無損檢測技術在礦山機械維修中的應用

杜 廣

(新疆地礦局 探礦機械裝備中心，新疆 烏魯木齊 830028)

隨著科學技術的發展，無損檢測技術應運而生，它憑借著其廣泛的應用空間與發展前景已應用于地質勘測、機械、土木、航空航天等專業中，因此，在煤礦機械等一些設備中利用無損檢測技術已成為一種更為安全可靠的必然選擇。它是一種利用物質的某些特性(物理性質)來檢測工件中的缺陷或不勻稱，從而檢測出缺陷的大小、性質、形狀、分布特點。然而此技術應用于礦山機械設備的維修中，更能提高機械的生產效率，保證其工作的安全與可靠性。由于礦山的地理位置與檢測具有很大的難度，這也是采礦事故一直發生人難以解決的原因所在，正是這樣的特殊性，使得無損檢測技術可以應用于礦山機械的檢測中，傳統的礦山機械設備檢測維修需要在停止作業的情況下，人為的對機械進行檢測，這樣大大地降低了機械的生產效率也不能快速找到機械問題所在，而無損檢測技術在不破壞機械性能與安全下，對機械設備進行快速而全面的檢測，能及時發現問題所在，并對這些提出相應的解決方案，所以無損檢測技術在礦山機械維修中的應用具有必然性。

一 損檢測技術的優點

(1)無損檢測相對破壞性檢測相比，具有非破壞性，能對被檢測對象進行全面的檢測而破壞性在一般情況下僅用于對初始材料的檢測，如采用拉伸、壓縮、彎曲等來測定相應的應力，彎矩等，這些顯然破壞了材料本身的初始狀態，而無損檢測則不會破壞原材料，無損測量技術可以對材料的原材料、中間的加工環節以至最后的完工都可以進行檢測。

(2)無損檢測技術存在于很多科學技術領域，方法也非常多，包括射線、超聲波、磁粉、滲渦流以及滲透等常規方法，非常規方法如聲發射、激光、聲發射等。根據煤礦設備運行中的過煤量，有目的性的對重要組成部件進行檢測診斷，從而增加其使用壽命。

(3)在對礦山機械制造、維修過程中，利用無損檢測技術對產品質量進行監控，再利用其他技術剔除不合格品，進而降低生產成本。

(4)能改進制造工藝，能在檢測的同時反饋信息對工藝進行改造，同時進行大量的模擬實驗，直至得出滿足要求可行的工藝流程。

二 無損檢測技術在礦山機械設備中應用與現狀

礦山作業具有特殊性，礦山機械設備通常在粉塵、煤泥等惡劣而復雜的環境中，經常會處于高強度高載荷的工作運轉狀態。為了適應這些特殊要求，我們不得不在提高機械的性能的同時進行無損檢測，以及時發現機械設備的安全隱患。隨著我國工業化的發展，煤炭行業對無損檢測技術的需求更是迫在眉睫，高產高效的礦山機械設備正在向大容量、高強度、大功率、低成本方向前進。我國目前一個大規模的現代化煤礦基地耗資高達幾億元人民幣，這些主要用于購進先進的礦山機械設備，所以，提高機械的使用效率是增加經濟效益，降低生產成本的至關重要環節。無損檢測技術應用于礦山機械設備中，能消除故障隱患和提高設備的檢修質量，更能節約寶貴的時間，這種新進的檢測技術被越來越多的人們所吸引。

為避免礦山安全事故的再一次出現，國家對煤礦的安全生產制定了一系列的安全規程和行業標準，規定生產中對機械的重要環節進行定期檢測，如拉桿、插銷等，以防這些重要環節的漏洞而產生重大的安全事故。無損檢測技術憑借其不損壞構件的特性，能快速檢測出零件的表面以及內部缺陷，從而進行定性評估，根據對缺陷的形狀和位置的測量，分析給出評估結果與解決方案。然而這種同時具備檢測性和針對性的技術應用在礦山設備的加工制造方面以及保養維修過程中對零部件進行全方位的檢測維修，這樣不僅能提升機械的生產效率，與此同時也能延長設備的使用年限，更為重要的是，能有效規避因機械的故障而造成安全事故的風險，這就使得無損測量技術應用于礦山機械設備中能提高安全生產的能力，能保障工人的生命安全，盡量使損失最小化。

