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煤矿钢丝绳探伤弱磁检测原理与应用研究 -汪伟红

  摘要:钢丝绳是煤矿提升系统中重要的挠性构件,如果不能实时、准确掌握其运行状态,会导致断绳事故。该文对钢丝绳检测技术进行对比分类,认为弱磁钢丝绳检测技术是目前钢丝绳检测的最实用技术,对弱磁钢丝绳检测概念和钢丝绳检测原理进行了论述,并以TCK.W弱磁钢丝绳检测技术在现场应用证明其技术可靠性。

  关键词:钢丝绳检测技术 弱磁钢丝绳无损探伤 钢丝绳探伤仪

  中图分类号TD532文献标识码A doi:10.3969/j.issn.1005-2801.2012.06.53


  1 钢丝绳检测技术的分类

  煤矿提升系统中,钢丝绳是重要的构件,一旦钢丝绳出现问题,会导致整个矿井处于运输瘫痪状态,并可能导致事故发生。钢丝绳根据不同形式的缺陷分为二大类:(1)局部缺陷型(LocalizedFault—LF型),主要包括钢丝绳内外部断丝、生锈和局部形状异常等;(2)金属截面积损失型(LossofMetallic Cross--sectionalArea—LMA型),主要包括磨损、锈蚀、绳径缩细等。钢丝绳检测经过约100年的研究,其无损检测是该研究领域的主要方向[1-2]。钢丝绳无损检测方法和原理统计如表1。

  上述各种无损检测对比分析以及相关资料表明,有些检测方法的检测原理和技术仍停留在试验阶段,很难付诸应用。


  2 弱磁检测技术

  2.1 弱磁检测概念

  目前,国内钢丝绳磁检测法大致分成两种:强磁检测法和弱磁检测法,传统强磁检测技术特点为:传感器灵敏度低,要求贴近钢丝绳表面,检测通过能力弱;强磁磁化强度强。对被测物体的磁场束缚力较大,不能用于在线监测。弱磁检测优势为:(1)弱磁检测元件灵敏度极高,检测时传感器与被测物体表面之间的间隙允许较大,最大可达30mm;(2)对被测物体的磁场束缚力小,可实现时速为0~30m/s的检测,可实现在线监控。

  2.2 弱磁检测原理

  钢丝绳无损检测技术原理为由于钢铁材料易于磁化,当钢丝绳以较慢速度接近永久磁钢材质的传感器时,就会快速磁化并且达到磁饱和状态,钢丝绳断丝和锈蚀等缺陷就会产生向外释放漏磁场;传感器中环状聚磁器会把空间分布的强弱漏磁信号聚集,将这些信号引导到由周向布置的多个霍尔元件列组合而成的检测回路系统。钢丝绳如果有锈蚀和磨损,就会引起金属截面积变化,会使电磁桥磁路平衡遭受一定的破坏,使磁路中的磁通量发生变化;而布置于磁桥路平衡点的霍尔元件,能接收到磁通量的每一个微小变化信号,并送入检测系统回路中。钢丝绳与传感器间的相对位移(也就是钢丝绳缺陷定位)由负责空间采样的光电编码器获取。以上三种信号通过传感器/AD模块转换并压缩输入到计算机中,由在线处理软件分析处理,最终就可确定钢丝绳有无断丝、锈蚀和松股等缺陷,软件对缺陷进行较为准确的定性、定量和定位分析。钢丝绳在线检测分析系统见图1。


  3 TCK.W弱磁检测技术应用

  目前,在煤矿得到较好使用的是TCK.W弱磁钢丝绳检测技术。TCK.W弱磁检测技术可以定量检测钢丝绳内外部断丝、磨损、锈蚀、疲劳等各种损伤;正确评估钢丝绳安全承载能力、动态安全系数和剩余使用寿命。它将彻底改变落后的钢丝绳检测方法及更换钢丝绳的错误依据,为钢丝绳安全、高效运行提供了十分重要的保证。

  TCK.W钢丝绳无损探伤仪遵从国际标准(IS03154:1988)规范的钢丝绳安全承载能力校核原则,能够通过对在线钢丝绳内外部断丝、磨损、锈蚀、疲劳等各种损伤导致的实际承载金属有效截面积损失率的定量检测,正确评估被测钢丝绳的剩余承载能力和使用寿命,为用户提供符合标准和规范要求的安全使用与合理更新的科学依据,是有效预防钢丝绳断绳事故、合理降低钢丝绳用绳成本和科学提高钢丝绳运行效率的高科技保障。

