基于超声检测技术的煤矿机电设备检测分析

摘要：我国煤炭资源相对丰富，社会发展对煤炭资源的需求量与日俱增，在此背景下，煤矿机电设备的安全检测成为社会关注的重点内容。本文从超声波检测技术的含义出发，深入分析超声检测技术在煤矿机电设备检测中的应用价值、煤矿机电设备检测现状及常用技术，并提出煤矿机电设备检测中超声检测技术的具体应用，旨在为相关人员提供参考。

关键词：超声检测技术；煤矿机电设备；检测分析

超声检测技术作为一种现代化的检测形式，能以视频、图像等方式监听声音，并探测需要检测的区域，具有良好的检测效果。因此，将其应用于煤矿机电设备检测中，可显著提升煤矿机电设备检测效率和检测质量，为煤矿机电设备的运行与管理提供安全的环境。

一、超声波检测技术

超声波检测技术属于无损技术，作为具有探测高敏感设备的仪器可以有效应用于设备检测。一旦发现金属设备故障问题，能借助超声波检测进行精准定位并反射信号；当信号被接收后，可以形成对应的脉冲图形，帮助技术检测人员以较快的速度明确设备发生故障、缺陷的位置。近年来，超声波检测技术在各领域中的应用愈加广泛，已成为设备检测的重要技术之一。超声波检测技术操作简单、探测速度快、探测厚度深，对人体的伤害较小，可以准确找到设备中的故障和问题。因此，越来越多的煤矿机电设备采用超声波检测技术查找故障。

对于超声波检测技术而言，在具体的应用过程中，要严格遵循以下原则：第一，做好机电设备内部零件的检查，确保机电设备的运行条件良好。第二，科学分析损伤零件的使用寿命，在短时间内科学判定零件的使用情况，最大程度上节约维修成本。第三，严格遵守穿透性原则，避免机电设备发生损坏。

二、超声检测技术在煤矿机电设备检测中的应用价值

煤矿机电设备发生故障的概率对煤矿安全生产、降低安全事故具有重要作用。为避免出现安全事故、带来财产损失，做好煤矿机电设备的安全检测工作尤为重要。现阶段，多数的煤矿机电设备检测自动化、智能化水平不断提升，但仍存在检测系统部分功能缺失问题，易出现设备运行不稳定并由此产生其他故障的问题。而设备接收的指令不准确时出现自检问题，自动故障指令将自动推送到煤矿机电设备控制系统中，此时，检测设备系统极易发生连锁反应，对检测系统产生不良影响。而超声波检测技术可以有效解决上述问题，在保障煤矿机电设备安全方面具有突出的价值和意义。利用超声波检测技术能实现远程实时检测、针对发送的视频信息进行加密处理。除此之外，超声波检测技术的应用还有助于信息数据查询，通过建立数据库的方式可以查看机电设备运行画面。

三、煤矿机电设备检测现状

现阶段，我国部分煤矿企业在机电设备检测方面受到资金、技术以及理念等因素的影响，导致煤矿机电设备的检测水平始终不高。机电设备的稳定性能较差，由于结构相对复杂，安全隐患频发。同时，在日常管理和维护方面缺乏重视程度，会严重影响检测质量和检测水平。如果煤矿机电设备检测水平未能得以提升，也会影响机电设备的安全运行。一些煤矿企业的机电设备检查往往以人工为主，不仅影响检测质量，还会增加工作人员的负荷。除此之外，一旦检测人员的专业技能水平不高、缺乏工作经验时，将造成检测结果偏差较大，煤矿机电设备无法正常、稳定运行。

四、煤矿机电设备检测常用技术

（一）故障检测诊断技术

故障检测诊断技术能实现对煤矿机电设备的检测，通过检测与诊断设备周围零件，进一步确认故障的发生点，并及时找出造成故障问题的主要影响因素。当前，故障检测诊断技术在我国煤矿企业中的应用较多，作为常见的机电检测设备发挥着积极作用。检测技术人员在完成故障检测后，要详细记录故障点、故障原因，为后续故障检查、故障维修奠定良好的基础，帮助维修人员及时采取有针对性的措施予以解决。

