超聲波探傷技術(shù)在礦山提升設(shè)備檢測(cè)中的應(yīng)用

高羚

摘 要：礦山提升機(jī)長(zhǎng)期處于高負(fù)荷大強(qiáng)度的惡劣運(yùn)行環(huán)境中，在運(yùn)行中發(fā)生的機(jī)械故障不僅僅會(huì)造成重大經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致大量人員傷亡，只有通過(guò)周期性的現(xiàn)場(chǎng)在用檢測(cè)，對(duì)一些機(jī)械故障做出早期診斷，同時(shí)采取必要的預(yù)防措施，才能使之安全運(yùn)行。該文將應(yīng)用超聲波探傷技術(shù)，針對(duì)礦山設(shè)備安全隱患的檢出進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：礦山提升設(shè)備 超聲波探傷技術(shù) 檢測(cè)

中圖分類號(hào)：TD53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）09（c）-0060-01

礦井提升機(jī)是礦山提升設(shè)備的主體，其運(yùn)行的安全可靠性對(duì)礦井的安全有著極其重要的意義。其中提升機(jī)的主軸又是提升機(jī)的重要組成部分之一，在正常工作中，主軸受到扭轉(zhuǎn)、彎曲、擠壓、接觸等多種復(fù)合應(yīng)力的作用，同時(shí)磨損也是降低主軸壽命、影響安全運(yùn)轉(zhuǎn)的因素之一。比如，在2006年某煤礦就發(fā)生過(guò)副井提升機(jī)主軸斷裂的事故，當(dāng)時(shí)例行維護(hù)人員在檢修查繩時(shí)發(fā)現(xiàn)異常聲響，通過(guò)排查發(fā)現(xiàn)主軸雙滾筒之間有縫隙存在，其裂縫之大竟然可以容一根棉線垂直通過(guò)，軸體幾乎已經(jīng)徹底斷開(kāi)，所幸發(fā)現(xiàn)及時(shí)，未造成重大事故。

礦山在用提升機(jī)的主軸鍛件不解體或部分解體超聲檢測(cè)可依據(jù)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T 1581-1996《汽輪機(jī)、汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和主軸鍛件超聲波探傷方法》中規(guī)定的方法進(jìn)行檢測(cè)，也可依據(jù)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)GB 6402-2008《鋼鍛件超聲檢測(cè)方法》中規(guī)定的方法進(jìn)行檢測(cè)。

1 準(zhǔn)備工作

探傷人員必須了解并熟悉被檢主軸各項(xiàng)基本情況。內(nèi)容包括：材料、熱處理狀態(tài)、幾何形狀與結(jié)構(gòu)、主要幾何尺寸、主軸組件的裝備結(jié)構(gòu)、主軸的受力狀態(tài)，探傷現(xiàn)場(chǎng)條件及環(huán)境等因素。根據(jù)不同型號(hào)的提升機(jī)和提升絞車的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，受力形式，應(yīng)力集中的程度不同來(lái)選定探傷部位，應(yīng)選擇最有可能發(fā)現(xiàn)缺陷的探傷部位作為檢測(cè)面。一般主軸的聯(lián)軸器軸變徑部位、滾筒的電機(jī)端死大邊的變徑部位、切向鍵槽的根部易產(chǎn)生橫向疲勞裂紋，應(yīng)作為重點(diǎn)檢測(cè)區(qū)域。在選定的檢測(cè)部位用棉紗和砂紙等清理污染物、打磨銹蝕等，主軸探傷面的表面粗糙度Ra一般應(yīng)不大于6.3 m，且不能粘附油漆、銹蝕、焊渣污垢等異物。探頭的頻率一般應(yīng)根據(jù)被檢主軸的金屬晶粒度狀態(tài)來(lái)選擇。日常探傷檢測(cè)時(shí)一般采用2.5 MHz的探頭，粗晶材質(zhì)一般采用1.25 MHz的探頭。標(biāo)準(zhǔn)試塊一般選用CS-I、CSK-IA、CSK-IIA、RB-2等型號(hào)。探頭在主軸裸露部位用直探頭全方位掃查，徑向探測(cè)時(shí)的檢測(cè)方法有大平底調(diào)節(jié)法和對(duì)比試塊法。徑向厚度S≤3 N（近場(chǎng)區(qū)）時(shí)才采用試塊調(diào)整法，S>3 N（近場(chǎng)區(qū)）的主軸能采用底波調(diào)整法調(diào)整探傷靈敏度，如此操作即可不用再考慮耦合誤差補(bǔ)償，也不用考慮主軸材質(zhì)同標(biāo)準(zhǔn)試塊之間的聲衰減誤差補(bǔ)償。大平底調(diào)節(jié)靈敏度時(shí)，首先要采用能顯示材料組織反射的高靈敏度在主軸各段找出無(wú)缺陷反射的部位，然后將該部位的底波幅度調(diào)到80%。斜探頭檢測(cè)時(shí)的調(diào)整時(shí)，利用CSK-IIA或者RB-2試塊將探傷系統(tǒng)靈敏度調(diào)整為Φ2或Φ3水平。

