煤礦在用鋼絲繩芯輸送帶檢測技術(shù)
作者： admin 編輯： admin 來源：admin 發(fā)布日期：2022-07-08 15:43
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摘要：隨著我國能源的快速發(fā)展，鋼絲繩芯膠帶已經(jīng)被廣泛的用于冶金、電力、煤礦等大型運(yùn)輸系統(tǒng)，它具有抗拉強(qiáng)度大、路程長、結(jié)實(shí)耐用等優(yōu)勢，但鋼絲繩芯輸送帶是由多條皮帶搭
摘要：隨著我國能源的快速發(fā)展，鋼絲繩芯膠帶已經(jīng)被廣泛的用于冶金、電力、煤礦等大型運(yùn)輸系統(tǒng)，它具有抗拉強(qiáng)度大、路程長、結(jié)實(shí)耐用等優(yōu)勢，但鋼絲繩芯輸送帶是由多條皮帶搭接、硫化制成的，皮帶的接頭是整個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)中最脆弱的一環(huán)，若皮帶斷裂會造成嚴(yán)重的人員傷亡和巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，為了最大程度的減小皮帶斷裂事故的發(fā)生，現(xiàn)對鋼絲繩芯的輸送帶進(jìn)行嚴(yán)格的檢測技術(shù)并加以闡述。
關(guān)鍵詞：煤礦；鋼絲繩芯輸送帶；檢測技術(shù)
1、前言
輸送帶既是帶式輸送機(jī)的承載構(gòu)件，又是其牽引構(gòu)件。其使用過程中安全可靠性、節(jié)約生產(chǎn)成本提高輸送帶服務(wù)周期越來越受到煤炭生產(chǎn)企業(yè)的廣泛重視，通過本標(biāo)準(zhǔn)中的檢測項(xiàng)目和判斷標(biāo)準(zhǔn)可對在用輸送帶的使用狀態(tài)進(jìn)行科學(xué)準(zhǔn)確的評判，為設(shè)備管理、使用、檢測和日常維護(hù)提供指導(dǎo)性依據(jù)，以確保輸送帶在運(yùn)行過程中的安全可靠性。
2、鋼絲繩芯輸送帶的檢測技術(shù)
2.1簡易接頭變形監(jiān)測法
簡易接頭變形監(jiān)測法就是人工檢測，是維修人員通過眼睛直接觀察皮帶的外形、質(zhì)地，判斷皮帶接頭是否可以進(jìn)行伸拉，在借助便捷式的x光照相方法，檢測皮帶的破損程度。通常有以下三種檢測方法：“起泡”現(xiàn)象觀測法、接頭長度測量法、表面應(yīng)變測量法。
(1)“起泡”現(xiàn)象觀測法是皮帶接頭出現(xiàn)故障最常見的一種檢測方法。其主要的故障原理是起泡部位的鋼絲繩出現(xiàn)抽動現(xiàn)象。這一種檢測方法被廣泛用于我國煤礦現(xiàn)場，在停帆后先清除接頭周邊的膠帶，觀察有無“起泡”現(xiàn)象出現(xiàn)，一旦發(fā)現(xiàn)有“起泡”，應(yīng)重點(diǎn)檢測，當(dāng)起泡區(qū)擴(kuò)展到整個(gè)皮帶的1／3寬度是，應(yīng)立刻更換新的皮帶。
(2)接頭長度測量法是指在剛做好硫化接頭的兩邊，在適當(dāng)?shù)奈恢眠M(jìn)行刻畫3組標(biāo)示線，標(biāo)示線需要等寬等長，對標(biāo)示線的長度進(jìn)行測量。在膠帶被應(yīng)用的過程中，定期測量膠帶接頭的標(biāo)示線長度，若發(fā)現(xiàn)任何一組標(biāo)示線起出正常范圍內(nèi)的長度，需要用x射線檢溯儀對皮帶接頭進(jìn)行拍片查看，分析皮帶接頭出現(xiàn)損害的精確位置及損害程度，是否可以繼續(xù)使用。
(3)表面應(yīng)變測量法是指在接頭的低應(yīng)力區(qū)表面進(jìn)行標(biāo)識，畫七表格，當(dāng)皮帶的接頭運(yùn)行到高應(yīng)力區(qū)時(shí)觀察表格的形狀變化，借此判斷皮帶的接頭是否出現(xiàn)抽動及抽動的嚴(yán)重程度。
