周家豪

（赤峰礦安檢驗檢測有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 赤峰 024000）

在通過無損檢測技術(shù)進(jìn)行煤礦設(shè)備維修的過程中，煤礦企業(yè)與技術(shù)人員一定要將實際的設(shè)備維修項目概況作為依據(jù)，明確煤礦設(shè)備維修中的主要無損檢測技術(shù)，然后根據(jù)實際情況與實際維修需求，選擇合理的無損檢測技術(shù)進(jìn)行設(shè)備檢修。在此過程中，煤礦企業(yè)也應(yīng)該通過合理的措施來加強(qiáng)無損檢修技術(shù)的質(zhì)量控制。通過這樣的方式，才可以讓無損檢修技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢得以充分發(fā)揮，從而有效確保煤礦設(shè)備的維修質(zhì)量，滿足煤礦設(shè)備的實際應(yīng)用需求，促進(jìn)煤礦企業(yè)在當(dāng)今時代中的良好經(jīng)營與發(fā)展。

1 項目概況

在某煤礦的采掘作業(yè)過程中，其掘進(jìn)設(shè)備的齒輪箱出現(xiàn)了故障。為防止普通檢修所導(dǎo)致的齒輪箱破壞情況，在本次煤礦掘進(jìn)設(shè)備的齒輪箱檢測中，該煤礦企業(yè)按照專家建議，選擇無損檢測技術(shù)來進(jìn)行檢修。根據(jù)該煤礦企業(yè)的掘進(jìn)設(shè)備實際情況，在本次檢測項目中，主要應(yīng)用的是VA-12 型振動測量儀等無損檢測設(shè)備，通過超聲波無損檢測技術(shù)以及紅外線無損檢測技術(shù)來進(jìn)行設(shè)備檢測，從而為煤礦掘進(jìn)設(shè)備后續(xù)的維修工作提供了重要參考。本文便是對該煤礦設(shè)備檢修項目中的無損檢測技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行分析。

2 煤礦設(shè)備維修中的主要無損檢測關(guān)鍵技術(shù)

在本次某煤礦掘進(jìn)設(shè)備維修過程中，主要應(yīng)用的無損檢測技術(shù)是超聲波無損檢測技術(shù)以及紅外線無損檢測技術(shù)。以下是對這兩種主要技術(shù)及其原理所進(jìn)行的分析。

2.1 超聲波無損檢測技術(shù)

在煤礦設(shè)備維修中，超聲波無損檢測技術(shù)是一種新興的無損檢測技術(shù)形式。該技術(shù)具有設(shè)備體積小、質(zhì)量輕、應(yīng)用便捷、檢測速度快、檢測信息豐富、靈敏度高、穿透能力強(qiáng)、方向性好等諸多優(yōu)勢，且該技術(shù)的應(yīng)用也不會對人體造成傷害。憑借著這些優(yōu)勢，超聲波無損檢測技術(shù)已經(jīng)在當(dāng)今的煤礦設(shè)備檢修中得到了廣泛應(yīng)用。

具體檢測中，超聲波無損檢測技術(shù)的主要原理是超聲波在連續(xù)均勻的彈性介質(zhì)中傳播并不會產(chǎn)生過多的能量損失，但是如果介質(zhì)材料中有缺陷和晶界等不連續(xù)阻隔存在時，超聲波便會出現(xiàn)衰減、繞射、散射、折射、和反射等情況，其聲波能量也會大量損失。此時，通過接收器接收到的超聲波信號也會出現(xiàn)相應(yīng)的頻率、波形、振幅和聲時等變化。通過這些變化的測定，便可對煤礦設(shè)備內(nèi)部情況及其材料性質(zhì)等缺陷做出科學(xué)判斷。在超聲波遇到缺陷面的情況下，其發(fā)射回波幅度將會出現(xiàn)異常增加現(xiàn)象，通過反射幅度、相位以及延遲等，便可實現(xiàn)缺陷位置、缺陷形狀和缺陷面積的準(zhǔn)確判斷[1]。

2.2 紅外線無損檢測技術(shù)

紅外線無損檢測技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一種新型無損檢測技術(shù)形式，將該技術(shù)應(yīng)用到煤礦設(shè)備無損檢測中，可與其他無損檢測技術(shù)相結(jié)合，從而達(dá)到良好的技術(shù)補(bǔ)充效果，進(jìn)一步提升煤礦設(shè)備無損檢測的精度及其可靠性。該技術(shù)在金屬與非金屬材料無損檢測中都適用，且具有檢測面積大、檢測結(jié)果可視化、無污染、設(shè)備便攜、檢測速度快等諸多優(yōu)勢。憑借著這些優(yōu)勢，紅外線無損檢測技術(shù)在當(dāng)今的煤礦設(shè)備維修中備受歡迎。

