超聲波探傷技術(shù)在礦山提升設(shè)備檢測中的應(yīng)用

高羚

摘 要：礦山提升機(jī)長期處于高負(fù)荷大強(qiáng)度的惡劣運(yùn)行環(huán)境中，在運(yùn)行中發(fā)生的機(jī)械故障不僅僅會造成重大經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重的會導(dǎo)致大量人員傷亡，只有通過周期性的現(xiàn)場在用檢測，對一些機(jī)械故障做出早期診斷，同時(shí)采取必要的預(yù)防措施，才能使之安全運(yùn)行。該文將應(yīng)用超聲波探傷技術(shù)，針對礦山設(shè)備安全隱患的檢出進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：礦山提升設(shè)備 超聲波探傷技術(shù) 檢測

中圖分類號：TD53 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）09（c）-0060-01

礦井提升機(jī)是礦山提升設(shè)備的主體，其運(yùn)行的安全可靠性對礦井的安全有著極其重要的意義。其中提升機(jī)的主軸又是提升機(jī)的重要組成部分之一，在正常工作中，主軸受到扭轉(zhuǎn)、彎曲、擠壓、接觸等多種復(fù)合應(yīng)力的作用，同時(shí)磨損也是降低主軸壽命、影響安全運(yùn)轉(zhuǎn)的因素之一。比如，在2006年某煤礦就發(fā)生過副井提升機(jī)主軸斷裂的事故，當(dāng)時(shí)例行維護(hù)人員在檢修查繩時(shí)發(fā)現(xiàn)異常聲響，通過排查發(fā)現(xiàn)主軸雙滾筒之間有縫隙存在，其裂縫之大竟然可以容一根棉線垂直通過，軸體幾乎已經(jīng)徹底斷開，所幸發(fā)現(xiàn)及時(shí)，未造成重大事故。

礦山在用提升機(jī)的主軸鍛件不解體或部分解體超聲檢測可依據(jù)檢測標(biāo)準(zhǔn)JB/T 1581-1996《汽輪機(jī)、汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和主軸鍛件超聲波探傷方法》中規(guī)定的方法進(jìn)行檢測，也可依據(jù)檢測標(biāo)準(zhǔn)GB 6402-2008《鋼鍛件超聲檢測方法》中規(guī)定的方法進(jìn)行檢測。

1 準(zhǔn)備工作

探傷人員必須了解并熟悉被檢主軸各項(xiàng)基本情況。內(nèi)容包括：材料、熱處理狀態(tài)、幾何形狀與結(jié)構(gòu)、主要幾何尺寸、主軸組件的裝備結(jié)構(gòu)、主軸的受力狀態(tài)，探傷現(xiàn)場條件及環(huán)境等因素。根據(jù)不同型號的提升機(jī)和提升絞車的傳動結(jié)構(gòu)，受力形式，應(yīng)力集中的程度不同來選定探傷部位，應(yīng)選擇最有可能發(fā)現(xiàn)缺陷的探傷部位作為檢測面。一般主軸的聯(lián)軸器軸變徑部位、滾筒的電機(jī)端死大邊的變徑部位、切向鍵槽的根部易產(chǎn)生橫向疲勞裂紋，應(yīng)作為重點(diǎn)檢測區(qū)域。在選定的檢測部位用棉紗和砂紙等清理污染物、打磨銹蝕等，主軸探傷面的表面粗糙度Ra一般應(yīng)不大于6.3 m，且不能粘附油漆、銹蝕、焊渣污垢等異物。探頭的頻率一般應(yīng)根據(jù)被檢主軸的金屬晶粒度狀態(tài)來選擇。日常探傷檢測時(shí)一般采用2.5 MHz的探頭，粗晶材質(zhì)一般采用1.25 MHz的探頭。標(biāo)準(zhǔn)試塊一般選用CS-I、CSK-IA、CSK-IIA、RB-2等型號。探頭在主軸裸露部位用直探頭全方位掃查，徑向探測時(shí)的檢測方法有大平底調(diào)節(jié)法和對比試塊法。徑向厚度S≤3 N（近場區(qū)）時(shí)才采用試塊調(diào)整法，S>3 N（近場區(qū)）的主軸能采用底波調(diào)整法調(diào)整探傷靈敏度，如此操作即可不用再考慮耦合誤差補(bǔ)償，也不用考慮主軸材質(zhì)同標(biāo)準(zhǔn)試塊之間的聲衰減誤差補(bǔ)償。大平底調(diào)節(jié)靈敏度時(shí)，首先要采用能顯示材料組織反射的高靈敏度在主軸各段找出無缺陷反射的部位，然后將該部位的底波幅度調(diào)到80%。斜探頭檢測時(shí)的調(diào)整時(shí)，利用CSK-IIA或者RB-2試塊將探傷系統(tǒng)靈敏度調(diào)整為Φ2或Φ3水平。