2.2 x射線探澍儀檢測法
x射線檢測儀檢測法是一種利用x射線投影成像，耳經(jīng)過計(jì)算機(jī)圖像處理的無損傷探測技術(shù)。其工作機(jī)制是通過扇形的x射線束穿透需要進(jìn)行檢修的鋼絲繩芯膠帶，再由二維x射線光伏檢測儀進(jìn)行接收，形成圖像像素信號，經(jīng)過計(jì)算機(jī)進(jìn)行接收、采集、傳輸、處理得到的輸送帶二維投影圖像。通過x射線束形成的投影圖像檢查膠帶內(nèi)鋼絲繩芯及皮帶接頭的破損程度。同時(shí)還可以把接收的圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字，儲存在計(jì)算機(jī)里，便于進(jìn)一步的分析與研究。x射線探測儀檢測法是且前最為可行、可靠、信息量大的一種檢測方法。該方法以先進(jìn)的設(shè)備和成熟的移植技術(shù)為基礎(chǔ)，被廣泛的用于醫(yī)療、安檢、交通、質(zhì)檢等領(lǐng)域。
2.3紅外線、超聲波探測法
紅外線、超聲波探傷法被國外多個(gè)國家采用過，主要有德國、澳大利亞、美國、原蘇聯(lián)、英國的發(fā)達(dá)國家，但由于技術(shù)不成熟，沒有成功的應(yīng)用于檢測,鋼絲繩芯輸送帶的檢測。
2.4電磁感應(yīng)原理的漏磁檢測法
既有電磁感應(yīng)原理的漏磁檢測法是在貼近回程膠帶上安置一個(gè)電磁感應(yīng)的線圈，在肢帶的上方安置一個(gè)永久性的磁鐵，利用磁鐵的磁化傳感器對鋼絲繩芯進(jìn)行均勻的磁化反應(yīng)，使得鋼絲繩芯帶有均勻的磁性。此外，還需要安裝一個(gè)測逮儀，用來溯試皎帶速度，再用漏磁放大器對鋼絲繩芯上的磁性信號進(jìn)行檢測。在正常膠帶的磁圖像上，非接頭區(qū)呈現(xiàn)的是一條接近平緩的直線，只會在接頭處出現(xiàn)一個(gè)較高的尖脈沖信號。當(dāng)膠帶的鋼絲繩芯出現(xiàn)斷絲、移位或銹蝕故障時(shí)，電磁感應(yīng)的磁圖像會出現(xiàn)凹陷或凸出的現(xiàn)象。因此我們可以根據(jù)膠帶的運(yùn)行速度和所獲磁像的形態(tài)來判斷鋼絲繩芯是否出現(xiàn)故障及出現(xiàn)故障的類型、程度、具體位置等。但這種檢測方法的技術(shù)復(fù)雜且故障原理分析較慢，計(jì)算量過大，在鋼絲繩芯輸送帶檢測方法的應(yīng)用上尚待提高。
3、應(yīng)用分析
在輸送帶下方安設(shè)傳感器對輸送帶的各個(gè)部位進(jìn)行實(shí)時(shí)在線檢測，所采集的數(shù)據(jù)通過工業(yè)以太網(wǎng)傳輸?shù)降孛鏅z測中心的終端服務(wù)器上，所采集的信號經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后即可自動生成文本形式的檢測報(bào)告，可及時(shí)準(zhǔn)確地測出鋼絲繩斷絲及其銹蝕位置。
圖1所示為傳感器箱和輸送帶的安裝位置關(guān)系，傳感器箱可根據(jù)現(xiàn)場情況安裝在輸送帶的下部或上部。箱內(nèi)通常設(shè)置48組傳感器，每組傳感器監(jiān)測1～2根鋼絲繩，在輸送機(jī)運(yùn)行狀況下，可分別對輸送帶進(jìn)行不間斷的掃描檢測。
傳感器是通過探測鋼絲繩的導(dǎo)磁性能來判斷鋼絲繩的受損情況和輸送帶接頭是否出現(xiàn)抽動，性能良好的輸送帶通過傳感器時(shí)，傳感器不會發(fā)出任何信號，而一旦出現(xiàn)鋼絲繩斷頭或鋼絲繩的導(dǎo)磁性能變差等情況，則傳感器即可將檢測到的信號，經(jīng)信號處理電路將信號轉(zhuǎn)換成方波。方波信號的寬度和鋼絲繩斷口大小成正比，斷口小、方波信號窄，反之，方波信號寬;同時(shí)，與鋼絲繩斷口到傳感器的距離成反比，距離越大，方波信號越窄。
