浅析矿山机械设备维护维修中应用无损检测技术

摘要： 设备动力轴和传动轴的内部缺陷检测采用超声波探伤, 大多使用A型脉冲反射超声波探伤仪。支架的大梁、底架以及采矿挖掘机大架等焊接件细微的开焊、开裂以及钢板因应力集中造成的损伤可以采用渗透检测技术以及磁粉探伤技术进行检测, 对一些不太容易检测的焊缝最好采用射线方法进行检测。

关键词：矿山机械设备；无损检测；应用范围

中图分类号：TD407文献标识码：A

无损检测技术是在不损伤被检测对象的条件下,利用材料内部结构异常或缺陷所引起的对热、声、光、电、磁等反应的变化, 来探测各种工程材料、零部件、结构件等内部和表面的缺陷, 并对缺陷的类型、性质、数量、形状、位置、分布等做出判断和评价。

1．技术的特点

无损检测诊断技术涉及到很多科学技术领域, 方法也很多, 包括射线、超声、磁粉、渗透、涡流常规方法和激光、声发射等几十余种方法。无损检测诊断有如下主要特点: 在不破坏构件的条件下, 利用材料物理性质固有缺陷而发生变化现象, 来判断此构件内部和表面是否存在缺陷。提供多种及时、准确查找缺陷的位置、大小并判断其危害程度的方法。如在挖掘机大架制造和维修中, 可检测铸、锻、冲压、切割加工是否符合要求, 以对产品质量实施监控。按照设备的使用和负荷情况, 有针对性地对重要部件实施检测诊断, 对其使用寿命进行评估, 避免过剩和不足维修。

2．应用无损检测诊断技术的必要性

目前露天采矿场的采掘设备正在向大吨位、大功率和高强度方向发展, 一个现代化露天采矿山的机械设备的价值高达几千万至几亿元人民币。因而, 采矿设备的使用效率已成为提高矿山企业管理水平和整体效益的最重要环节。无损检测技术正在作为对使用中设备进行检测、消除故障隐患以及提高设备检修质量、缩短检修周期的重要手段越来越被人们所认识、使用和推广。

露天采场的采矿机械设备工作环境恶劣, 粉尘大、酸雨多、全天候暴露在烈日和寒风中，设备容易疲劳和应力集中，而恶劣工况、烦重的工作任务和重负荷的冲击又极易导至的矿用大车传动轴、半轴、采掘设备大架等主要部件在工作过程中的受力不均, 因此常常会造成设备重要部件从小损伤发展成大事故，如矿用大车的半轴关系到整台大车行车的安全，而采场恶劣的路况和烦重的工作任务极易造成产生应力集中，如果不能及时发现将会酿成半轴断裂事故，导致车辆倾倒，很有可能由此造成车辆损毁和人员伤亡的事故。如果能够采用无损检测技术定期对容易发生疲劳和应力集中的部位进行检测，提前监测出失效部位, 则完全可以避免这些事故的发生。因此, 使用无损检测技术对于预防因设备失效而引起事故非常必要。

3 应用范围

设备动力轴和传动轴的内部缺陷检测采用超声波探伤, 大多使用A型脉冲反射超声波探伤仪。如采场矿用大车传动轴和半轴、采场挖掘机的大架、底架等焊接件细微的开焊、开裂以及钢板因应力集中造成的损伤可以采用渗透检测技术以及磁粉探伤技术进行检测, 对一些不太容易检测的焊缝最好采用射线方法进行检测。

在采矿设备维修中选择无损检测诊断方法, 应对被检测工件如轴齿轮、变速箱、挖机大架和底架等工件的材质、成型方法、加工过程, 缺陷的可能类型、部位、大小、形状等做认真分析, 然后确定选择哪种检测方法。例如, 检测表面缺陷可使用的方法有渗透检测、磁粉检测、涡流检测、超声检测、声发射检测、中子照相、射线检测。对于不同厚度的工件, 可选择准确的检测诊断方法。

正确选择无损检测诊断方法, 除了要掌握各种方法以外, 还需要了解采矿设备工件的材质、加工生产工艺、使用条件和状况、检测技术文件和有关要求。

4． 应用无损检测技术应注意的问题

目前, 无损检测技术在矿山设备维护和维修中的应用只是初级阶段,为了迅速推广并发挥重要作用, 应注意以下几个问题。

( 1)无损检测的被检测对象广泛, 检测方法多种多样, 往往检测一个对象要综合应用几种方法, 这就要求检测人员要掌握各种方法, 熟悉各种方法的适用范围和它们之间的关系, 面对被检对象能选择正确的方案和对结果做出正确评价。

( 2)制定科学系统的无损检测诊断技术评判标准。为了搞好评价, 必须制订适合矿山机械无损检测诊断技术的行业标准和企业标准, 制定失效判据, 作为进行评价的依据。

( 3)随着科技的进步和计算机的广泛运用, 高灵敏度、高可靠性、高效率的无损检测诊断仪器和设备不断涌现, 为无损检测诊断技术提供了可靠的硬件手段。微型计算机在超声波检测中能够完成数据采集、信息处理、过程控制和记录存储等多种功能。许多超声波仪器都把微处理器作为一个部件而组装在仪器上来执行处理数据和图像任务, 不仅提高了工作效率, 而且提高了可靠性。因此, 应结合采矿设备应用无损检测诊断技术的实际情况, 特别是对大型采矿设备检测的现场情况, 研制和应用新型无损检测技术的仪器和设备。

( 4)建设为采矿机械设备服务的无损检测诊断技术网络。要用网络的系统方法, 组成一个全方位开放式的网络, 制订无损检测诊断技术的发展规划, 选择一些生产中亟待解决的课题, 组织业内科研机构和大科研院所的无损检测诊断技术专业人员进行攻关、研究,并为他们搭建交流和研究的平台, 推进无损检测诊断水平的提高。此外还要建立无损检测数据库，为今后的无损检测积累经验，还要充分应用先进的计算机技术建立健全各种经验模型，为无损检测技术的发展和完善积累数据。

参考文献

[ 1] 高秀华. 工程机械结构与维护检修技术[M].北京：化学工业出版社,2004.

[ 2] 矿山机械使用与维修[M].北京：煤炭工业出版社, 1997. 10.

[ 3]郭美生.无损检测技术在矿山机械设备维修中的应用[J].煤炭技术, 2004. 12.