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摘要：矿山机械设备的使用环境比较复杂，在其使用过程中不可避免的会出现一些缺陷，比如裂纹、夹渣等，这些内部或表面缺陷如果没有得到及时有效的处理，将会导致机械设备无法正常运转，甚至是直接造成机械设备的损毁，这些是常规的安全检测检验无法检测出来的，因此要求矿山企业对其进行必要的无损检测，保证机械设备的正常使用。基于此，本文首先针对矿山机械设备常用的无损检测技术方法进行介绍，同时对矿山机械设备检测中无损检测技术的应用策略进行探索，提高矿山开采工作的顺利进行，同时为后续类似工作的顺利开展提供参考。

关键词：矿山开采；机械设备；无损检测；应用

无损检测技术是一种将传统检测手段，与现代电子信息技术有机结合起来的新型检测技术，也是目前世界上发展最为迅速、最有发展前途的一种无损检测技术。该技术具有高效、灵敏、准确、非破坏性等特点，可在不破坏被检对象的情况下，对被检对象进行检测，在不影响被检对象使用功能和安全性能的情况下，利用各种新材料和新工艺，采用合理的方法对材料或结构进行无损检测。对于矿山机械设备而言，无损检测技术同样适用于对设备的金属零部件、机械加工表面、铸造铸件等进行无损检测，可以及时发现矿山机械设备存在的一些隐藏缺陷问题，避免造成矿山机械设备的严重损坏，保证矿山生产活动的安全稳定进行。

1矿山机械设备常用的无损检测技术

1.1超声波检测

超声波检测是利用超声波在材料中传播的特性来检测材料内部缺陷的一种方法，是利用超声波在金属中传播时产生的各种反射和折射现象而进行的，主要用于金属材料中裂纹、气孔、夹渣和白点等缺陷的检测。在无损检测技术中，超声波检测是应用最广的一种，这种方法具有灵敏度高、成本低、快速和对人体无害等优点，可以进行大面积的快速检验，尤其是在对金属材料进行检测时效果十分显著，但是这种方法也有一些不足之处，比如，在金属材料中传播的超声波会受到周围环境的影响，导致检测结果不够准确，同时这种方法对人体也存在一定的危害，比如当超声传播到人体内时会引起组织损伤等[1]。

1.2磁粉检测

磁粉检测是一种利用铁磁性材料在不均匀磁场中磁化后，材料表面和近表面的缺陷会产生漏磁现象，在缺陷的周围磁粉形成磁路，从而显示出缺陷的存在和尺寸。在检测过程中，首先需要将工件表面打磨干净，然后再将工件浸泡在盐酸或硝酸中进行腐蚀处理，最后用磁粉进行检测。磁粉检测的优点是灵敏度高，且检测结果直观性强，对于某些隐藏在工件中的细小裂纹、麻点、凹坑等缺陷也可以用此方法进行检测，但是磁粉检测也有一定的局限性，比如在检测工件表面和近表面缺陷时，因为不能对工件的整体情况进行检查，因此无法发现某些隐藏在工件内部的缺陷；对于工件表面有明显氧化皮、铁锈等杂质的部位也无法进行有效检测。另外，磁粉检测的结果与被检测工件的尺寸大小有直接关系，如果被检测工件的尺寸较大，则磁粉检测出的结果会比较小，反之如果被检测工件尺寸较小，则磁粉检测出的结果就会比较大。因此，在实际检测中为了得到更加准确可靠的结果，必须要严格控制好磁粉检测的灵敏度和准确性，选择合适的磁化条件、磁化强度和磁路设计以及合理安排探伤顺序。

1.3渗透检测

渗透检测法是一种利用材料表面或近表面缺陷，通过在缺陷上吸附或吸附的渗透液，使其附着于缺陷表面，通过显微镜观察，显示出缺陷的形状、尺寸和位置等信息。渗透检测法是目前国际上公认的最为精确的无损检测方法之一，该方法对材料表面或近表面的微小损伤，具有很高的灵敏度。渗透检测法是一种高灵敏度、高分辨率和高灵敏度的无损检测方法，它不需要对被检材料施加任何应力，因而不会产生裂纹。渗透检测法不仅对表面微小损伤具有很高的灵敏度，而且在任何形状和大小的缺陷上都能显示出缺陷，这是其它无损检测方法所无法比拟的。渗透检测法具有如下特点：1）渗透检测法不会对被检材料产生任何机械损伤，因此不会影响被检材料的使用性能；2）渗透检测法对材料表面或近表面的微小损伤，具有很高的灵敏度；3）渗透检测法具有很高的定量精度，因此可以测定缺陷的大小和位置。

