超聲檢測技術在煤礦機械檢測中的實踐

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摘要：隨著我國工業的不斷進步和發展，對煤礦的需求也在與日俱增。煤礦產業已成為我國當前重要產業之一。機械設備在煤礦生產中發揮著巨大的作用，而機械設備長期在惡劣的工作環境中運行往往會使一些零件出現問題，不僅降低了生產效率，還會威脅工作人員的人身安全。本文主要分析了超聲檢測技術的特點以及在煤礦機械設備安全檢測中的常用方式。

關鍵詞：超聲檢測技術；機械設備零件；特點；方式

1超聲檢測的特點

無損檢測可以在不損壞檢測對象的情況下對工件受損的部位進行檢測，這樣能夠減少設備安全隱患，提高設備質量，從而縮短檢修周期。無損檢測方法主要包擴超聲、滲透、磁粉、射線、渦流等，煤礦在用設備無損檢測常用前三種。所有的無損檢測方法都具有一定的適用性和局限性。滲透檢測成本低、操作簡便，但只能檢測表面開口的缺陷。磁粉檢測主要用于檢測鐵磁性材料表面和近表面的缺陷，但只能檢出缺陷長度，無法檢測出缺陷的深度和自身高度，寬而淺的缺陷難檢出。在所有的檢測方法當中，超聲檢測比較簡便快捷，并能判斷內部缺陷的位置和大小。超聲檢測儀器具有一定的靈敏性，能夠通過較強的穿透性結合實際情況快速檢出損傷的部位和程度，評估零件的使用壽命，便于工作人員及時對零件進行維修或更換，有效地減少了技術人員檢測的時間，延長了機械設備的使用壽命，為企業節省檢測和維修費用。另外，機械設備在過載、使用過度等情況下易造成零件磨損，給安全生產帶來巨大隱患。運用超聲檢測技術在不拆卸設備情況下檢測零件的磨損情況，能有效避免零件出現較大損傷而引發安全生產事故，對煤礦安全生產和提高生產效率意義重大。

2超聲檢測在煤礦機電設備中的應用

2.1超聲檢測大型鑄件

在煤礦機械中，鑄件類零件主要為空壓機曲輪軸等。鑄件類零件的形狀具有一定的復雜性，其晶體顆粒較大且粗，并且分布不均勻，極易發生散射反應，從而產生草形波紋，增強了干擾能力，使信號強度降低。如果聲波頻率設置極高，那么干擾的強度會變得更強。因此，在利用超聲檢測技術進行檢測時，超聲探測頭應當選用直型且頻率比較低的探頭。

2.2超聲檢測大型鍛件

鍛造類機械零件在制作過程中容易因為其延展性較強而發生開裂或者彎折，使其產生裂紋或者折痕，在受到應力、沖擊力或者旋轉力的作用時，其凹槽會發生碰撞或者出現滑動的現象。因此，鍛造類機械零件容易損壞的位置一般是軸頸、軸肩以及凹槽處。煤礦機械設備中有著較多的鍛造類零件，這些零件的結構比較復雜，安裝過程也非常困難，很難通過拆解來檢測。傳統的探測方法即使消耗大量的人力、物力和財力，也不具有較好的檢測效果。然而，鍛件中多數缺陷有一定規律可循，以平面型缺陷為主，選用超聲檢測技術來對鍛造類零件進行檢測，可以解決拆卸不便問題。鍛造軸類零件的主要檢測方法如圖1所示。第一：利用超聲儀的直型探頭從軸端面來對整個軸身進行全軸穿透檢測，盡可能從兩個方向進行檢測。對于小尺寸的鍛件，可以選用雙晶直探頭檢測。在圖中的①位置。第二：利用斜探頭來檢測近端面軸頸根部的位置。要結合零件實際損傷情況來確定斜探頭的角度，使斜探頭能夠檢測到軸頸部的全部方位。在圖中的②位置。第三：利用小角度縱波斜探頭來檢測遠端面軸頸根部的區域。在圖中的③位置。同時用斜探頭來進行輔助性的檢測。在圖中的⑤位置。

3超聲檢測焊接件

煤礦機械設備中的焊接件主要是閘盤等。焊接類零件的表面比較容易出現裂痕和勞損。因此，如果要使焊接部位牢固，工作人員必須定期對零件的焊接部位進行檢查。目前，煤礦機械設備主要應用超聲波探傷儀來檢測零件的焊接部位。焊縫的晶粒比較細小，可以選擇高頻率的斜探頭，對于板厚較大，衰減明顯的焊縫，應選用較低頻率探頭。但是超聲波探傷儀中的斜型聲波探頭的角度有一定限制，其聲波無法對焊接部位進行全面檢測，在檢測中會出現大量的盲點，并且超聲波波紋在擴散的過程中會降低信號的強度，為準確探測缺陷部位和形態帶來了難度。隨著科學技術的不斷更新和變化，超聲檢測技術也在不斷得到完善，目前，相控陣結合聲波的檢測方法能更好地解決焊接件檢測的問題，它主要通過操作陣列來控制聲波的波束，從而實現對于焊接零件的全方位掃描。如圖2所示。這樣不但有效提高了聲波掃描出圖像的清晰度和精細度，也提高了圖像的分辨率，控陣結合聲波的檢測方法也被應用于結構比較復雜的零件當中。

4檢測周期

相關部門應當制定有效的檢測周期來保證機械設備在工作中能夠正常運轉。檢測周期的檢查內容宜包含有機械設備的耗損情況和運行情況等。拆卸不便的機械進行檢測宜運用超聲波檢測方法來進行，這樣可以避免因拆卸給零部帶來的損傷，并且能夠較準確地找到損傷部位，同時通過檢測結果來對檢測周期進行適當調整。設備不同，其檢測周期也應不盡相同。一些機械長期處于工作狀態，那么可以在機械設備維護保養時再對其進行超聲檢測。另外，煤礦機械設備的工作環境比較惡劣，對于在井下作業的主要機械設備，檢測工作可以在其大修時再進行。

5結語

綜上所述，煤礦產業促進了我國經濟的發展，對于煤礦機械設備各零部件的安全檢測能夠保證機械設備的正常運轉。隨著我國科技的不斷發展，超聲檢測技術在煤礦機械安全檢測中的應用能夠在不損傷機械設備的情況下對其核心零件進行精密的檢測，能夠使工作人員及時了解機械設備存在的問題和使用情況，具有一定的安全性和預防性，能更好地為設備采取有效的維護，確保煤礦生產順利進行，提高企業的經濟利益。

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作者:代俊偉 單位:寧夏煤礦安全監察局安全技術中心