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      首頁 / 客戶評價 / 客戶評價 / 客戶評價 / 第四部分:TCK·W鋼芯輸送帶在線自動檢測系統
      鋼絲繩芯輸送帶在線實時自動監測系統的開發及應用 -郭東兵

        摘要:基于TCK弱磁檢測技術,研制了TCK鋼絲繩芯輸送帶在線實時自動監測系統,可實現

        對輸送帶內部斷繩、銹腐蝕、接頭位移、壓傷等隱蔽故障的定位、定性及定量檢測。經實際應用,該系統不僅具有檢測精度高、操作簡便、低能耗、零污染等突出特點,而且在減輕鋼絲繩芯輸送帶檢修作業強度的同時,對預防橫向斷帶事故起到重要的技術保障作用,同時還創造了可觀的經濟效益。

        關鍵詞:在線自動監測;弱磁檢測技術;鋼絲繩芯輸送帶

        中圖分類號:TM247;TM936 文獻標識碼:B 文章編號:1001—0874(2011)03—044—03

        DevelopmentandApplicationofOn--LineReal—TimeAutomatic

        MonitoringSystemofSteelWireRopeCoreConveyorBelt

        GUODong—bing,LIHuin,DOUBo—lin

        (1.JingchengLanyanCoalCo.,Ltd.,Jincheng048006,China;

        2.LuoyangTixikaiSteelWireRopeDetectingTechnologyCo.,Ltd.,Luoyang471003,China)

        Abstract:The on-line real-time automatic monitoring system of TCK steel wire rope core conveyor belt is being researched and developed based on TCK weak magnetic detecting technique,which can realize the positioning qualitative and quantitative detecting of hidden faults in the conveyor belt such as broken ropes,corrosion,joint displacement and crushing.By practical application,this system has the features of high accuracy,easy operation,low power consumption and zero contamination.This system reduces lateral direction belt broken accident while Reducing the detecting operating strength of steel core conveyor belt.And it creates obviously economy effect.

        Keywords:online automatic monitoring weak magnetic detecting technique steel wire rope conveyor belt.


        1 概述

        鋼絲繩芯輸送帶長期處于大運量、長距離和重負荷的連續運行狀態下,尤其是在工況較惡劣的條件下運輸,時常會出現接頭抽動、鋼絲繩被意外砸斷、輸送帶嚴重跑偏以及鋼絲繩銹蝕和疲勞等現象,一旦發生橫向斷帶或縱向撕裂等安全事故,將直接影響企業的安全生產與經濟效益。河南某大型國有礦業集團在過去10年問,共發生輸送機斷帶事故24起,累計影響生產時間超過1800h,其中15起斷帶發生在接頭處,占了斷帶總數的60%。事故不僅造成大量的經濟損失,更是造成了人員傷亡。由于輸送帶的鋼絲繩芯嵌于輸送帶之間,若要實現對其檢測,最關鍵是能夠感應和可靠提取鋼絲繩芯的原始損傷信號。傳統磁檢測方法的傳感器靈敏度低,并要求儀器必須貼近被測物才能檢測,故無法實現鋼絲繩芯輸送帶在線監測。

        以TCK鋼絲繩弱磁檢測技術為核心,晉城藍焰煤業公司與洛陽TCK鋼絲繩檢測技術公司聯合開發出TCK鋼絲繩芯輸送帶在線實時自動監測系統,成功解決了在線檢測鋼絲繩芯輸送帶的接頭位移、斷芯、磨損、銹蝕、疲勞等故障的技術難題,創造了一種全新的安全監管模式。該系統不僅能夠實時監測輸送帶使用過程中的安全狀況,消除事故隱患,提高煤礦鋼絲繩芯輸送帶的現代化管理水平,而且可以科學降低輸送帶的使用成本,有效地提高了輸送帶的運行效率。