2 檢測(cè)掃查

2.1 直探頭掃查

（1）打開(kāi)主軸端面端蓋（如果條件允許應(yīng)盡可能將聯(lián)軸器端也拆開(kāi)），然后將直探頭置于主軸端面做探傷掃查，掃查中需要特別注意軸端周邊部位。探頭掃查的同時(shí)，應(yīng)密切注意儀器屏幕的波形變化并對(duì)有關(guān)顯示的信息逐一判斷。（2）在主軸裸露部位用直探頭做周向的全方位掃查。直探頭掃查的同時(shí)，應(yīng)密切注意儀器屏幕的波形變化并對(duì)有關(guān)顯示的信息逐一判斷。

2.2 斜探頭掃查

將斜探頭在主軸滾筒內(nèi)及兩滾筒之間的主軸裸露部位做軸向與周向掃查，以盡力檢測(cè)掃查滾筒大邊、軸承座內(nèi)、聯(lián)軸器等位置的主軸未裸露部位。

3 判定準(zhǔn)則

（1）礦山在用提升機(jī)和提升絞車主軸上不允許有疲勞裂紋缺陷的存在，當(dāng)確認(rèn)為裂紋回波之后，應(yīng)做如下處理：

①應(yīng)盡可能地用磁粉探傷或滲透探傷方法進(jìn)行驗(yàn)證。②測(cè)出裂紋的回波幅度、各項(xiàng)延伸長(zhǎng)度、位置及取向。③觀察與裂紋回波相對(duì)應(yīng)的主軸上的具體部位，將檢測(cè)結(jié)果按坐標(biāo)作相應(yīng)的記錄。

（2）礦山在用提升機(jī)和提升絞車主軸內(nèi)部缺陷可依據(jù)GB/T 6402-2008《鋼鍛件超聲檢測(cè)方法》中的結(jié)果評(píng)定，質(zhì)量等級(jí)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)按產(chǎn)品的技術(shù)條件和有關(guān)規(guī)定選擇或經(jīng)合同雙方協(xié)商選定；也可依據(jù)GB 20181-2006《礦井提升機(jī)和礦用提升絞車安全要求》中4.3.9條的規(guī)定執(zhí)行，GB 20181-2006《礦井提升機(jī)和礦用提升絞車安全要求》結(jié)果評(píng)定如下：主軸應(yīng)進(jìn)行探傷檢查，內(nèi)部不應(yīng)有白點(diǎn)和裂紋，其夾雜和非裂紋性缺陷要求如下：在主軸軸心2/3直徑范圍內(nèi)的單個(gè)、分散性缺陷和密集性缺陷，應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定；在主軸軸心2/3直徑以外范圍，允許存在不大于Φ5 mm的當(dāng)量單個(gè)、分散性缺陷6個(gè)；允許存在小于Φ4 mm的當(dāng)量密集性缺陷，但缺陷區(qū)面積不應(yīng)超過(guò)被探面積的5%；也可參照J(rèn)B/T 1581-1996 《汽輪機(jī)、汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和主軸鍛件超聲波探傷方法》中檢測(cè)結(jié)果評(píng)定執(zhí)行；依據(jù)GB/T 6402-2008《鋼鍛件超聲檢測(cè)方法》結(jié)果評(píng)定，所要求的質(zhì)量等級(jí)按產(chǎn)品的技術(shù)條件、有關(guān)規(guī)定或供需雙方協(xié)商選定；參照J(rèn)B/T1581-1996《汽輪機(jī)、汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和主軸鍛件超聲波探傷方法》結(jié)果評(píng)定如下，各類鍛件的探傷結(jié)果分別按JB/T 7025、JB/T 1265、JB/T 7027、JB/T 7026、JB/T 1267、JB/T 7178中規(guī)定進(jìn)行評(píng)定。

4 提升系統(tǒng)其他設(shè)備

天輪軸（導(dǎo)向輪軸）不解體或部分解體的超聲檢測(cè)應(yīng)依據(jù)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)MT 684-1997《礦用提升容器重要承載件無(wú)損探傷方法與驗(yàn)收規(guī)范》中規(guī)定的方法進(jìn)行檢測(cè)；井下架空乘人裝置驅(qū)動(dòng)輪與迂回輪主軸的超聲檢測(cè)應(yīng)依據(jù)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T 1581-1996《汽輪機(jī)、汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和主軸鍛件超聲波探傷方法》中規(guī)定的方法進(jìn)行檢測(cè)；帶式輸送機(jī)滾筒軸超聲檢測(cè)應(yīng)依據(jù)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)GB 6402-2008《鋼鍛件超聲檢測(cè)方法》中規(guī)定的方法進(jìn)行檢測(cè)減速器軸檢測(cè)可依據(jù)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T 1581-1996《汽輪機(jī)、汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和主軸鍛件超聲波探傷方法》中規(guī)定的方法進(jìn)行檢測(cè)，也可依據(jù)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)GB 6402-2008 《鋼鍛件超聲檢測(cè)方法》中規(guī)定的方法進(jìn)行檢測(cè)。