具體應(yīng)用中，紅外線無損檢測技術(shù)的主要原理是當(dāng)物體和環(huán)境之間存在溫度差異的情況下，物體內(nèi)部就會有熱量運(yùn)動產(chǎn)生。在煤礦設(shè)備的無損檢測中，如果將熱量注入檢測部位，其中一定會有一部分的熱量擴(kuò)散到外部，從而使檢測部分的試件表面溫度分布發(fā)生變化。如果設(shè)備不存在缺陷，隨著熱流的均勻注入，這些熱流將會均勻地擴(kuò)散到檢測件的內(nèi)部，或從其表面均勻擴(kuò)散，所以其表面上也會分布著一個均勻的溫度場。如果設(shè)備存在缺陷，熱流到達(dá)缺陷部位時便會受到阻礙，從而形成熱量堆積，檢測件表面也將會出現(xiàn)局部高溫現(xiàn)象。如果檢測件內(nèi)部具有導(dǎo)熱性缺陷，其表面會出現(xiàn)局部冷區(qū)現(xiàn)象[2]。通過這樣的方式，便可對煤礦設(shè)備的缺陷位置、缺陷尺寸及其與表面距離等做出科學(xué)判斷。

3 無損檢測技術(shù)在煤礦設(shè)備維修中的具體應(yīng)用分析

在通過無損檢測技術(shù)進(jìn)行煤礦設(shè)備維修的過程中，煤礦企業(yè)與技術(shù)人員首先需要根據(jù)實際情況來實現(xiàn)無損檢測技術(shù)的合理選擇，然后再結(jié)合實際檢測需求，對所選的無損檢測技術(shù)以及相應(yīng)設(shè)備加以合理應(yīng)用，從而實現(xiàn)無損檢測結(jié)果的科學(xué)分析，最后再根據(jù)檢測結(jié)果來進(jìn)行相應(yīng)的故障處理。以下是本次煤礦采掘設(shè)備齒輪箱維修中的無損檢測技術(shù)應(yīng)用及其維修處理措施分析。

3.1 無損檢測技術(shù)的選擇

在通過無損檢測技術(shù)進(jìn)行煤礦設(shè)備檢修之前，首先需要對設(shè)備工件進(jìn)行檢查，包括其材質(zhì)與加工情況等，從而實現(xiàn)無損檢測技術(shù)的合理選擇。就目前來看，可以應(yīng)用到煤礦設(shè)備維修中的無損檢測技術(shù)有很多種，比如渦流無損檢測技術(shù)、磁粉無損檢測技術(shù)、超聲發(fā)射無損檢測技術(shù)、微波無損檢測技術(shù)、射線無損檢測技術(shù)、伽馬射線無損檢測技術(shù)、中子無損檢測技術(shù)、超聲波無損檢測技術(shù)、紅外線無損檢測技術(shù)等。具體檢測中，需根據(jù)設(shè)備材料的厚度來實現(xiàn)無損檢測技術(shù)的合理選擇[3]。表1 為幾種主要試件厚度及其無損檢測技術(shù)選擇情況。

表1 幾種主要試件厚度及其無損檢測技術(shù)選擇情況

因本次項目中需要檢測的煤礦掘進(jìn)設(shè)備齒輪厚度較大，所以在具體檢測中，選擇了超聲波無損檢測技術(shù)和紅外線無損檢測技術(shù)。

3.2 無損檢測技術(shù)的應(yīng)用

在本次的煤礦掘進(jìn)設(shè)備齒輪箱結(jié)構(gòu)無損檢測中，主要通過無損檢測器對其進(jìn)行振動檢測。這種檢測設(shè)備在煤礦開采現(xiàn)場設(shè)備診斷及其振動測量中都十分適用，能夠?qū)崿F(xiàn)振動三要素以及峰值系數(shù)的全面顯示，可直接在現(xiàn)場實現(xiàn)FFT 分析，且對于檢測現(xiàn)場的光線條件沒有特殊要求，無論是在室內(nèi)還是室外，都能夠獲得準(zhǔn)確的檢測結(jié)果。在通過該設(shè)備進(jìn)行檢測的過程中，通過超聲波無損檢測技術(shù)與紅外線無損檢測技術(shù)的應(yīng)用，可實現(xiàn)整體檢測質(zhì)量的良好控制，從而獲得科學(xué)合理的檢測結(jié)果。表2 是本次所應(yīng)用的無損檢測設(shè)備主要參數(shù)情況。

表2 本次所應(yīng)用的無損檢測設(shè)備主要參數(shù)情況

3.3 無損檢測結(jié)果分析

在通過上述設(shè)備與技術(shù)進(jìn)行該煤礦采掘設(shè)備齒輪箱無損檢測的過程中，通過設(shè)備故障的科學(xué)診斷與分析，實現(xiàn)了故障檢測效果的良好控制，同時也實現(xiàn)了故障檢查效率的最大化提升。以下是本次煤礦采掘設(shè)備齒輪箱無損檢測中獲得的具體檢測結(jié)果：

