X射線無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在礦用鋼絲繩芯阻燃輸送帶產(chǎn)品檢測(cè)中的應(yīng)用

　　作者簡(jiǎn)介；楊家山（1973—），男，吉林樺甸人，工程師，研究方向：煤礦質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督
　　
　　X射線無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在礦用鋼絲繩芯阻燃輸送帶產(chǎn)品檢測(cè)中的應(yīng)用
　　楊家山
　?。ㄆ巾斏教彀裁簶I(yè)股份有限公司質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督中心河南平頂山467000）
　　摘要：簡(jiǎn)要介紹了運(yùn)用X射線無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，對(duì)煤礦鋼絲繩芯阻燃輸送帶產(chǎn)品進(jìn)行的無(wú)損檢測(cè)。近些年公司對(duì)鋼絲繩芯阻燃輸送帶進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)了不少安全隱患，保障煤礦安全生產(chǎn)做出了貢獻(xiàn)。
　　關(guān)鍵詞：煤礦鋼絲繩芯阻燃輸送帶X射線探傷
　　中圖分類號(hào)：TD528.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791(2011)06(b)-0000-00
　　
　　近些年來(lái)隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國(guó)家對(duì)煤炭資源的需求日益增大，礦井產(chǎn)量記錄不斷刷新，這勢(shì)必要求礦井運(yùn)輸系統(tǒng)同步發(fā)展，具有運(yùn)輸快、運(yùn)量大等優(yōu)點(diǎn)的的鋼絲繩芯皮帶運(yùn)輸機(jī)得到了廣泛應(yīng)用，平頂山天安煤業(yè)股份有限公司是一家以能源化工為主導(dǎo)的國(guó)有特大型企業(yè)集團(tuán)， 2010年煤炭產(chǎn)量突破5000萬(wàn)噸，井下在用鋼絲繩芯皮帶十余萬(wàn)米。
　　但鋼絲繩芯皮帶運(yùn)輸機(jī)使用過(guò)程中，由于井下環(huán)境差、輸送帶載荷量大等因素，不可避免造成鋼絲繩芯銹蝕、斷裂或接頭伸長(zhǎng)等問(wèn)題出現(xiàn)，接頭處往往是皮帶斷裂的源點(diǎn)，一旦出現(xiàn)問(wèn)題將造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，屬于重大安全事故。在我國(guó)煤礦鋼絲繩芯皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，安全規(guī)程要求對(duì)鋼絲繩芯輸送帶進(jìn)行檢測(cè)。
　　
　　1 鋼絲繩芯輸送帶接頭事故隱患
　　由于受輸送帶生產(chǎn)所限，輸送帶出廠長(zhǎng)度大多為100m左右，而井下每臺(tái)輸送機(jī)輸送帶大都在2000—3000m左右，一條皮帶機(jī)接頭就有二三十處接頭，這些接頭在硫化膠接過(guò)程中，由于受膠接工藝，操作技術(shù)，地區(qū)季節(jié)溫差等因素影響，不可避免地產(chǎn)生一些膠接缺陷，膠接后輸送帶在長(zhǎng)期使用中又承受著拉力、壓力、沖擊力、摩擦力，有的還安裝在20°～30°坡度上，這都大大增加了輸送帶的承載負(fù)荷，輸送帶接頭處本來(lái)就是薄弱點(diǎn)，所以在此處斷裂受損幾率更大，如不及時(shí)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)并處理，可能發(fā)生斷帶事故。
　　
　　2 X射線探傷在鋼絲繩芯輸送帶接頭檢測(cè)中的應(yīng)用
　　鋼絲繩芯輸送帶是由兩種不同材料組成。由于這兩種材料密度相差較大，不能用常規(guī)方法檢測(cè)，這就需要從輸送帶中兩種材料的物理性能來(lái)分析研究，選擇有效的檢測(cè)方法和措施。
　　2.1鋼絲繩芯輸送帶物理性能分析
　　鋼絲繩芯輸送帶主要是由合成橡膠和鋼絲繩構(gòu)成。以合成橡膠為主體，有規(guī)律分布數(shù)條鋼絲繩芯，而合成橡膠是由單體經(jīng)聚合反應(yīng)而成。合成橡膠單體主要是有丁二烯、甲基二丁烯、苯二烯、異丁烯、氯丁二烯、丙烯、乙烯等，由于橡膠特性決定其受力后橡膠單體分子鏈呈無(wú)序的卷曲狀態(tài)，分子間、鏈段間有空隙，而這些空隙充滿空氣，這使輸送帶既有充填氣體的橡膠中又有金屬存在，這就決定了磁粉、滲透、渦流等無(wú)損檢測(cè)技術(shù)無(wú)用武之地；橡膠屬?gòu)椥越橘|(zhì)，具備傳播超聲束的能力，但由于橡膠的疏密狀態(tài)，分子間、鏈段間對(duì)超聲波能量衰減較大，并且空隙間形成第二介質(zhì)，在儀器示屏上出現(xiàn)多次林狀回波，很難分辨出缺陷信號(hào)，故超聲檢測(cè)技術(shù)也不適宜采用。
