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zsw-n型矿用钢丝绳芯输送带无损检测装置
发布时间：2013-09-16 08:25 来源：未知
0、引言
在煤炭生产行业中，钢丝绳芯带式输送机由于其自身的优点，广泛用于矿井主运输系统。其主要牵引力来自于内部的钢丝绳。一般钢丝绳芯输送带的纵向抗拉强度都在1 000 N/mm以上，正常情况下是可以保证皮带的安全性的，但其接头部位强度一般会降低20%以上。在钢丝绳芯输送带运行过程中，接头常因受外力过大而发生抽动，输送带中的钢丝绳也常因外力的冲击而被砸断，或者因覆盖胶破损进水从而造成绳芯锈蚀或断绳。这些问题的出现必然会给输送带的安全运行带来极大隐患，甚至造成断带等重大事故。
由于煤矿环境的特殊性，输送带钢丝绳的断绳、锈蚀及接头抽动等运行情况的安全检测是煤矿生产的薄弱环节。以前通常采用X光透视机对输送带进行透视检测。这种方法可以较直观地看到接头处钢丝绳的大幅抽动情况，也可看到钢丝绳的大幅断绳情况，但也存在以下弊病：检测时必须停止生产，且需采取加大通风量、严格监测瓦斯等特殊措施；因X光源较小，故对整条输送带及所有接头进行全部检测难度较大，时间较长；对输送带的锈蚀、小幅度断绳及接头小幅度抽动等情况不容易发现；工人的劳动强度大，且X光会产生辐射，对工人的身体造成损害。因此，考虑使用一种能对输送带钢丝绳的断绳、锈蚀、接头抽动等运行情况进行全面自动检测的系统代替现有系统势在必行。大同煤矿集团公司通过安装ZSW-II型煤矿用钢芯输送带无损监测装置实现对在用钢丝绳芯输送带的日常监测，做到防患于未然。
1、矿用钢芯输送带无损检测装置的工作原理
ZSW-II型煤矿用钢芯输送带无损监测装置基于漏磁检测原理，主要实现输送机运行中钢丝绳芯各种断绳、锈蚀、接头抽动、移位、镀锌层老化等情况的在线检测及精确定位，最终打印文字报告并可实现局域网数据共享。该装置为矿用隔爆装置兼本质安全型，可广泛适用于矿山、港口、冶金、电力、化工等各种工业场所及含有瓦斯等各种爆炸气体的场合。铁磁材料时，若材料的材质是连续、均匀的，则材料中的磁感应线将被约束在材料中，磁通是平行于材料的表面的，几乎没有磁感应线从表面穿出，被检表面没有磁场；但当材料中存在着切割磁力线的缺陷时，材料表面的缺陷或组织状态变化会使磁导率发生变化，由于缺陷处的磁导率很小，磁阻很大，使得磁路中的磁通发生畸变，磁感应线会改变途径，除了一部分的磁通会直接通过缺陷或是在材料内部绕过缺陷外，还有部分磁通会离开材料的表面，通过空气绕过缺陷再重新进人材料，在材料表面缺陷处形成漏磁场。我们可以通过磁敏感传感器检测到漏磁场的分布及大小，从而达到无损检测的目的。
该装置中传感器应安装在尽量远离强磁场且不易受砸的地方，一般安装于机头附近输送带抖动小的回程带上方。传感器箱下表面距离底皮带上表面的高度以60 mm(正负误差不大于5mm)为宜，监测的带速不能超过6 m/s。隔爆兼本安控制箱可安装于附近的硐室中，上位计算机安装于地面控制室。传感器与控制箱通过电缆连接，控制箱与上位计算机可通过光纤（或电话线）传输。其系统布置框图如图2所示，当输送带正常运转时，发射传感器给输送带中的钢丝绳施加一个恒定的磁场信号，当有上述异常情况出现时将引起钢丝绳上磁场信号变化，接收传感器拾取该变化的磁场信号并进入DSP数据采集、控制、传输系统，最后进入上位计算机进行数据接收、校验、后处理，最终得出钢绳芯输送带的安全监测报告。
2、系统功能
①输送带内钢丝绳芯锈蚀、断绳、接头抽动、移位、镀锌层老化等工况的高速、在线、电磁检测及精确定位；
②损伤点及接头数据可通过日期、接头号、实际距离等选项进行查询、观看和分析；
③输送带各接头信号的曲线趋势图显示，准确预测该接头的未来发展趋势；
④出具检测数据及文字报告；
⑤各检测值的长时存储及报表打��；
⑥可通过光纤远距离传输并可进入用户局域网实现数据共享。
3、系统特点
①实现了电磁监测，对输送带无损、对人体无害；
②实现了在线监测，无需停车，不影响生产；
③无传感器调节窗口，温度自适应，免维护、高性能的传感器，使系统工作更可靠；
④通过接头的曲线趋势图可准确预测该接头的未来发展走势，从而可提前对某接头作出加固或重新硫化处理，先期排除隐患，确保安全生产；
⑤面向用户的人性化、�？榛娜砑杓疲褂没扌胩嗟募扑慊兑部梢郧崴墒褂酶孟低�。
4、装置的应用
大同煤矿集团白洞煤业公司930皮带为主运输皮带(ST3150型皮带)，带宽1m，带长l 700 m，带速2 m/s，铺设角度250，运量达450 t/h。皮带内钢丝绳为64根。无损检测装置传感器的监测面为扇形，一个传感器可以监测2—3根钢丝绳。为保证监测的准确性，每根钢丝绳至少要有3个传感器，一般设置3～5个传感器，因此该皮带安装40个传感器。
无损检测装置每次采集信号后，每个皮带接头都会得到一个信号总量，根据采集日期的不同，在表格中显示其应的数据，并绘出所采集接头信号总量变化量的特征曲线。如图3所示，图中a、b两条线是装置预设的接头超限报警线，c线为皮带正常情况下接头信号总量变化量的特征曲线，一旦特征曲线超出了a、b两根线，其表格中相应的接头所得到的参数值显示为灰色。
表格中如果偶尔一个或者两个接头所示数值出现灰色，则认为是由抖动造成的。如果出现连续的灰色的接头数据，则表示该接头出现了异常。
当皮带异常时，检测装置的定位系统会对其进行定位，并形成表格显示出来。传感器接收的信号数越多，说明钢丝绳的断头数也越多。我们可根据表格对应地找出所属接头及确定的位置，之后用X光机进行再次检测，准确发现该接头的异常情况。
在皮带使用无损监测装置的同时我们还应用X光对皮带进行拍照，并对两者的监测结果进行对比。在6个月的时间里ZSW装置显示皮带有3次异常，分别为3#接头57 m处，6#接头143 m处和7#接头22 m处。通过用X光的再次检测，确定这3次的报告准确性达到99%，且损伤点定位横向误差不超过±100 mm，纵向误差不超过+25 mm。通过对皮带损伤的提前处理，有效预防r事故的发生，减少了皮带检修时间，提高了矿井生产效率。
5、结语
大同煤矿集团白洞煤业公司930、永定庄主斜井、燕子山主斜井皮带输送机于2009年3月安装使用zsw-n单电磁型矿用钢丝绳芯输送带无损检测装置，至今运行情况正常，对皮带接头状况检测情况经与X光机检测进行对比，精确度很高，保证了输送机的安全运行，保障了煤炭的安全生产，具有广阔的推广前景。