經(jīng)試驗與研究發(fā)現(xiàn)，檢測中的時域信號具有較大的變化幅度，在周期性沖擊作用下，檢測中的振動周期是0.077s，振動頻率是22.3Hz，因此我們可以將其看成是一個37t 齒輪軸轉(zhuǎn)頻。通過多次試驗結(jié)果的對比研究發(fā)現(xiàn)，在整個試驗過程中，其頻率具有較大的變化幅度，且大部分的頻率成分都在620Hz。但是試驗過程中的頻率峰值卻比較小，且峰值的分布也相對較為分散，大部分的頻率成分都是嚙合頻率和倍頻形式。由此可判斷出，嚙合頻率在620Hz。

經(jīng)上述分析得出，該煤礦采掘設(shè)備齒輪箱具有振動故障問題，因其振動頻率比較大，所以對實際的振動檢查效果造成了不良影響，對故障檢查的有效性比較不利。為解決這一問題，需要通過合理的措施來進(jìn)行故障檢測，從而提升該裝置的維修效果，使其故障得以有效消除[4]。

3.4 煤礦機(jī)械設(shè)備維修

通過進(jìn)一步檢測與分析可知，在該煤礦掘進(jìn)設(shè)備產(chǎn)生了振動故障之后，其齒輪修理方面的故障也比較嚴(yán)重，從而對其齒輪故障的具體處理結(jié)果造成了很大程度的不良影響。針對這些故障，具體維修中，需要從齒輪磨損和齒輪箱殼體這兩個方面的故障內(nèi)容著手來進(jìn)行故障維修。以下是本次煤礦采掘設(shè)備的具體維修措施：

3.4.1 齒輪維修

由于齒輪有兩個面，因此當(dāng)單面齒輪發(fā)生了磨損故障后，可將齒輪位置調(diào)換，也就是將其翻轉(zhuǎn)180°，從而達(dá)到換向使用效果。通過這樣的方式，便可實現(xiàn)齒輪使用壽命的顯著提升，并有效降低齒輪頻繁更換所造成的成本浪費情況。

3.4.2 齒輪堆焊修復(fù)

在煤礦采掘設(shè)備齒輪修復(fù)過程中，堆焊修復(fù)是一項較為關(guān)鍵的維修技術(shù)形式。在通過堆焊工藝進(jìn)行齒輪修復(fù)的過程中，可讓堆焊的應(yīng)用得到綜合管控。具體堆焊中，需要通過熱堿水做好齒輪的熱處理工作，從而有效提升堆焊處理效果，且施焊中需要將齒輪磨損的位置做好修復(fù)，并使其露出金屬表面的光澤。通過這樣的方式，便可實現(xiàn)煤礦采掘設(shè)備齒輪應(yīng)用效果的進(jìn)一步提升。

3.4.3 齒輪殼體修復(fù)

通過進(jìn)一步的檢查與分析發(fā)現(xiàn)，該煤礦采掘設(shè)備的齒輪箱之所以產(chǎn)生異常振動，其主要原因是齒輪箱的軸承座孔在修理過程中產(chǎn)生了磨損。為實現(xiàn)齒輪箱磨損的良好控制，具體維修中，需要對鏜孔鑲套的應(yīng)用加以有效控制。在具體的故障分析中，需要對鑲套材料加以合理選用，本次選擇的是ht20-40 灰鑄鐵材料。針對鑲套的偏差，具體控制中，對于圓柱度，其偏差不可超過0.03mm；對于長度，其偏差不可超過0.06mm；對于平行度，其全長偏差不可超過0.06mm，通過這樣的方式，才可以讓齒輪箱的控制效果得以顯著提升，從而達(dá)到良好的振動控制效果，確保齒輪箱維修質(zhì)量。

3.4.4 齒輪箱裂紋維修

在通過超聲波無損檢測和紅外線無損檢測技術(shù)進(jìn)行檢測中發(fā)現(xiàn)，該煤礦采掘設(shè)備的齒輪箱體有裂紋現(xiàn)象。針對齒輪箱上的裂紋，具體維修中，可通過厚度是3mm 的鋼板來進(jìn)行修補(bǔ)處理，通過焊接法將鋼板焊接到裂紋位置，從而實現(xiàn)齒輪箱裂紋的良好處理。通過這樣的方式，便可有效解決煤礦采掘設(shè)備的齒輪箱裂紋故障問題，使其在采煤作業(yè)中得以良好應(yīng)用，并進(jìn)一步降低齒輪箱破損對采掘設(shè)備故障檢測的影響，提升其后續(xù)的故障檢測與維修質(zhì)量。

4 結(jié)語

綜上所述，在煤礦設(shè)備的維修工作中，通過無損檢測技術(shù)的合理應(yīng)用，可在不破壞設(shè)備零部件的基礎(chǔ)上實現(xiàn)設(shè)備故障的科學(xué)診斷，從而為其故障維修提供重要依據(jù)?；诖耍旱V企業(yè)與檢修技術(shù)人員一定要充分了解各種無損檢測技術(shù)的應(yīng)用，并根據(jù)實際的設(shè)備維修檢測需求來選擇合理的無損檢測技術(shù)。通過這樣的方式，才可以有效提升煤礦設(shè)備的檢測與維修質(zhì)量，滿足煤礦企業(yè)在當(dāng)今時代中的經(jīng)營與發(fā)展需求。