,有效提高了煤矿开采的质量和效率?;瞪璞冈诿嚎罂芍械氖褂貌唤龃俳嗣嚎笮幸档姆⒄?,在减少了传统的煤矿开采工作量的同时,也具有了更高的安全性。但在煤矿开采过程中,开采环境大都比较恶劣,如果机械设备在这种环境下长时间运行,势必会产生各种故障,进而对煤矿开采工作造成影响,这就需要针对煤矿机械设备的实际情况来采取相应的维护措施。煤矿机械设备在实际使用中,由于长时间超负荷使用导致故障时,因维护人员没有规范地处理故障,常导致机械设备的进一步损坏。

1.2煤矿机械检测技术的手段有限

煤矿开采中,往往采用成套的机械设备,具有技术含量高、制造工艺复杂,以及使用或维修比较繁琐的特点。由于机械设备的复杂性,故障出现时操作人员很难快速解决。因此,需要相关人员采取相应的检测技术来对机械设备的故障情况进行检测和分析,进而根据实际情况进行故障的排除。但因相关人员的检测技术手段有限,对故障处理往往是根据自身经验进行的,这种不规范的检测方法,既容易产生一定的故障判定偏差,也会造成机械设备的进一步损坏。

1.3煤矿机械设备的探伤方法单一

在煤矿机械设备的探伤检测中,其探伤检测方法比较单一,主要通过手工探伤的方式进行故障的检测,这种方法存在很大的局限性,主要是依靠探伤人员的经验来进行的,并且这种探伤方法还存在很大的不确定性,只能对简单的机械设备故障进行探伤处理,而一旦涉及到机械设备内部的零件等损坏时,手工探伤的方法就达不到预期效果,如果探伤人员的水平低,还会出现错误判断等,导致后期维修的无效性。

2超声检测技术类型

2.1接触式超声波检测技术

超声检测技术的类型有很多,而接触式超声波检测技术是最为常用的类型之一,主要包括脉冲反射法、共振法及穿透法等。(1)脉冲反射法,主要是针对检测的试件进行超声传递,进而通过试件内部和底部的反射波的情况来了解其内部和其他位置的缺陷,能够有效地了解试件缺陷的位置和大小。(2)共振法,主要是通过声波共振的原理来进行试件故障的判断,声波在试件中进行传播,进而通过声波和试件的共振来判断试件是否存在共振频率的变化,进而确定试件故障的位置。(3)穿透法,是通过在试件两侧放置相应的探头,超声从一侧的探头中发出,进而穿过试件后,得到另一个探后的信号接收,进而对这些脉冲信号的强度和变化幅度进行分析,来判断试件内部的缺陷情况。

2.2电磁超声检测技术

电磁超声检测技术的产生主要是借助于电磁声换能器的功能来实现的,电磁声换能器主要是通过电磁效应来实现超声波的激发以及接收,主要是由电磁铁、被测组件以及高频线圈等组成,依靠电磁声换能器的使用,可有效实现在高温等恶劣环境下的无损检测,而在使用电磁声换能器的过程中,通过改变不同形状磁铁以及线圈排列方式,就可以进行超声波纵波、横波等不同频率波的转变。电磁超声检测技术的实现主要是在高频线圈中通过电流,进而试件表面就能够感应到相应的涡流,而这种涡流在外加磁场作用影响下就会先产生相应的罗伦兹力,进行在机械力作用下产生高频的振动,形成一定的超声波,进而被相应的仪器所接收。

2.3空气耦合超声波检测技术

空气耦合超声波检测技术,是通过空气作为耦合剂方法进行的,通过探头发射一定的超声波,先经过空气,再进入试件,进而进入试件的超声波再被相应的探头所接收。该方法因受到诸多因素的影响,例如,超声波是需要空气作为耦合器的,而超声波在空气中的传播是逐渐衰弱的,另外,超声波在进入试件时,在空气和试件表面的接触点会产生一定的声波反射,并且,超声换能器转换效率也会影响超声波的准确检测,既限制了空气耦合超声波检测技术的发展,也限制了在实际中的广泛应用。

3煤矿机械设备超声检测技术的应用

3.1在矿山变频器检测中的应用

由于超声检测技术的种类比较多,所以在矿山变频器检测中可以使用相应的超声波探伤仪器来进行故障的检测,如超声波探伤仪器可以有效检测到矿山变频器电频变化的情况,通过矿山变频器电频变化的情况就能了解其故障的产生。超声波探伤仪器的使用,主要是将相应的超神波探头靠近矿山变频器,这时候探头就可以探测到矿山变频器的电压、电流等相关数据,进而呈现在超声波探伤仪器的液晶屏幕上,将这些数据传输到相应的故障处理中心,故障处理中心会给出相应的故障处理措施和方法,以便相关工作人员能够针对性地对故障进行处理。

3.2在铸造类零件中的应用

由于煤矿开采过程中使用的机械设备种类比较多,而铸造类机械又是主要部分,如摇臂箱、挖矿机变速仪箱等,结构十分复杂,晶体的颗粒也比较粗等,鉴于这些特点,在实际检测中就会导致声波发生散射、出现波纹等现象,进而对超声波的接收造成很大干扰,因此在进行此类超声检测时,应该选择低频率的直型超声探测头。

3.3在锻造类零件中的应用

虽然锻造类机械零件在煤矿开采中的使用比较常见,但这种零件的使用存在很大的局限性,如材料的延伸性不好,在使用时如果遇到拉伸情况比较严重时,就会产生一定的折痕和裂纹,同时也不能承受很大的旋转力和冲击力等。所以多用于设备中的轴类零件等,因这些零部件的结构比较复杂,所以在进行超声检测时可以使用直型声波探测的方式,通过移动直型声波探测头来对此类零件进行全面检测。

3.4在焊接类机械零件中的应用

在煤矿开采中,焊接类零件多用于支架类的构件,由于使用环境等原因,造成其损伤往往出现在零件的表面,支架类构件的使用是否牢固,主要依据于支架类构件的焊接部位是否牢固,因此在进行超声检测时,需针对支架类构件的焊接处进行检测。在对构件焊接处进行检测时,常使用声波仪器,检测手段主要是将相控阵和声波相结合,通过相控阵的方法能够有效控制超声波的管束,进而实现对支架类构件大面积的扫描,从而产生清晰的超声波扫描图像,该方法在煤矿机械设备检测中比较常用。

4结语

煤矿行业在我国经济体系中占据着重要的地位,所以需要对煤矿机械设备进行有效的质量检测,从而保证煤矿工作的顺利开展。如何选择超声波检测技术来进行机械设备的故障排查,就需要相关人员认真分析机械设备的实际情况,进而选择相应的超声波检测技术,从而保证煤矿机械维护工作的高效进行。

参考文献

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作者:闫成军 单位:山东安顺矿业科技有限责任公司

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