煤礦機械設備的超聲檢測技術應用

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摘要：在煤礦開采中，機械設備的使用是保證開采工作正常進行的基礎，因此對煤礦機械設備的性能要求十分嚴格，分析煤礦機械設備超聲檢測技術及其應用情況。

關鍵詞：煤礦行業(yè)；機械設備；檢測技術；技術應用

0引言

煤炭是我國生產(chǎn)中使用得最為廣泛的能源之一，因此，煤礦的開采工作就顯得格外重要，只有合理有效的進行煤礦開采才能滿足社會發(fā)展的需要，但在煤礦開采的過程中，難免會出現(xiàn)一些機械設備問題，嚴重影響了煤礦開采的質(zhì)量和效率。機械設備超聲檢測技術在煤礦開采中的應用，有效提高了機械設備維護的便利性，而如何更好地促進超聲檢測技術的應用，就需要相關人員進行不斷探索和研究。

1煤礦機械設備維修情況分析

1.1煤礦開采過程中忽略對機械設備的維護

隨著我國科技水平的不斷提高，越來越多的科技產(chǎn)品使用到了煤礦行業(yè)的開采中，有效提高了煤礦開采的質(zhì)量和效率。機械設備在煤礦開采中的使用不僅促進了煤礦行業(yè)的發(fā)展，在減少了傳統(tǒng)的煤礦開采工作量的同時，也具有了更高的安全性。但在煤礦開采過程中，開采環(huán)境大都比較惡劣，如果機械設備在這種環(huán)境下長時間運行，勢必會產(chǎn)生各種故障，進而對煤礦開采工作造成影響，這就需要針對煤礦機械設備的實際情況來采取相應的維護措施。煤礦機械設備在實際使用中，由于長時間超負荷使用導致故障時，因維護人員沒有規(guī)范地處理故障，常導致機械設備的進一步損壞。

1.2煤礦機械檢測技術的手段有限

煤礦開采中，往往采用成套的機械設備，具有技術含量高、制造工藝復雜，以及使用或維修比較繁瑣的特點。由于機械設備的復雜性，故障出現(xiàn)時操作人員很難快速解決。因此，需要相關人員采取相應的檢測技術來對機械設備的故障情況進行檢測和分析，進而根據(jù)實際情況進行故障的排除。但因相關人員的檢測技術手段有限，對故障處理往往是根據(jù)自身經(jīng)驗進行的，這種不規(guī)范的檢測方法，既容易產(chǎn)生一定的故障判定偏差，也會造成機械設備的進一步損壞。

1.3煤礦機械設備的探傷方法單一

在煤礦機械設備的探傷檢測中，其探傷檢測方法比較單一，主要通過手工探傷的方式進行故障的檢測，這種方法存在很大的局限性，主要是依靠探傷人員的經(jīng)驗來進行的，并且這種探傷方法還存在很大的不確定性，只能對簡單的機械設備故障進行探傷處理，而一旦涉及到機械設備內(nèi)部的零件等損壞時，手工探傷的方法就達不到預期效果，如果探傷人員的水平低，還會出現(xiàn)錯誤判斷等，導致后期維修的無效性。

2超聲檢測技術類型

2.1接觸式超聲波檢測技術

超聲檢測技術的類型有很多，而接觸式超聲波檢測技術是最為常用的類型之一，主要包括脈沖反射法、共振法及穿透法等。（1）脈沖反射法，主要是針對檢測的試件進行超聲傳遞，進而通過試件內(nèi)部和底部的反射波的情況來了解其內(nèi)部和其他位置的缺陷，能夠有效地了解試件缺陷的位置和大小。（2）共振法，主要是通過聲波共振的原理來進行試件故障的判斷，聲波在試件中進行傳播，進而通過聲波和試件的共振來判斷試件是否存在共振頻率的變化，進而確定試件故障的位置。（3）穿透法，是通過在試件兩側(cè)放置相應的探頭，超聲從一側(cè)的探頭中發(fā)出，進而穿過試件后，得到另一個探后的信號接收，進而對這些脈沖信號的強度和變化幅度進行分析，來判斷試件內(nèi)部的缺陷情況。