2 檢測掃查

2.1 直探頭掃查

（1）打開主軸端面端蓋（如果條件允許應(yīng)盡可能將聯(lián)軸器端也拆開），然后將直探頭置于主軸端面做探傷掃查，掃查中需要特別注意軸端周邊部位。探頭掃查的同時(shí)，應(yīng)密切注意儀器屏幕的波形變化并對有關(guān)顯示的信息逐一判斷。（2）在主軸裸露部位用直探頭做周向的全方位掃查。直探頭掃查的同時(shí)，應(yīng)密切注意儀器屏幕的波形變化并對有關(guān)顯示的信息逐一判斷。

2.2 斜探頭掃查

將斜探頭在主軸滾筒內(nèi)及兩滾筒之間的主軸裸露部位做軸向與周向掃查，以盡力檢測掃查滾筒大邊、軸承座內(nèi)、聯(lián)軸器等位置的主軸未裸露部位。

3 判定準(zhǔn)則

（1）礦山在用提升機(jī)和提升絞車主軸上不允許有疲勞裂紋缺陷的存在，當(dāng)確認(rèn)為裂紋回波之后，應(yīng)做如下處理：

①應(yīng)盡可能地用磁粉探傷或滲透探傷方法進(jìn)行驗(yàn)證。②測出裂紋的回波幅度、各項(xiàng)延伸長度、位置及取向。③觀察與裂紋回波相對應(yīng)的主軸上的具體部位，將檢測結(jié)果按坐標(biāo)作相應(yīng)的記錄。

（2）礦山在用提升機(jī)和提升絞車主軸內(nèi)部缺陷可依據(jù)GB/T 6402-2008《鋼鍛件超聲檢測方法》中的結(jié)果評定，質(zhì)量等級驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)按產(chǎn)品的技術(shù)條件和有關(guān)規(guī)定選擇或經(jīng)合同雙方協(xié)商選定；也可依據(jù)GB 20181-2006《礦井提升機(jī)和礦用提升絞車安全要求》中4.3.9條的規(guī)定執(zhí)行，GB 20181-2006《礦井提升機(jī)和礦用提升絞車安全要求》結(jié)果評定如下：主軸應(yīng)進(jìn)行探傷檢查，內(nèi)部不應(yīng)有白點(diǎn)和裂紋，其夾雜和非裂紋性缺陷要求如下：在主軸軸心2/3直徑范圍內(nèi)的單個、分散性缺陷和密集性缺陷，應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定；在主軸軸心2/3直徑以外范圍，允許存在不大于Φ5 mm的當(dāng)量單個、分散性缺陷6個；允許存在小于Φ4 mm的當(dāng)量密集性缺陷，但缺陷區(qū)面積不應(yīng)超過被探面積的5%；也可參照J(rèn)B/T 1581-1996 《汽輪機(jī)、汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和主軸鍛件超聲波探傷方法》中檢測結(jié)果評定執(zhí)行；依據(jù)GB/T 6402-2008《鋼鍛件超聲檢測方法》結(jié)果評定，所要求的質(zhì)量等級按產(chǎn)品的技術(shù)條件、有關(guān)規(guī)定或供需雙方協(xié)商選定；參照J(rèn)B/T1581-1996《汽輪機(jī)、汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和主軸鍛件超聲波探傷方法》結(jié)果評定如下，各類鍛件的探傷結(jié)果分別按JB/T 7025、JB/T 1265、JB/T 7027、JB/T 7026、JB/T 1267、JB/T 7178中規(guī)定進(jìn)行評定。

4 提升系統(tǒng)其他設(shè)備

天輪軸（導(dǎo)向輪軸）不解體或部分解體的超聲檢測應(yīng)依據(jù)檢測標(biāo)準(zhǔn)MT 684-1997《礦用提升容器重要承載件無損探傷方法與驗(yàn)收規(guī)范》中規(guī)定的方法進(jìn)行檢測；井下架空乘人裝置驅(qū)動輪與迂回輪主軸的超聲檢測應(yīng)依據(jù)檢測標(biāo)準(zhǔn)JB/T 1581-1996《汽輪機(jī)、汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和主軸鍛件超聲波探傷方法》中規(guī)定的方法進(jìn)行檢測；帶式輸送機(jī)滾筒軸超聲檢測應(yīng)依據(jù)檢測標(biāo)準(zhǔn)GB 6402-2008《鋼鍛件超聲檢測方法》中規(guī)定的方法進(jìn)行檢測減速器軸檢測可依據(jù)檢測標(biāo)準(zhǔn)JB/T 1581-1996《汽輪機(jī)、汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和主軸鍛件超聲波探傷方法》中規(guī)定的方法進(jìn)行檢測，也可依據(jù)檢測標(biāo)準(zhǔn)GB 6402-2008 《鋼鍛件超聲檢測方法》中規(guī)定的方法進(jìn)行檢測。