（二）人工神经网络检测技术

在煤矿机电设备的检测技术中，人工神经网络检测技术作为重要的技术之一，可以有效处理非线性映射关系，帮助设备维修人员迅速、准确、直观了解故障点，并做出准确判断，有效提升机电设备的故障维修率，减少检测维修时间。

（三）智能化设备检测技术

智能化设备检测技术的优势在于动态模拟人脑的思考过程，并及时反馈到煤矿机电设备检测中，实现信息的实时筛选和处理，有效解决产生的故障问题。以自动化、智能化的方式不断完善和优化自身故障处理能力，有助于解决煤矿机电设备在运行过程中可能出现的故障问题。所以智能化的设备检测技术在煤矿机电设备检测中的应用状况良好，有利于解决隐蔽性强、较为复杂的机电设备故障问题。智能化诊断检测技术通过总结经验和检测知识的方式，以网络的形式对数据进行逻辑性运算，从而判断煤矿机电设备运行中产生的故障问题，并提出有效的解决措施。

（四）仪器与温度检测技术

仪器检测技术主要是指检测技术人员通过仪器检测的方式研究和分析机电设备内部的压强、转速以及温度等，并分类处理采集到的数据。通常情况下，该类仪器具有携带方面、功能齐全等特征，智能化水平也较高。温度检测诊断技术可以准确判定故障点以及故障原因，收集、分析机电设备的零件温度、压力以及轴承等数据，同时查找设备存在的故障问题，为工作人员提供合理的解决方案，不断提高机电设备的检测效率。

五、煤矿机电设备检测中超声检测技术的应用

（一）焊接件检测

焊接件是煤矿机电设备中较常见的零件之一，多数的焊接件以支架型构件为主，受具体应用环境的影响，容易在焊接件表面发生损伤问题。对于焊接件而言，支架类构件的应用情况对焊接位置的牢固性具有较高的要求。因此，在应用超声波技术检测前，应做好支架构件的焊接工作。超声波仪器能将相控阵以及声波进行有效连接和组合，全面扫描支架类构件，从而提升煤矿机电设备的检测水平。超声波以无损检测为主，对空间内部进行系统化的检测呈曲线反射，在反射、折射过程中迅速得到信号，以此满足工作需求。对于煤矿机电设备而言，内部构造具有明显差异，因此在反射信号、折射类型上也存在一定的差异。在完成信号的分析与处理后，可以准确判别焊接件的故障位置。在具体的检测过程中，超声检测技术的应用要严格依据以下原则开展工作：第一，明确掌握金属材料的图纸。根据焊接技术需求，科学、合理地选择超声无损检测技术。第二，合理安排检测的具体时间。根据材料的加工环节以及处理情况，采取合理的检测方式。第三，检测方式的有效选择。明确技术的探头位置，对提高检测技术的精确性具有积极作用。第四，在应用超声检测技术时，要在数据处理过程中加强对反射波幅的了解，使超声波反射回路更加真实、可靠。

（二）设备安全检测

在煤矿机电设备的检测中，超声波检测技术在检测机电设备安全性、精确查找设备故障位置方面具有积极作用，从而以最快的速度明确机电设备的损伤位置，为机电设备的使用提供参考依据和支撑。因此，超声波技术的应用能有效减少煤矿机电设备的实际检测时间，显著提升设备的检测效率。与此同时，超声波检测仪器的灵敏程度较高，加之具有良好的穿透性，所以在实际的检测过程中，需要有效保护相关仪器。例如，在进行机械设备摇臂箱或变速箱的检测时，由于该类零件内部结构相对复杂且表面颗粒状较多，容易干扰信号，为解决上述问题，提高超声检测效率，要选择探头较低的超声设备，确保超声探头具有较高的安全检测效率。

（三）变频器设备检测

作为煤矿机电设备中的主要设备之一，变频器的安全检测尤为重要。运用超声波检测技术能显著提升变频器设备的检测水平，借助超声波探伤仪器能全面检测变频器的运行情况，深入分析故障原因。通过将超声波探头调至变频器指定位置，可以精准探测变频器四周电压和电流，同时及时将探测的数据信息第一时间传输到故障处理中心，故障处理中心接收到数据后能自动地做出反应并提出相应的解决措施，为维修人员的工作提供支撑，以此提高工作人员的维修效率和工作质量。

