钢丝绳芯输送带在线检测系统与便携式X射线探伤仪的配合使用

摘要：钢丝绳芯输送带是煤矿胶带输送机主要组成部分，输送带的完好状况直接关系着煤矿的生产、安全，而确定钢丝绳芯输送带完好状况的最重要因素是钢丝绳芯的完好状况。文章结合使用的钢丝绳芯输送带在线检测系统及便携式X射线探伤仪的实际经验，对两种探伤设备的配合使用进行简要分析。

关键词：钢丝绳芯输送带；在线检测系统；X射线探伤仪；断带；断芯

中图分类号：TD608 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）27-0092-02

车集煤矿26一部强力胶带输送机型号为DTL100/70/4

×315，输送量700T/h，输送机全长980m，巷道倾角15.6°，带速3.15m/s；使用ST2500钢丝绳芯输送带，全长2036m；ST2500钢丝绳芯输送带（1000mm宽）钢丝绳直径Φ7.5mm，钢丝绳间距15mm，钢丝绳根数64根，上覆盖层厚度8mm，下覆盖层厚度6mm。

目前国内对强力输送带内的钢丝芯检测技术主要有基于电磁原理和基于X射线透视观察两种方法。前者的基于原理是对运行中的输送带内钢绳芯进行加磁，加磁后的钢绳芯具有磁性，但在断头损伤处漏磁严重，此种情况的运输带通过传感器时会被基于电磁感应原理的探头检测到，探头以检测到的信号强度来检测损伤程度。

1 使用背景

由于26一部强力胶带输送机运行坡度大且货量大、设备运行时间长，而钢丝绳芯输送带断带事故在其他单位已多次发生，所以26一部强力胶带输送机输送带的完好状况一直是矿上关注的重点。为此配备了便携式X射线探伤仪，但是便携式X射线探伤仪存在探伤速度慢、需停机探伤等不足，在以往的探伤过程中只对胶带接头区进行定性探伤而没有对非接头区进行探测，对胶带的更换也只是简单地根据胶带厚度的变化及使用年限，既无法确定胶带的完好状况，又不能最大程度地利用胶带。《煤矿安全质量标准化基本要求及评分办法（试行）》机电部分要求钢丝绳芯带式输送机应有钢丝绳芯及接头状态检测装备，结合实际，我矿在26一部强力胶带输送机上安装了一套洛阳TCK钢丝绳检测技术有限公司生产的钢丝绳芯输送带在线检测系统。

2 钢丝绳芯输送带X光机在线检测装置的测试原理及应用

测试原理。CPU主控电路采用最新PWM中频脉宽调制技术，管电压、管电流通过采样电路反馈作高精度闭环控制，实现高压驱动及高压发生装置自动控制，同时CPU主控电路驱动灯丝工作，灯丝加热后产生电子束，在高压电场作用下高速撞击阳极钨靶，产生X射线。

具体原理如下：在X射线照射下，每个接收传感元件模块中有64个硅光二极管，每个硅光二极管产生一路非常微弱的电流信号，采用一个大规模集成芯片（ASIC）对这些信号进行积分放大。ASIC芯片中包含有64个灵敏放大器和一个乘法器，并把放大后的信号反馈给一个14bit的A/D转换器；一个接收传感元件模块除大规模集成芯片（ASIC）外，还有一个逻辑控制器（FPGA）。该逻辑控制器为模块提供中央智能控制，为系统运行提供时序及控制信号。数据信号和控制信号的传输，由40路的总线电缆实现。它将多组接收传感元件模块连接到一起，并与信号处理板连接。第一个模块扮演了主板的角色，模块首尾相连，以确保所有的模块都是同步的。经Rs485接口连接，主板把所有模块的图像数据传输至信号处理板。除此之外。主板还从信号处理板传输控制信号至子模块上。通讯连接采用Rs485差分传输（多线程Rs422），可以获得5MB/s的传输和接收速率。

3 工作原理

TCK钢丝绳芯输送带在线检测系统，首先，对钢丝绳因损伤引起的外形变化进行磁规划整形，使检测组件能顺利对钢丝绳进行检测。其次，检测组件准确地检测到钢丝绳的各种参数，这些参数通过有线或无线中转设备传输到主控站，由主控站进行综合分析，最后，通过现实终端以人机较为容易理解的界面显示出来。通过报警指示和执行组件完成安全保护功能。

TCK钢丝绳芯输送带在线检测系统采用弱磁检测技术，该技术是基于“空间磁场矢量合成”，采用宽距、非接触式弱磁能势感应装置，通过提取已施加磁载的铁磁性材料上弱磁能势分布差异信息，完成定位、定性和定量识别钢丝绳内外部各种缺陷的创新性电磁无损检测技术。便携式X射线探伤仪利用X射线穿透能力强，通过X射线发生器对面的数据接收器将接收到的辐射信号转换为电信号并在显示屏上扩张显示。具有很高的检测灵敏度，且能直观地显示出断芯的形状、大小等信息。

4 配合使用研究

TCK钢丝绳芯输送带在线检测系统检测的数据显示，26一部强力胶带输送机1#接头后方6.6m、宽幅500～600mm位置存在4根断芯，1#接头后方6.7m、宽幅600～700mm、800～900mm位置各存在4根断芯，2#接头后方132.6m、宽幅400～500mm位置存在4根断芯，4#接头钢丝绳抽动量较大，其他接头均显示正常。

鉴于X射线探伤仪探伤的直观性、准确性，我队使用便携式X射线探伤仪对TCK钢丝绳芯输送带在线检测系统检测的以上数据进行验证，通过现场验证证实TCK钢丝绳芯输送带在线检测系统在非接头区检测的数据真实、准确。因接头区钢丝绳均为“断芯”状态，受工作原理影响，TCK钢丝绳芯输送带检测系统无法判断接头区的断丝情况。在使用便携式X射线探伤仪对接头进行探伤时发现，4#接头存在10根断芯，其他接头均没有断芯，通过对不同接头检测数据分析对比我们发现，凡接头区出现抽动现象的均存在断芯，抽动量越大断芯越多。

因此，使用在线检测系统与X射线探伤仪配合，正常情况下使用在线检测系统对非接头区的断芯情况及接头区钢丝绳抽动情况进行实时在线检测，当接头区钢丝绳抽动量较大时再使用X射线探伤仪进行探伤。通过两种设备的配合使用，实现了钢丝绳芯输送带的实时在线检测；实现了输送带在生产运行过程中始终处于安全受控的检测状态，从根本上避免断带事故的发生，确保安全；在生产的同时完成检测，使生产、检测两个流程合并成一个工作流程，减少一个工作环节，增加有效作业时间，提高产能；减少专门用于输送带检测的设备空转能耗，节能降耗效果显著；输送带接头抽动、位移、断芯等各种损伤的快捷精准定位，为维修输送带提供准确依据，提高了输送带的使用寿命；避免了长时间接触X射线对身体造成的损伤。钢丝绳芯输送带是煤矿胶带输送机主要组成部分，输送带的完好状况直接关系着煤矿的生产、安全，而确定钢丝绳芯输送带完好状况的最重要因素是钢丝绳芯的完好状况。

作者简介：沈小山（1988-），安徽颍上人，供职于河南能源化工集团车集煤矿机电二队，研究方向：煤矿机电及自

动化。endprint