無損檢測方法在煤礦機械設備維修中的應用

霍 偉

（西山煤電（集團）有限責任公司機電廠，山西 太原 030053）

引言

煤礦機械設備通常需要長時間的連續運行，且在運行的過程中震動、粉塵、重載等運行的環境較為惡劣，導致其故障率較高。無損檢測是運用設備內部結構改變，引起的光、電、熱、聲、磁等物理或化學變化，對煤礦機械缺陷的類型、位置、形狀和數量等進行準確定位的一種檢測方式。相對于傳統的煤礦機械設備維修檢測，無損檢測不需要對煤礦機械設備進行長時間的停工檢測，且檢測準確度高、耗時短。在煤礦機械設備的維修中引入無損檢測方法可大大提升設備維修的質量，提高設備的可用性和維修效率，保證煤礦生產的連續性。

1 煤礦機械設備維修中常用的無損檢測方法

常用的無損檢測方法包括超聲檢測法、渦流檢測法、微波檢測法、磁粉檢測法、紅外檢測法和滲透檢測法等。在對煤礦機械設備進行維修檢測時，應根據大致判斷的故障部位、部件的材質和工件的厚薄程度來選擇合適的無損檢測方法。圖1為常規與非常規無損檢測方法[1]。

圖1 常規與非常規無損檢測方法

通常壁厚在1 mm以下的工件最好采用渦流和磁粉檢測法；1～3 mm壁厚的工件可采用微波或者超聲檢測法；10 cm壁厚之內的部件，建議采用射線檢測法；25 cm以內的部件則采用超聲波檢測法。當然不同材質的煤礦機械設備采用的無損檢測方法也各不相同。超聲波檢測適用于復合材料、金屬和非金屬等多種材料的檢測，設備攜帶方便，可進入煤礦開采現場進行檢測，靈敏度較高，對于一些細小的缺陷也能輕易檢測出來，但是對于面積不規則的缺陷則不敏感。磁粉檢測主要用于除奧氏體不銹鋼之外磁性材料，可以檢測出極細小的裂紋。滲透檢測則可以應用于各種材料的檢測中，應用范圍較廣。渦流檢測法主要用于導電材料表面和近表面缺陷的檢測，雖然不用直接接觸被檢查部件，但是對于表面情況復雜的工件并不適用。

在煤礦機械設備的維修過程中，超聲波檢測法用于度動力軸、傳動軸等軸承進行無損檢測。滲透檢測法則用于推移橫梁、箱體、驅動部行星架等容易發生部件表面開口的缺陷，檢測精度高。對某些隱藏較深的部件，最好采用射線檢測法，檢測成本較高，對檢測人的身體傷害大，不建議經常使用。通常情況下，對于軸承、減速箱的部件，主要檢查其做工精細程度和表面情況，因其部件多為金屬材質，采用紅外、超聲和磁粉檢測法比較適宜。對于大型機械設備的內部，易采用射線、微波和中子等檢測法，這樣不僅能節約拆卸機械的時間，而且提高了煤礦機械設備維修的效率。

對于煤礦機械的軸承類檢測，通過超聲波發生的折射和反射位置能夠精準定位缺陷的發生位置，并進行快速維修。由于煤礦機械的長期運行，經常會出現焊縫開裂等現象，運用X或者R射線進行照射，可以清晰地觀察到焊縫厚度和密度的變化，為維修中的重新焊接提供了方位。在刮板機推移橫梁的故障缺陷發生時，應將滲透液注入至目測法大致觀察的缺口內，通過顯像劑最終呈現出破損的位置。對于煤礦機械中，一些較易受到摩擦、燒壞的電器節點，可以運用紅外線測溫的方式，判斷部分是否損壞。聲發射檢測運用接收并分析材料自身的聲發射信號來判斷其結構是否完整，是否造成了應力腐蝕和材料的變形，主要用于材料形態方面的檢測。

2 運用無損檢測做好煤礦機械預防性維修的推廣應用

2.1 制定和完善無損檢測的標準體系

煤礦機械運用無損檢測之前必須對機械的材質、零部件形狀等進行充分了解，這就需要獲得各方面的信息[2]。針對煤礦運輸設備和篩分設備的不同，應制定不同的檢測標準體系，特別要結合企業自身的規模和機械設備的類型，要確保制定標準的準確性。

2.2 研發符合企業需求的無損檢測設備

隨著人工智能技術水平的不斷提高，煤礦企業應從實際情況出發，促進人工智能與無損檢測的融合。將便攜式的超聲設備與機器人等產品結合起來，打造符合煤礦機械預防性維修的產品，提升煤礦機械的可用性和穩定性，及時發現問題，避免煤礦機械的長時間停機。

無損檢測與傳統的煤礦機械故障檢測存在較大的差異，煤礦機械設備的檢修工作人員應積極適應新變化，多學習相關知識，真正做到各種檢測標準和檢測數據的爛熟于心。煤礦企業定期組織相關人員進行專業培訓，宣貫企業標準，宣傳新技術、新理念，在煤礦企業中全面推廣無損檢測方法，提高煤礦的整體生產效率。

3 結語

在煤礦機械設備的維修中運用無損檢測的方法，可能存在多個無損檢測方法并用的情況，需要根據情況綜合判斷。無損檢測方法在煤礦機械中的大規模應用，有利于提高煤礦機械預防性維護的水平，對于提升煤礦機械設備的運行壽命具有重要的意義。