X射線無損檢測技術在礦用鋼絲繩芯阻燃輸送帶產品檢測中的應用

　　作者簡介；楊家山（1973—），男，吉林樺甸人，工程師，研究方向：煤礦質量技術監督
　　
　　X射線無損檢測技術在礦用鋼絲繩芯阻燃輸送帶產品檢測中的應用
　　楊家山
　　（平頂山天安煤業股份有限公司質量技術監督中心河南平頂山467000）
　　摘要：簡要介紹了運用X射線無損檢測技術，對煤礦鋼絲繩芯阻燃輸送帶產品進行的無損檢測。近些年公司對鋼絲繩芯阻燃輸送帶進行無損檢測，發現了不少安全隱患，保障煤礦安全生產做出了貢獻。
　　關鍵詞：煤礦鋼絲繩芯阻燃輸送帶X射線探傷
　　中圖分類號：TD528.1文獻標識碼：A文章編號：1672-3791(2011)06(b)-0000-00
　　
　　近些年來隨著國民經濟的快速發展，國家對煤炭資源的需求日益增大，礦井產量記錄不斷刷新，這勢必要求礦井運輸系統同步發展，具有運輸快、運量大等優點的的鋼絲繩芯皮帶運輸機得到了廣泛應用，平頂山天安煤業股份有限公司是一家以能源化工為主導的國有特大型企業集團， 2010年煤炭產量突破5000萬噸，井下在用鋼絲繩芯皮帶十余萬米。
　　但鋼絲繩芯皮帶運輸機使用過程中，由于井下環境差、輸送帶載荷量大等因素，不可避免造成鋼絲繩芯銹蝕、斷裂或接頭伸長等問題出現，接頭處往往是皮帶斷裂的源點，一旦出現問題將造成巨大的經濟損失和人員傷亡，屬于重大安全事故。在我國煤礦鋼絲繩芯皮帶運輸機運輸系統設計時，安全規程要求對鋼絲繩芯輸送帶進行檢測。
　　
　　1 鋼絲繩芯輸送帶接頭事故隱患
　　由于受輸送帶生產所限，輸送帶出廠長度大多為100m左右，而井下每臺輸送機輸送帶大都在2000—3000m左右，一條皮帶機接頭就有二三十處接頭，這些接頭在硫化膠接過程中，由于受膠接工藝，操作技術，地區季節溫差等因素影響，不可避免地產生一些膠接缺陷，膠接后輸送帶在長期使用中又承受著拉力、壓力、沖擊力、摩擦力，有的還安裝在20°～30°坡度上，這都大大增加了輸送帶的承載負荷，輸送帶接頭處本來就是薄弱點，所以在此處斷裂受損幾率更大，如不及時檢測發現并處理，可能發生斷帶事故。
　　
　　2 X射線探傷在鋼絲繩芯輸送帶接頭檢測中的應用
　　鋼絲繩芯輸送帶是由兩種不同材料組成。由于這兩種材料密度相差較大，不能用常規方法檢測，這就需要從輸送帶中兩種材料的物理性能來分析研究，選擇有效的檢測方法和措施。
　　2.1鋼絲繩芯輸送帶物理性能分析
　　鋼絲繩芯輸送帶主要是由合成橡膠和鋼絲繩構成。以合成橡膠為主體，有規律分布數條鋼絲繩芯，而合成橡膠是由單體經聚合反應而成。合成橡膠單體主要是有丁二烯、甲基二丁烯、苯二烯、異丁烯、氯丁二烯、丙烯、乙烯等，由于橡膠特性決定其受力后橡膠單體分子鏈呈無序的卷曲狀態，分子間、鏈段間有空隙，而這些空隙充滿空氣，這使輸送帶既有充填氣體的橡膠中又有金屬存在，這就決定了磁粉、滲透、渦流等無損檢測技術無用武之地；橡膠屬彈性介質，具備傳播超聲束的能力，但由于橡膠的疏密狀態，分子間、鏈段間對超聲波能量衰減較大，并且空隙間形成第二介質，在儀器示屏上出現多次林狀回波，很難分辨出缺陷信號，故超聲檢測技術也不適宜采用。
　　2.2 X射線檢測技術在鋼絲繩芯輸送帶接頭檢測中的應用及原理
　　2.2.1 X射線檢測技術在鋼絲繩芯輸送帶接頭檢測中的應用的理論基礎
　　X射線探傷檢測技術，是五大常規探傷方法之一，即用一束射線照射檢驗對象，未被被檢工件吸收掉的那部分射線射到一張膠片上，這部分射線以攝像技術中光線相似方法使膠片感光，膠片得到一個兩維“影像”，受被檢工件的密度、厚度以及成分的變化，會使射線強度發生相應改變，在底片上表現為黑度的變化，從而根據底片黑度來評定被檢工件內在質量。
　　黑度值D的計算
　　D= lgＬ０／Ｌ（１）
　　式中：lg—常用對數；Ｌ０—入射到底片的光強；Ｌ — 透過底片的光強；Ｌ０／Ｌ又稱阻光率。
　　黑度是射線照相影像質量的基礎，黑度還與對比度有關，對比度計算公式如下：
　　△Ｄ＝０.４３4μG△T／（ｌ+ｎ）（２）
　　式中：μ—線質
　　G—梯度 ；△T—被檢工件厚度； ｎ—散射比
　　根據（２）式得知，膠片梯度，被檢工件厚度是固定值，要想獲得理想的底片黑度D值，就得從線質μ和散射線n兩個物理量去考慮。X射線質有軟硬之分，但理論上有沒有明確界限，只能從實際X射線照相中對曝光量合理選擇，得到合適的線質，常用線質表示法如表1
　　線質表示法
　　 在鋼絲繩輸送帶X射線探傷中，選擇合理的曝光量，是X射線線質得到預期的改變，滿足橡膠與鋼絲繩的特定條件需要。曝光量的選擇主要因素是管電壓，波長與管電壓成反比，故X射線線質以及穿透能力均與管電壓有關，依據
　　2.2.2 X射線檢測技術在鋼絲繩芯輸送帶接頭檢測中的應用
　　經過理論研究和多年的實踐經驗證明X射線檢測技術在鋼絲繩芯輸送帶接頭檢測中的應用是可行的。
　　前幾年我們是通過現場X射線照射，后經暗室洗底，評片，出報告等程序開展檢測工作的，但不能實現在線檢測而且周期較長。近些年來隨著X射線無損探傷水平的提高，尤其是在鋼絲繩芯輸送帶接頭檢測技術開發上，根據橡膠和金屬鋼絲繩兩種材料的不同特性，結合X射線檢測技術原理，國內很多生產廠家生產的在線X射線無損探傷機（俗稱輸送帶CT機）得到廣泛使用，可以保存檢測記錄，隨時打印，而且可以加裝報警功能。
　　
　　3結語
　　X射線檢測技術在鋼絲繩芯輸送帶接頭檢測中的廣泛應用，及時發現鋼絲繩輸送帶內部缺陷，并根據缺陷情況采取適當措施進行處理，避免了斷帶事故的發生，給煤礦安全生產奠定了基礎。
　　
　　參考文獻
　　[1］中國機械工程學會無損檢測學會.無損檢測概論.機械工業出版社.1993.
　　[2］中國機械工程學會無損檢測學會.射線檢測.機械工業出版社.1997.
　　[3］煤礦安全規程.煤炭工業出版社.2005.
　　[4］