        2 TCK鋼絲繩芯輸送帶在線實時自動監測系統

        鋼絲繩芯輸送帶在線自動監測系統的技術關鍵在于采用了高靈敏的傳感器技術,由于TCK傳感器的靈敏度可達50V/mT,能感應地磁場變化,其靈敏度是霍爾元件的25萬倍,是霍爾組件的7.14萬倍,因此其檢測裝置采取“寬距”非接觸檢測,與輸送帶之間的距離已達到100mm。這從根本上解決了對輸送帶在線檢測的關鍵難題,進而實現了對輸送帶鋼絲繩芯在線實時定量、定性、定位檢測。

        (1)系統構成

        TCK鋼絲繩芯輸送帶在線實時自動監測系統主要由TCK-GMS型弱磁加載裝置、TCK—GMS型探傷檢測裝置、TCK-GMS型行程編碼器、TCK自控式聲光報警裝置及TCK多信道終端主控裝置等5部分構成。

        (2)系統技術流程

        1)TCK-GMS型弱磁加載裝置。監測系統能主要對輸送帶鋼絲繩芯進行弱磁規劃,使輸送帶處于穩定的待測狀態。

        2)TCK-GMS型探傷檢測裝置。提取輸送帶鋼絲繩芯技術狀態原始信號,完成規定的數模和信息制式轉換,并對原始數據初步處理和信息存儲,再通過有線或無線的通訊傳輸方式,將鋼絲繩芯損傷信號實時傳輸給終端主控裝置。

        3)TCK-GMS型行程編碼器。主要測量鋼絲繩芯輸送帶的帶速和行程,并將高密度采樣脈沖信號輸入探傷檢測裝置。

        4)TCK自控式聲光報警裝置。根據探傷檢測裝置的檢測信號處理結果實時報警,其綠燈表示鋼絲繩芯輸送帶處于安全狀態;黃燈表示鋼絲繩芯輸送帶存在局部隱患,需加強關注和維護;紅燈則表示鋼絲繩芯輸送帶存在顯著險情,處于危險狀態,需立即采取停車調整、更換新帶等預設的應急預案。

        5)TCK多信道終端主控裝置。這是本系統的中樞,由中央處理組件、硬件系統、軟件系統和顯示終端等組成。它能對收到的檢測信號進行全面的綜合分析,并將每日的分析處理結果存人數據庫,以便隨時檢索查詢,顯示終端可實施查詢或打印檢測數據分析報告,清晰完整地為用戶展現鋼絲繩芯輸送帶的實際安全狀態和損傷發展趨勢。


        3 主要特點及技術性能

        (1)主要特點

        1) 采用TCK弱磁檢測技術??赏瓿蓪︿摻z繩芯輸送帶各種損傷高可靠性和高精度的定量和定位在線自動檢測。

        2) 高靈敏度檢測器遠離輸送帶。它不受輸送帶運行的帶速變化、上下抖動、跑偏等因素影響,采用了單元式組合設計,不受輸送帶寬度的限制,且安裝靈活方便。其軟件采用功能模塊化設計理念,人機界面友好,操作簡便。

        3) 滿足井下防爆和煤礦各項技術要求。不僅適用于煤礦井下使用,也適合于露天等其它惡劣工況現場的全天候在線監測。無需人工值守,檢測過程與輸送帶運行同步在線實時完成,確保人身安全。

        4) 實現數據存儲??赏瓿蓪υ紨祿膶崟r處理、實時傳輸和實時曲線/圖像顯示,實現數據壓縮和大數據量的存儲,便于歷史記錄、事后分析和重放,并實時提供鋼絲繩芯輸送帶各類損傷的檢測結論、損傷等級、損傷類型分析等,還具有實時聲光報警提示功能。

        5) 有聯動功能。能夠實現與用戶控制設備的聯動功能。

        (2) 技術性能

        1) 準確檢測輸送帶鋼絲繩芯接頭、斷繩、銹腐蝕等損傷程度。經工業現場的試驗對比和分析統計,該系統的接頭、斷繩實時檢出率達到100%,而且能夠準確識別接頭階數和斷繩根數;其它損傷實時檢出率>95%。