1.4涡流检测

涡流检测是利用电磁感应原理检测材料，在交变磁场中的涡流效应来判断被检材料缺陷的方法。当金属表面或近表面被磁化后会形成漏磁场，这种漏磁场可通过磁粉、渗透或超声波等方法来检测，但由于涡流检测的灵敏度很高，具有对裂纹敏感的特点，因此可以用来检测裂纹。涡流检测技术可应用于各种材料和构件的探伤，由于涡流检测不需要对试件施加额外的电磁信号，因此可应用于各种结构复杂的零件，如管道、机械零件等。由于涡流检测方法具有灵敏度高、检测速度快、非接触测量等特点，因此可实现对表面缺陷的快速检验和定位。涡流检测技术的优点是：1）无损、检测速度快，在无损检测领域中，可以应用于零件表面缺陷的快速检测，在探伤速度方面，它与超声波、渗透和磁粉等方法相比，具有无可比拟的优势；2）可与其他探伤方法配合使用，对大型复杂结构的探伤有很好的效果[2]。

2无损检测技术在矿山机械设备的具体应用策略分析

2.1矿井提升设备的无损检测

矿井提升设备在煤矿企业生产中有着重要作用，它是一种集机械、电气和液压为一体的矿井设备，其主要功能是提人提物。矿井提升设备由多个零部件组成，最重要的是主轴、天轮轴及连接装置，这些是日常安全检测检验无法检测得到的，在使用过程中如果发生故障，不仅会给生产带来不便也会威胁到工作人员的生命安全，因此矿井提升设备需要定期进行检测与维护工作以保证其正常运行。下面对天轮轴超声波探伤检测进行说明，天轮是矿井提升机的重要组成部分，天轮轴作为天轮运行中的关键部件，其质量安全对提升机的正常运行有着至关重要的影响。在天轮轴加工、制造过程中，不可避免地会出现一些缺陷，这些缺陷会对天轮轴的质量造成严重影响，因此需要通过对天轮轴进行无损检测，及时发现其存在的问题，确保天轮轴的正常使用。超声检测是一种基于超声波在材料中传播规律而设计出来的无损检测方法，能够对材料内部存在的缺陷进行有效检测。由于天轮轴是一种特殊材料，其内部结构较为复杂，内部存在较多的裂纹和气孔等缺陷，因此不能采用常规的超声检测方法，而超声波探伤技术具有高效、灵敏、准确等优点，可以对天轮轴中存在的缺陷进行有效检测，如图1：

根据超声波在材料中传播规律可知，当探头发射出超声波后，超声波会沿着被测材料内部向四周传播，而被测材料内部存在缺陷时，其反射回来的超声波信号也会发生变化。通过对这些变化进行分析和研究之后可以得出结论：当探头发射出超声波后，反射回来的超声波信号强度会逐渐减弱甚至消失。当探头发射出的超声波在材料内部传播时，如果遇到缺陷时会发生反射和折射现象，如果反射波的信号强度与探头发射出的超声波信号强度基本相同时说明缺陷处于表层位置；如果反射波的信号强度明显比探头发射出的超声波强时说明缺陷处在内部位置；若反射波信号比探头发射出的声波强时说明缺陷处在表面位置。