2.2電磁超聲檢測技術

電磁超聲檢測技術的產(chǎn)生主要是借助于電磁聲換能器的功能來實現(xiàn)的，電磁聲換能器主要是通過電磁效應來實現(xiàn)超聲波的激發(fā)以及接收，主要是由電磁鐵、被測組件以及高頻線圈等組成，依靠電磁聲換能器的使用，可有效實現(xiàn)在高溫等惡劣環(huán)境下的無損檢測，而在使用電磁聲換能器的過程中，通過改變不同形狀磁鐵以及線圈排列方式，就可以進行超聲波縱波、橫波等不同頻率波的轉(zhuǎn)變。電磁超聲檢測技術的實現(xiàn)主要是在高頻線圈中通過電流，進而試件表面就能夠感應到相應的渦流，而這種渦流在外加磁場作用影響下就會先產(chǎn)生相應的羅倫茲力，進行在機械力作用下產(chǎn)生高頻的振動，形成一定的超聲波，進而被相應的儀器所接收。

2.3空氣耦合超聲波檢測技術

空氣耦合超聲波檢測技術，是通過空氣作為耦合劑方法進行的，通過探頭發(fā)射一定的超聲波，先經(jīng)過空氣，再進入試件，進而進入試件的超聲波再被相應的探頭所接收。該方法因受到諸多因素的影響，例如，超聲波是需要空氣作為耦合器的，而超聲波在空氣中的傳播是逐漸衰弱的，另外，超聲波在進入試件時，在空氣和試件表面的接觸點會產(chǎn)生一定的聲波反射，并且，超聲換能器轉(zhuǎn)換效率也會影響超聲波的準確檢測，既限制了空氣耦合超聲波檢測技術的發(fā)展，也限制了在實際中的廣泛應用。

3煤礦機械設備超聲檢測技術的應用

3.1在礦山變頻器檢測中的應用

由于超聲檢測技術的種類比較多，所以在礦山變頻器檢測中可以使用相應的超聲波探傷儀器來進行故障的檢測，如超聲波探傷儀器可以有效檢測到礦山變頻器電頻變化的情況，通過礦山變頻器電頻變化的情況就能了解其故障的產(chǎn)生。超聲波探傷儀器的使用，主要是將相應的超神波探頭靠近礦山變頻器，這時候探頭就可以探測到礦山變頻器的電壓、電流等相關數(shù)據(jù)，進而呈現(xiàn)在超聲波探傷儀器的液晶屏幕上，將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)较鄳墓收咸幚碇行?，故障處理中心會給出相應的故障處理措施和方法，以便相關工作人員能夠針對性地對故障進行處理。

3.2在鑄造類零件中的應用

由于煤礦開采過程中使用的機械設備種類比較多，而鑄造類機械又是主要部分，如搖臂箱、挖礦機變速儀箱等，結(jié)構(gòu)十分復雜，晶體的顆粒也比較粗等，鑒于這些特點，在實際檢測中就會導致聲波發(fā)生散射、出現(xiàn)波紋等現(xiàn)象，進而對超聲波的接收造成很大干擾，因此在進行此類超聲檢測時，應該選擇低頻率的直型超聲探測頭。

3.3在鍛造類零件中的應用

雖然鍛造類機械零件在煤礦開采中的使用比較常見，但這種零件的使用存在很大的局限性，如材料的延伸性不好，在使用時如果遇到拉伸情況比較嚴重時，就會產(chǎn)生一定的折痕和裂紋，同時也不能承受很大的旋轉(zhuǎn)力和沖擊力等。所以多用于設備中的軸類零件等，因這些零部件的結(jié)構(gòu)比較復雜，所以在進行超聲檢測時可以使用直型聲波探測的方式，通過移動直型聲波探測頭來對此類零件進行全面檢測。

3.4在焊接類機械零件中的應用

在煤礦開采中，焊接類零件多用于支架類的構(gòu)件，由于使用環(huán)境等原因，造成其損傷往往出現(xiàn)在零件的表面，支架類構(gòu)件的使用是否牢固，主要依據(jù)于支架類構(gòu)件的焊接部位是否牢固，因此在進行超聲檢測時，需針對支架類構(gòu)件的焊接處進行檢測。在對構(gòu)件焊接處進行檢測時，常使用聲波儀器，檢測手段主要是將相控陣和聲波相結(jié)合，通過相控陣的方法能夠有效控制超聲波的管束，進而實現(xiàn)對支架類構(gòu)件大面積的掃描，從而產(chǎn)生清晰的超聲波掃描圖像，該方法在煤礦機械設備檢測中比較常用。

4結(jié)語

煤礦行業(yè)在我國經(jīng)濟體系中占據(jù)著重要的地位，所以需要對煤礦機械設備進行有效的質(zhì)量檢測，從而保證煤礦工作的順利開展。如何選擇超聲波檢測技術來進行機械設備的故障排查，就需要相關人員認真分析機械設備的實際情況，進而選擇相應的超聲波檢測技術，從而保證煤礦機械維護工作的高效進行。

參考文獻

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作者:閆成軍 單位:山東安順礦業(yè)科技有限責任公司