        2) 金屬截面積損傷定量檢測誤差小。通過對輸送帶樣本預埋鋼芯損傷,再實施在線檢測的方式,驗證了該系統對鋼絲繩芯50%~90%程度范圍內金屬截面積損失的檢測誤差小于5%。

        3) 定位分辨率高。對所測損傷點報警位置進行驗證,該系統對鋼絲繩芯損傷的定位分辨率達到1mm,可準確監測鋼芯接頭位移量。

        4) 不受輸送帶運行速度的影響。該系統采用空域采樣方法,無論輸送帶運行速度的快慢,都能精確完成檢測任務。

        5) 滿足各種寬度規格鋼芯輸送帶的檢測需要。成莊礦實施監測的運煤主輸送帶有1400mm寬度,實際采用2個并排的檢測單元,每個單元可覆蓋800mm帶寬,故對于大量不同寬度規格的鋼芯輸送帶,只需要根據實際情況采用相應數量的單元組合,就能滿足對具體目標的在線實時監測,對于用戶而言既經濟又實用。


        4 應用效果

        TCK鋼絲繩芯輸送帶在線實時自動監測在成莊礦應用一年多來,對自用的鋼絲繩芯輸送帶實現了一種無紙化安全監控的創新監管模式,創造了可觀的經濟和社會綜合效益。

        (1)生產效率提高

        成莊礦帶式輸送機長度為2670in,上下帶總長5400m,日常帶速為3.6~4m/s。若人工檢查時帶速在0.5nr/s左右,全程人工肉眼檢查一遍至少需3h,而且無法檢測出對鋼絲繩芯的接頭抽動、鋼芯斷裂、嚴重銹蝕和疲勞等損傷;采用x光成像檢測方法,仍不能快速可靠鑒定全程輸送帶的安全狀況,而且檢查時,常常擠占正常生產與正常檢修時間,嚴

        重影響了主斜井帶式輸送機的生產效率。采用在線實時自動監測系統后,運輸和檢測同步進行,不僅克服了以前外觀檢查的固有缺陷,而且極大地延長了生產時間。一年可多運煤67200t,年新增利潤873.6萬元。

        (2) 節能降耗

        鋼絲芯輸送帶檢驗過程中產生的動力能耗主要包括輸送機能耗和檢測設備使用成本。輸送機驅動電機總的空載負荷為750kW,在每年576h開機檢查過程中,實際消耗電能達43.2萬kWh,按目前工業電價0.53f~/kWh計算,每年就需23萬元。應用該系統后,由于該系統的功耗<200W,全年產生的電費幾乎可以忽略不計,不僅避免了輸送機的空轉能耗,而且減少了輸送機的啟停次數和延長了設備的使用壽命。

        (3) 節約設備費用

        該系統能夠對輸送帶各種損傷的安全隱患進行實時診斷和及時預報,杜絕了因盲目檢修和更新輸送帶而造成浪費。使用該系統后,還可以為鋼絲繩芯輸送帶的報廢更新提供重要技術依據,從而能合理延長輸送帶和輸送機整機的使用壽命。

        5 結語

        TCK鋼絲繩芯輸送帶在線實時自動監測系統通過晉城煤業集團公司成莊礦一年多的實際應用,能實時監測鋼絲繩芯輸送帶的安全狀態,可靠預防斷帶事故,科學降低鋼絲繩芯輸送帶使用成本,有效提高設備運行效率,不僅在技術上達到國內外領先水平,而且具有十分突出的應用前景和使用價值。該裝置初期投入30萬元,一年為企業創造近1100萬元的直接經濟效益。


        參考文獻:

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        作者簡介:享B東兵(1971一),男,高級Z-程師。1993年畢業于山西礦業學院(碩士學位),現在晉城煤業集團成莊煤礦從事技術工作。

        (收稿日期:2010—07—07;責任編輯:姚克)


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