2.2主通风机叶片渗透探伤

渗透探伤是一种利用无机溶胶、水溶液或有机溶剂对材料表面缺陷进行渗透检测的方法，渗透探伤主要包括三大类：渗透结晶法、溶胶法和表面处理法。渗透结晶法是将某种含铝、磷等金属的有机溶剂溶解在水中，利用金属表面吸附或沉积在表面的染料，经洗涤后再进行显影和定影，从而将工件表面的缺陷显示出来。渗透结晶法适合于对工件表面有腐蚀介质存在时进行探伤。主通风机叶片是煤矿生产过程中的主要设备之一，在运行过程中极易发生断裂或脱落等故障，因此在设计时对叶片进行强度设计和结构设计。叶片主要包括叶身、叶轮和翼型部分，叶片通常是在工厂内生产好后运至煤矿使用，其表面一般有较深的裂纹和缺陷[3]。

2.2.1叶片表面裂纹

主通风机叶片在正常运行时，由于叶片处于旋转状态，叶片所受的应力较大，特别是在叶身和叶轮连接部位，容易产生裂纹。若裂纹较深或长时间未被发现，则在叶片的交变应力作用下，会继续扩展，最终导致叶片断裂。因此，在煤矿主通风机叶片使用前应进行无损检测。主通风机叶片缺陷无损检测方法主要包括渗透探伤和磁粉探伤两种。渗透探伤方法操作简单、成本较低，适用于大面积、深孔或长焊缝的缺陷检测；磁粉探伤方法具有较高的灵敏度，可以发现铁素体及奥氏体材料中的裂纹以及焊缝处的气孔等缺陷。因此在实际应用中这两种方法都是常用的检测方法。在实际应用中发现渗透探伤与磁粉探伤相结合能达到很好的效果。如图2：

2.2.2叶片翼型表面缺陷

叶片翼型表面的缺陷有裂纹、气孔、砂眼、氧化皮等，主要是由于叶片制造时在翼型的成型过程中，由于砂眼等缺陷导致表面粗糙，使应力集中，降低了强度，在叶片运行时极易发生断裂现象。根据叶片表面的缺陷情况可选用磁粉、渗透等无损检测方法进行检测。磁粉探伤主要是通过磁粉检测来检测金属材料表面的缺陷，是一种传统的无损检测方法。可对金属材料表面的裂纹、气孔、砂眼等缺陷进行探伤。但在实际生产过程中，由于种种原因，经常会遇到各种形状复杂的缺陷，因此磁粉探伤也存在着一定的局限性。渗透探伤主要是利用金属表面吸附或沉积染料的原理进行检测，对于一些形状复杂或形状不规则的缺陷能够很好地发现。

2.3连接部件进行耦合安装检测

对于矿山机械设备而言，在设备运行过程中经常会出现某些连接部件的松动或错位，进而导致设备运行过程中产生噪声，这一问题不仅会影响到矿山机械设备的正常工作，而且还可能会引发安全事故。因此，在对矿山机械设备进行无损检测时，应重视对连接部件的耦合安装情况进行检测，通过检测可及时发现问题并采取有效措施进行解决。在实际操作中，可通过磁粉检测的方式来实现对连接部件耦合安装情况的检测。该方法具有操作简单、精度高、成本低等特点，因此在矿山机械设备无损检测中应重视对磁粉检测方式的应用，以保障对连接部件耦合安装情况的检测。

3结语：

综上所述，对于矿山机械设备而言，由于其工作环境较为复杂，因此在使用过程中不可避免的会出现一些问题，内部缺陷无法通过安全检测检验进行判别，如果不及时处理将会直接造成机械设备的损坏，因此在实际应用中需要结合具体情况和实际需求选择合理的无损检测技术，同时采取有效措施对检测结果进行处理，以提高矿山开采工作的顺利开展和机械设备使用效率和安全性。

参考文献：

[1]李云鹏.机械设备维修中无损检测技术的应用[J].内蒙古煤炭经济，2020，309（16）：174-175.

[2]余铜柱.试析无损检测技术在煤矿机械设备维修中的应用[J].设备监理，2020，56（01）：42-43.

[3]王毅.浅析矿山机电设备常见的故障以及解决策略分析[J].中国金属通报，2019，1009（10）：91+93.

[4]龚文.无损检测技术在矿山机械设备安全检测中的应用研究[J].现代制造技术与装备，2019，273（08）：98+103.

作者简介：邹和兰（1987-）男，湖南双峰人，本科，工程师，主要从事矿山机电安全检测检验等工作。