無損檢測技術運用在礦山機械的檢測和維修里，往往是利用機械的傳力系統內部缺陷而采用超聲波檢測的。通常情況下運用A 型的脈沖反射超聲波探傷儀，因為這種儀器可以檢測出極其隱蔽與細微裂紋，因而把這種儀器運用在檢測零件連接處的細小裂紋和支座的底座與頂梁處的缺陷處，所以說其檢測精度非常之高，另外還利用滲透檢測技術與渦流檢測技術檢測其他不易察覺與測量的局部零件。因此對一些非常細微的焊接縫最好用射線檢測技術。礦山工作環境因粉塵、煤泥、噪音的影響，使得采掘現場空間狹小，氧氣含量不足;在選擇檢測方法之前，應對被測工件如軸、變速箱、支座、齒輪、零件的材質、加工方法有確定的了解，對零件的大小、形狀以及部位做人真的數據分析，才能確定檢測方法。面對如此高難度的挑戰，礦井下采用無損檢測技術對機械設備進行安全隱患的排除與預防性檢測，則是非常重要的步驟。下面給出不同厚度的工件的幾種檢測方法。

表1 不同厚度的工件無損檢測診斷方法

表2 焊縫超聲波探傷內部質量等級

利用數字無線通信技術來取代傳統的模擬技術通信，能及時對設備進行實時監控與檢測，并能對設備進行故障分析、診斷與維修，此方法在不停止作業的前提下進行診斷維修，此法具有經濟性與效益性，因其具備通信的實時性與準確性，能更好的應用于礦山機械設備的檢測與維修。

三 無損檢測技術在礦山機械維修中的實際問題

當前工業發展情況下，無損檢測技術在煤礦中的應用仍處于初級階段，具有很大的發展空間與巨大的前景和研究的價值。

1.由于無線技術受干擾嚴重的問題，在實際應用過程中有一定難度。

2.由于受溫度等多方面的影響，在實施過程中比較困難，將理論應用于實際還存在一些技術性的問題。

3.檢測專業人員和高級管理人員比較少，即打的阻礙了無損檢測技術在礦山機械維修中的應用，經驗豐富的檢測人員大多是老一輩了，而年輕的檢測工作人員雖然擁有強大的技術作支撐，但沒有或缺乏切實的實踐經驗。

4.目前國家和高校對無損檢測技術還不夠重視，我國的無損檢測技術還處于比較薄弱的初級階段，目前能夠學習和瀏覽的網站比較少，測技術綜合網站更加少，僅僅只有幾家網站。

四 無損檢測技術的期望與發展

隨著中國無損檢測技術的發展和進步，超聲無損檢測已經應用到了幾乎所有的工業部門，航空航天、橋梁道路建設、礦山工業已廣泛應用無損檢測技術。中國在無損檢測技術上取得的重要進步大體上包括計算機化超聲系統、超聲波探傷檢測、超聲數字處理、超聲波信號處理、高頻超聲無損檢測技術、各種掃描成像技術以及一些復雜構件的自動掃描超聲成像檢測等。無損檢測技術的規范化與標準化為檢測技術提供了更為方便、快捷的檢測方法，檢測儀器的數字化、小型化、圖像化、智能化等一系列發展，為從理論到實際的發展提供了保證。目前我國引進了ISO，ATSM、DIN、SS、BS NF 等多個國外標準，無損檢測人員的培訓逐漸與國際接軌。

五 結語

綜上所述，建設應用于礦山機械維修的無損檢測技術，要借助于多種無損檢測技術，使檢測儀器的使用更加方便，實現數字化、智能化、圖像化。一些靈敏度高、可靠性高、效率高的無損檢測設備和診斷儀器的大量涌現，為無損檢測技術應用于實際工業化作業提供了可靠的技術手段。希望無損檢測技術在礦山機械維修中的應用會發展的更加快速，穩健。

［1］本書編寫組;礦山機械使用與維修煤炭工業出版社，1997

［2］高秀華;工程機械結構與維護檢修技術［M］;化學工業出版社，2004

［3］中國機械工程協會無損檢測協會無損檢測概論［M］;北京機械工業出版社，1993

［4］郭美生;無損檢測技術在煤礦機械設備維修中的應用煤炭技術，2004