　　2.2 X射線檢測(cè)技術(shù)在鋼絲繩芯輸送帶接頭檢測(cè)中的應(yīng)用及原理
　　2.2.1 X射線檢測(cè)技術(shù)在鋼絲繩芯輸送帶接頭檢測(cè)中的應(yīng)用的理論基礎(chǔ)
　　X射線探傷檢測(cè)技術(shù)，是五大常規(guī)探傷方法之一，即用一束射線照射檢驗(yàn)對(duì)象，未被被檢工件吸收掉的那部分射線射到一張膠片上，這部分射線以攝像技術(shù)中光線相似方法使膠片感光，膠片得到一個(gè)兩維“影像”，受被檢工件的密度、厚度以及成分的變化，會(huì)使射線強(qiáng)度發(fā)生相應(yīng)改變，在底片上表現(xiàn)為黑度的變化，從而根據(jù)底片黑度來(lái)評(píng)定被檢工件內(nèi)在質(zhì)量。
　　黑度值D的計(jì)算
　　D= lgＬ０／Ｌ（１）
　　式中：lg—常用對(duì)數(shù)；Ｌ０—入射到底片的光強(qiáng)；Ｌ — 透過(guò)底片的光強(qiáng)；Ｌ０／Ｌ又稱阻光率。
　　黑度是射線照相影像質(zhì)量的基礎(chǔ)，黑度還與對(duì)比度有關(guān)，對(duì)比度計(jì)算公式如下：
　　△Ｄ＝０.４３4μG△T／（ｌ+ｎ）（２）
　　式中：μ—線質(zhì)
　　G—梯度 ；△T—被檢工件厚度； ｎ—散射比
　　根據(jù)（２）式得知，膠片梯度，被檢工件厚度是固定值，要想獲得理想的底片黑度D值，就得從線質(zhì)μ和散射線n兩個(gè)物理量去考慮。X射線質(zhì)有軟硬之分，但理論上有沒(méi)有明確界限，只能從實(shí)際X射線照相中對(duì)曝光量合理選擇，得到合適的線質(zhì)，常用線質(zhì)表示法如表1
　　線質(zhì)表示法
　　 在鋼絲繩輸送帶X射線探傷中，選擇合理的曝光量，是X射線線質(zhì)得到預(yù)期的改變，滿足橡膠與鋼絲繩的特定條件需要。曝光量的選擇主要因素是管電壓，波長(zhǎng)與管電壓成反比，故X射線線質(zhì)以及穿透能力均與管電壓有關(guān)，依據(jù)
　　2.2.2 X射線檢測(cè)技術(shù)在鋼絲繩芯輸送帶接頭檢測(cè)中的應(yīng)用
　　經(jīng)過(guò)理論研究和多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明X射線檢測(cè)技術(shù)在鋼絲繩芯輸送帶接頭檢測(cè)中的應(yīng)用是可行的。
　　前幾年我們是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)X射線照射，后經(jīng)暗室洗底，評(píng)片，出報(bào)告等程序開(kāi)展檢測(cè)工作的，但不能實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)而且周期較長(zhǎng)。近些年來(lái)隨著X射線無(wú)損探傷水平的提高，尤其是在鋼絲繩芯輸送帶接頭檢測(cè)技術(shù)開(kāi)發(fā)上，根據(jù)橡膠和金屬鋼絲繩兩種材料的不同特性，結(jié)合X射線檢測(cè)技術(shù)原理，國(guó)內(nèi)很多生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的在線X射線無(wú)損探傷機(jī)（俗稱輸送帶CT機(jī)）得到廣泛使用，可以保存檢測(cè)記錄，隨時(shí)打印，而且可以加裝報(bào)警功能。
　　
　　3結(jié)語(yǔ)
　　X射線檢測(cè)技術(shù)在鋼絲繩芯輸送帶接頭檢測(cè)中的廣泛應(yīng)用，及時(shí)發(fā)現(xiàn)鋼絲繩輸送帶內(nèi)部缺陷，并根據(jù)缺陷情況采取適當(dāng)措施進(jìn)行處理，避免了斷帶事故的發(fā)生，給煤礦安全生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。
　　
　　參考文獻(xiàn)
　　[1］中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)無(wú)損檢測(cè)學(xué)會(huì).無(wú)損檢測(cè)概論.機(jī)械工業(yè)出版社.1993.
　　[2］中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)無(wú)損檢測(cè)學(xué)會(huì).射線檢測(cè).機(jī)械工業(yè)出版社.1997.
　　[3］煤礦安全規(guī)程.煤炭工業(yè)出版社.2005.
　　[4］