（四）铸造类设备检测

煤矿开采应用到的机械类型、机电设备较多，铸造设备作为主要的机电设备，安全稳定地运行对提升煤矿开采的安全性具有重要作用。同时，铸造类的设备内部结构相对复杂、晶体颗粒较大，因而在应用超声波检测技术时，容易出现声波散射以及波纹问题，影响超声波的准确接收。为避免发生上述问题，超声波检测技术在应用过程中应尽量选择频率低的探头，最大限度上降低铸造类设备对超声波的干扰和影响。多数的煤矿机电设备使用的铸造类设备生产周期较长、成本较高、工艺较复杂，因此，一旦出现故障，就会严重影响煤矿开采。而超声检测技术的应用能有效解决上述问题，可以及时探测到铸造类设备可能出现的问题，并提出有效措施予以解决。现阶段，煤矿铸造类型的机电检测主要采用的超声波检测技术以单通道脉冲反射式扫描仪为主，简单易操作。在实际检测过程中，仅利用自制的超声波扫描仪，可以确保仪器的灵敏度，加上该扫描仪携带较方便，在煤矿机电设备检测中具有良好表现。

（五）锻造类设备检测

在煤矿机电设备中，锻造机械零件的延展性较好，但也容易在加工以及制作过程中发生弯折、开裂问题，甚至出现裂缝和裂纹。当零件的受力较大时，凹槽部位将产生滑动，严重影响设备的正常、稳定运行，所以煤矿机电设备的锻造设备发生损坏，故障问题将主要集中在中间或凹槽位置。由于机电设备中的锻造机械零件较多，且多数的机械零件内部的结构较复杂，在拆除过程中，易受各种因素影响，工作人员无法以实际拆装的方式全面检测设备的运行情况，而原有的检测方式不仅浪费资金和人力，整体的检测效果不佳，在实行过程中容易损坏锻造设备零件。为此，采取超声波检测技术尤为重要，一方面，可以利用执行的超声探测仪以轴端为起点，全面检测全轴，检测要从两端开始。另一方面，需要采用倾斜探头，能依据探测的结果灵活调整探头倾角，当角度调节完成后检测轴颈。除此之外，利用较小角度的纵波超声探头能实现锻造件远端轴颈的根部探测，确保锻造零件的检测效率和完整性。

（六）关键零部件检测

煤矿机电设备中关键零部件的检测往往以超声波无损检测技术为主，能最大限度上降低对零件的伤害，深入查看关键零部件内的损伤情况。当前，利用超声波无损检测技术可以准确判断煤矿机电设备的裂痕以及故障问题，缩短补救时间，更快地消除安全隐患，减少煤矿企业的经济损失。超声波无损检测技术在实际的应用过程中，一方面，要全面检测关键零部件，重点在于检测主轴设备。当关键零部件的内部结构出现故障问题时，超声波无损探测技术可以将故障问题及时传输到故障处理中心。另一方面，可以选择液压支架顶梁的方式，借助渗透检测技术的方式对零部件的表面缺口进行着色，并对检测损坏位置进行详细检测。当完成煤矿机电设备关键零部件的探伤后，会在探伤仪的平面上展现不同标识，形成非缺陷回波，该种形式容易影响探测的准确性以及识别效果。例如，利用超声波检测技术检测煤矿机电设备的工件端面，当纵波与横波结束后，就会影响波形，易发生多次反射问题。为此，要做好定性与定量分析工作，依据缺陷定性的基本方式，综合管理材料与工艺，做好非缺陷因素排查工作。

六、结语

综上所述，煤矿企业中的机电设备安全、稳定运行对煤矿开采安全性具有重要作用，为此，保障煤矿机电设备的安全运行尤为必要。但由于煤矿机电设备类型较多且较复杂，传统的故障检测方式已无法很好地满足现代化的设备检测需求，因此，需要积极引入先进的技术手段，超声波检测技术的灵敏度、无损度较高，超声检测技术的应用能显著提升煤矿机电设备的检测水平和检测效率，提升煤矿经济效益，确保安全生产。

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作者简介：张盼英（1984），女，山东省菏泽市人，本科学历，工程师，主要研究方向为矿山机电。