钢绳芯X射线探伤装置的首次应用

俞远钰

摘要：为了确保主斜井强力钢丝输送带的时时在线监测，我公司给该皮带输送机安装了一套ZSX127矿用输送带钢绳芯X射线探伤装置。经过调试和现场操作，运行效果良好，监测结果准确无误，为公司的安全生产提供了可靠的保障。

关键词：X射线探伤断丝监测

1概况经集团公司和矿业公司的批准，公司2011年进行了扩能技术改造，于2012年4月在主斜井安装了一部钢绳芯强力带式输送机并正式投入运行，并通过了矿业公司的检查和验收，虽然该强力皮带自正式投入生产至今从未发生过一起运输事故，但是一直从未实现时时在线监测，根据《煤矿安全质量标准化基本要求》规定，对于原煤生产矿井，从井底通往地面的主斜井强力钢绳芯带式输送机必须要时时实现在线监测，我公司近期为该强力皮带安装了一套ZSX127矿用输送带钢绳芯X射线探伤装置，从而彻底解决了这一技术难题。

2ZSX127型矿用钢绳芯输送带无损监测系统的工作原理、主要技术参数及特点2.1工作原理X射线强力胶带检测系统主要是利用X射线的穿透能力，因为物体的密度、厚度等参数都对X射线穿过其内部的衰减量有影响，在工业上常用于检测眼睛所看不到的物品内部损伤、断裂等。X射线强力胶带检测系统基于X射线的特性并结合现代“图像识别”、“高速图像抓拍”与“图像跟踪”等技术实现了对强力胶带内钢丝绳芯断绳、锈蚀、接头抽动等状况的在线监测，并将监测到的数据传送至几十公里外的工控机上进行显示、分析、存储等。

2.2主要技术参数适应胶带宽度：800~2500mm胶带运行速度：≤8m/s胶带厚度：≤60mm分辨率：0.8mm可识别的最小断头：1mmX射线漏泄剂量：5usv/h额定工作电压：AC127V/220V额定功率：≤300W通讯方式：光纤最大传输速度：480Mbps通讯距离＜40km2.3特点本装置主要利用X射线透射原理，有效完成对钢丝绳芯胶带的断绳、锈蚀、损伤、硫化接头的抽动、接头内断绳、损伤等状况的在线实时监测，并能准确定位，钢丝绳芯影像能在显示器上直观显示（检测时无需停车）。

对断绳判断准确率达100％，硫化接头抽动判断准确率≥95％。

装置防爆类型为隔爆兼本质安全型，能够在煤尘、瓦斯等易燃易爆环境下使用；系统具有可靠性强、灵敏度高、安装调试简单、上位机人机界面友好、操作系统易掌握、装置安装简单、操作方便等特点。

3电气连线原理、系统的在线监测及采集数据分析3.1电气连线原理

图1电气连线图如图1所示，该X射线监测系统主要由ZSX127D-F型矿用隔爆型发射箱、ZSX127D-K型矿用隔爆兼本安型控制主机、ZSX-6S/1.2型矿用本安型X射线接收箱和操作室内的上位机组成。

地面220V交流电源通过地面光端机直接与上位机连接，控制主机中所采集到的信号则通过光缆很快传输到地面光端机，然后传输到上位机，通过上位机画面可以时时监测皮带钢丝接头和断丝情况。

控制主机的电源由井下127V交流电源提供，X射线发射箱和X射线接收箱的电源均有控制主机提供，发射箱的电源为127V，而接收箱的电源则为9V。

X射线发射箱与皮带的距离根据皮带的宽度一般控制在700㎜—800㎜，而X射线接收器与皮带的距离一般控制在70㎜—80㎜时监测效果最好。

3.2钢丝绳及接头的在线监测

图3系统采集数据分析画面如上图所示，该监测系统对强力输送带监测过程完成后，通过人员操作，开始对所采集的监测数据进行数据分析。数据分析的时间由监测时间决定，数据分析时间一般为12min。我公司强力钢丝带共有8个接头，由于数据采集时间为15min，当第8个接头数据分析完成后，系统会继续对重复采集到的接头进行分析，最后会在生成的检测报告中说明重复采集到的接头的个数及完好情况。

4强力钢绳芯带式输送机一个完整的在线监测过程我公司主斜井强力带式输送机采用的强力皮带为ST/S1250型阻燃钢丝带，规格为800×?4.5（6+6），强力皮带倾斜角度为14度。

该强力皮带循环一周长度为1684米，皮带带速为2.5m/s，正常运行一周所需时间为674秒（约12分钟），共有8个高强度硫化接头。考虑到能把所有的硫化接头都监测一遍，在线监测的时间设定为15分钟。

4.1监测过程皮带正常启动后，先在电脑主机上插入U盘样式“电子狗”，然后打开监测软件，操作人员按照操作要求，依次点击系统界面上的“打开光机、开始监测、开始记录”等按钮。等监测时间15分钟后，再依次点击界面上的“停止光机、停止监测、停止记录”按钮，系统自动进入数据分析界面，然后点击界面上的“开始数据分析”按钮自动开始数据分析。约12分钟左右，采集的数据全部分析完成，然后点击“确定”按钮，系统自动生成检测报告。

4.2打开监测报告，监测报告显示如下内容：4.2.1受检胶带信息：受检单位：陕煤集团西固煤业受检胶带：陕煤集团西固煤业主井皮带胶带宽度：800㎜胶带长度：1684米接头级数：2级胶带倾角：14度检测带速：2.5m/s最高带速：3m/s4.2.2检测结果：①该胶带共有8个接头。本次采集的数据共检测出12个接头，其中有4个重复接头。接头详细情况见：接头图像列表（以1号接头为例，见图4）。

图41号接头检测图像列表检测结论：1号接头与下一个接头之间有0个断头②断丝总数为0个，断丝详细情况见：断丝图像列表（以1号接头与下一个接头之间断丝分布为例，见图5）。

图51号接头与下一个接头之间断丝检测列表检测结论：1号接头与下一个接头之间钢丝绳无断丝③所有皮带的数据信息已存储于硬盘中，使用“皮带数据管理软件”可以查看整条皮带图像信息。

④以上信息，如有异议以硬盘存储的数据为准。

5结论该ZSX127型矿用钢绳芯输送带无损监测系统安装使用后，真正意义上实现了对公司主斜井钢绳芯强力带式输送机的时时在线监测，加之系统运行平稳可靠，操作简单方便，并能对在设定的一个周期内该系统对强力皮带所采集的数据进行自动分析，分析完成后自动生成监测报告（包括每一个接头的检测结果和两个接头之间钢丝绳有无断丝的检测结果），既为我公司安全质量标准化水平能上一个新台阶提供了有力的保障，同时又为我公司的日常安全生产奠定了坚实的基础，值得推广应用。