  利用钢丝绳在线无损检测技术,先后在双鸭山矿业集团公司检测了多根钢丝绳,依据无磁检测检测结果及时进行处理,提高钢丝绳检

  测的安全系数,保证煤矿安全生产,部分钢丝绳检测结果见表2。

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  4 结束语

  88 山东煤炭科技 2012年第6期

  钢丝绳在线无损检测技术改变了传统人工检测的不足,可以在线实时掌握钢丝绳的运行状态,避免了钢丝绳断绳事故发生,具有广阔的应用前景。

  作者简介:汪伟红(1964一),女,中共党员。1985年毕业于辽宁抚顺煤炭工业学校矿山电气自动化专业,现在哈尔滨煤矿机械厂检验

  中心从事钢丝绳检验工作。


  参考文献:

  [1]杨叔子,康宜华.钢丝绳断丝定量榆测原理技术[Mj.北京:旧防工业出版社.1995

  [2]顾伟,楮建新.一种磁通门型钢丝绳缺陷检测传感器[J].无损检测,1997(8)

  技术交流:wm@wmndt.com


序号
论文名称
发表期刊
作者单位
作者
行业
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《港口科技》
连云港新东方国际货柜码头有限公司
邹晓华1, 朱加双2, 徐国春2
港口
3
《中国索道协会第四届一次理事会暨索道技术论坛》
华山三特索道
杜军红 彭杨
索道
4
《矿山机械》
河南省新郑煤电有限责任公司
刘士栋
矿山
5
《机械管理开发》
同煤集团有限责任公司
杨步忠
煤炭
6
《集装箱化》
宁波梅山岛国际集装箱码头有限公司
张宇,谢平平
港口
7
《金川科技》
金川集团有限公司二矿区
王群昌
金矿
8
《渤钻50006平台》
中石油渤海钻探50006钻井队
中石油
石油
9
《长城钻探钻井》
中石油长城钻探工程有限公司
长城钻探钻井
石油
10
《渤钻50006平台》
中石油渤海钻探50006
中石油
石油
11
《科技资讯》
大同煤矿集团挖金湾煤业公司
朱大根
煤炭
12
《煤矿安全》
峰峰集团
冀庆亚
煤炭
13
《机电信息》
同煤集团煤峪口矿机电科
杜小琴
煤炭
14
《煤矿机电》
晋城蓝焰煤业股份有限公司
郭东兵
煤炭
15
山东煤炭科技
新矿内蒙能源公司黑梁矿井筹建处
贾爱学
煤炭
16
《煤矿机电》
枣庄矿业集团公司蒋庄煤矿
赵强
煤炭
17
冀中能源峰峰集团有限公司
18
《机械管理开发》
同煤集团有限责任公司云冈矿
杨步忠
煤炭
19
《矿山机械》
上海大屯能源股份有限公司徐庄煤矿
袁 新
煤炭
20
《江西煤炭科技》
乐平矿务局沿沟煤矿
彭少锋
煤炭
21
《经济管理》
山东黄金矿业莱州有限公司焦家金矿
尹海林
金矿
22
索道年会论文
洛阳威尔若普检测技术有限公司
窦柏林
索道
23
《制造业自动化》
吉林工程技术师范学院
唐耀武
院校
24
《研究与开发》
河南科技大学机电工程学院
张彦平
院校
26
《山东煤炭科技》
鹤岗矿业集团公司兴安煤矿
陈 影
煤炭
27
《起重运输机械》
厦门华夏国际电力发展有限公司
翁春华
港口
28
《山东煤炭科技》
黑龙江省煤矿矿用安全产品检验中心
汪伟红
煤炭
29
《工业技术》
河南煤业化工集团焦煤公司赵固二矿
王国喜
煤炭
30
《山东煤炭科技》
龙煤集团鹤岗分公司富力煤矿
郝军
煤炭
31
《山东煤炭科技》
七台河矿业精煤集团有限责任公司东风煤矿
郑成才
煤炭
32
《华东科技》
平顶山天安煤业股份有限公司六矿
李建全
煤炭
33
《煤矿机电》
中煤第四十九工程处
程 山
煤炭
34
《江汉石油科技》
中国石化江汉油建工程有限公司
肖金品
石油
35
《煤炭行业标准》
批准执行:国家发改委
TCK·W
煤炭
36
中国煤炭机械工业协会、煤矿与煤炭城市发展工作委员会
煤炭
37
煤炭与化工
冀中能源峰峰集团 辛安矿
郭 冬
煤矿
38
中图分类号: F406. 3; TD676
平煤股份 二矿
王振西
煤矿
39
设备管理与维修
秦皇岛港股份有限公司第二港务分公司
李 岩
40
能 源 与 环 保
河南能源化工集团 永煤公司陈四楼煤矿 永煤公司职工培训学校
奂光润1,谢良魁2,张 豪1,邓高鹏1
41
电子技术与软件工程
山西大同大学机电工程学院
张瑞平
矿山
42
机电工程技术2018年第47卷第08期
山西科林矿山检测技术有限责任公司
张曦曦
煤矿
45
南京银茂铅锌矿业有限公司,江苏南京210033
王建华

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