如圖2所示，若輸送帶內(nèi)鋼絲繩出現(xiàn)斷口時(shí)，則在該斷口左右布置的傳感器一旦檢測到該斷口，就會輸出信號。由于傳感器C2、C3與斷口的距離L2、L3短，所以輸出的方波信號寬，傳感器C1、C4離斷口的距離L1、L4大，輸出的方波信號就窄。數(shù)據(jù)采集/通訊模塊采集到傳感器輸出的方波信號后，將數(shù)據(jù)傳輸至地面計(jì)算機(jī)。地面計(jì)算機(jī)截取出方波的寬度，以紅色或者綠色線條表現(xiàn)方波的寬窄。每個(gè)線條對應(yīng)一個(gè)傳感器輸出的信號，線條的長短和傳感器輸出的方波信號的寬窄相對應(yīng)。鋼絲繩出現(xiàn)明顯的斷頭時(shí)，通常相鄰的傳感器都有信號輸出，檢測到的信號圖形的特征為中間長、上下短。斷口間距越大，方波越寬。
鋼絲繩有銹蝕、劈絲等情況時(shí)，檢測到的方波圖形比斷頭圖形小，且無明顯的斷頭圖形特征。所以，當(dāng)鋼絲繩出現(xiàn)有銹蝕或劈絲等情況時(shí)，在生產(chǎn)中往往只是采取臨時(shí)性的補(bǔ)膠、背鋼絲繩等措施，而忽略其可能引起斷頭的嚴(yán)重性。采用在線檢測儀后，通過檢測圖形的變化狀態(tài)，即可準(zhǔn)確判斷出斷繩、銹蝕、劈絲等情況。
4、使用效果
(1)可對鋼絲繩芯輸送帶的斷繩、銹蝕、損傷等狀況進(jìn)行在線實(shí)時(shí)監(jiān)測，并能準(zhǔn)確定位。
(2)可在線實(shí)時(shí)監(jiān)測到硫化接頭抽動、接頭脫膠、接頭內(nèi)斷繩、損傷情況。
(3)可模擬X光機(jī)檢測方式，對輸送帶的接頭、斷繩、銹蝕、損傷等狀況以全圖形化方式顯示、儲存;操作軟件可以隨意打開多個(gè)窗口，調(diào)出基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、當(dāng)前數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)任意比較分析;獨(dú)有的圖形拍照功能，極大地方便了現(xiàn)場操作人員對接頭、斷繩、銹蝕、損傷等圖形的變化情況進(jìn)行分析比較。
(4)具有斷頭變化、接頭抽動自動報(bào)警功能。監(jiān)控軟件采用數(shù)據(jù)分析和圖形比較兩種計(jì)算方法，使得自動報(bào)警更加可靠。
(5)具有遠(yuǎn)程停送電功能。打開監(jiān)控軟件開始檢測時(shí)，系統(tǒng)自動上電，輸送帶停止運(yùn)行，系統(tǒng)自動斷電。
(6)檢測結(jié)果可通過Internet遠(yuǎn)傳至制造廠，由制造廠專家進(jìn)行檢測結(jié)果分析。
(7)探傷傳感器具有抗抖動性能。
(8)傳感器無需調(diào)整工作點(diǎn)，免維護(hù)，信號大小始終一致。
(9)無振蕩電路，從根本上消除了傳感器的自激干擾、實(shí)現(xiàn)了傳感器的密集布置及單箱體結(jié)構(gòu)。
(10)三組CPU并行工作，可保證輸送帶在高速運(yùn)行狀態(tài)下采集數(shù)據(jù)不丟失。
(11)優(yōu)異的抗干擾性能，受強(qiáng)磁場干擾環(huán)境下也不影響正常工作。
(12)無需磁化鋼絲繩。通過使用在線檢測實(shí)時(shí)監(jiān)督擬儀器后，實(shí)現(xiàn)了對鋼絲繩芯輸送帶進(jìn)行無損探傷和在線檢測，不僅降低了操作人員的勞動強(qiáng)度，還減少了輸送機(jī)的事故率，提高了煤礦的經(jīng)濟(jì)和安全效益。
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