Home / Technical principle / Customer evaluation / 客户评价 / 第四部分:TCK·W钢芯输送带在线自动检测系统
TCK·W钢丝绳芯输送带在线监测系统应用研究 -吕能江

  摘要:针对钢绳芯输送带在煤矿运输中存在检查监测困难的缺陷,TCK采用弱磁检测技术,结合现代网络通讯技术、计算机技术、防爆技术等现代前沿科技成果,成功解决了钢丝绳芯输送带的在线自动监测难题。

  关键词:钢丝绳芯输送带在线监测


  1 概述

  钢丝绳芯带式输送机是煤矿生产领域的重要运输设备。在实际工作中,受接头抽动、绳芯断裂、锈蚀等各种隐蔽性因素的影primo制约,进一步使得钢丝绳芯引发断带事故。因此,检测钢丝绳芯输送带安全隐患显得尤为重要。冀中能源股份有限公司邢台矿为年产量为195万吨的矿井,二强皮带负责井下原煤输送的咽喉要道,一旦发生事故,直接影响原煤的运输任务,将对矿井造成巨大的危害,因此二强皮带的运行状态,始终受到管理者的高度关注。

  目前,通过采用人工目测法、辅助仪器检测法的方式对钢丝绳芯带式输送机展开日常维护检查工作,其不足是耽误时间,影响生产。因此,研究一种在线、实时、自动的检测系统,对钢丝绳芯带式输送机进行检测显得尤为重要。

  TCK钢丝绳芯带式输送机在线实时自动监测系统作为一种先进的检测技术,是集网络通讯、电脑软件、防爆等功能于一体,该检测系统提出了一种全新的安全监管解决方法。能够准确检测输送带中钢丝绳芯接头的抽动、位移,以及断绳、疲劳、锈蚀等可能导致断带事故的安全隐患,有效的解决了输送带隐患检测的技术难题。


  2 弱磁检测的基本原理

  胶带中的钢丝绳采用优质钢材制成,具有良好的导磁能力。当钢丝绳芯输送带中的钢丝被磁化后,在钢丝绳表面产生感应磁场Bz1,与缺陷磁感应强度方向相比,Bz1正好相反。传感器综合处理磁感应强度时,主漏磁感应强度Bz1通过用步长磁感应强度矢量Bb进行抵消。

  对于传感器线圈来说,其某点捕捉到的磁感应强度是钢丝绳外改点各种磁感应强度沿轴向方向分的矢量和,即: 如图所示。式中: 分别代表传感器线圈捕捉到的磁感应强度、主漏磁感应强度、补偿磁感应强度、环境磁感应强、偏移磁感应强度、断丝漏磁感应强度、磨损漏磁感应强度、锈蚀漏磁感应强度、疲劳漏磁感应强度、变形漏磁感应强度、笫n个磁感应强度矢量、任何缺陷磁感应强度。

  经过实验表明:传感线圈的输出信号U是Bs的函数,而缺陷当量△S又是U的函数,因此可以写成: 如图所示。式中:U代表传感线圈输出的电压信号:如图所示。 式中:△S、A、C分别代表:缺陷当量或损耗面积的百分比、比例系数、常数。在这种情况下,钢丝绳芯损伤点的面积损耗值△S变成场强Bi的函数。

  TCK钢丝绳芯输送带存线实时监测系统作为一种检测装置,组要采用水平+乖响应的传感器模块化组合阵列:对于水平传感器来说,由于能够灵敏地感应到金属的分布程度特征,因此,钢丝绳芯断绳(包括接头)、疲劳、锈腐蚀等信号通过水平传感器的幅值输出可以对检测精度进行量化:对于垂直传感器来说,由于对金属分布的运动特征更加灵敏,例如接头、断绳等信号,波形陡峭,进而提高了定位检测的可靠性。充分保证了检测的定位和定量检测性能。

7.jpg

  3 系统组成和工作流程

  TCK-GMS型弱磁加载装置、TCK-GMS型探伤检测器、TCK-GMS行程编码器、自控声光报警装置、TCK-短信报告功能装置、TCK终端主控装置等共同组成TCK钢丝绳芯输送带在线实时自动监测系统。在该系统中,磁感传感器阵列箱、数据采集、通讯模块、多路输出隔爆兼本安电源等组成TCK—GMS型探伤检测器,在组合传感箱内对这些部件进行集成,同时在输送机下行胶带的底部进行安装。对于传感器箱来说,其内部设有多台磁感传感器,每台传感器能够分别对一定数量的钢丝绳进行监测。输送机运行过程中,连续扫描输送带内的钢丝绳芯。在扫描过程中,如果发现存在断头、锈蚀、损伤或硫化接头发生抽动等现象,传感器在故障部位发出电信号。对于磁感传感器及其他信息,通过数据采集模块进行实时采集,并利用通讯模块和多路输出将采集的信息通过矿井的工业以太网传递给地面监控室中的TCK终端主控装置。软件系统对当前的数据、基础数据及历史数据进行比较和查询,对发现的故障性质进行实时的扫描,同时计算量值。该检测系统具有数据统计、自动报警、检测结果打印和远程传输等功能。其工作流程,如图1所示:


  4 系统的功能

  4.1在不影响胶带运行的情况下,可对被测钢丝绳芯带式输送机进行非接触检测,减少胶带的停电检修时间,提高胶带运输效率。

  4.2钢丝绳芯带式输送机能进行在线自动锁定,并能出示检测结果、声光报警、自动打印检测报告等多项功能。

  4.3通过定量、定位的方式对被测钢丝绳芯输送带非接头区钢丝绳芯断芯、磨损、锈腐蚀等损伤进行检测。

  4.4无人值守,全天候连续不问断在线自动监测。

  4.5提取、转换、处理及存储被测钢丝绳芯输送带全程状态信息,同时提供检测分析报告。

  4.6TCK专用软件技术,中文界面、对话式操作、数据分析、实时图像重构、实时压盘存储、历史数据回访查询。


  5 系统的技术特点

  5.1高分辨率

  瞬值检测精度1mm,能够对输送带钢丝绳芯接头的弹性位移和永久位移进行准确有效地识别。

  5.2高灵敏度

  由TCK发明的5V/Gs高灵敏度磁感元件,可以定量检测接头抽动、内部断绳、疲劳锈蚀等早期安全隐患。

  5.3精确定位

  该系统采用水平+垂直Ⅱ向应组合式“传感器空间阵列”对钢丝绳芯输送带内部损伤的二维平面进行精确定位。


  6系统软件流程图

22.jpg

  7主要性能指标

  ①感器灵敏度调制区间:A=2.5~5V/G。

  ②检测器距被测输送带表面间距:5O~110mm。

  ③采样响应频率:8kHz。

  ④ .地质矿山.

  数据传输速率:10M门OOMbps自适应。

  ⑤定位检测分辨率:1mm。

  ⑥钢丝绳芯疲劳、锈蚀检测准确率:>90%。

  ⑦接头位移检测准确率:>95%。

  ⑧内部断芯检测准确率:99%。

  ⑨故障定位误差:

  带长方向:4-100mm

  带宽方向:4-5Omm。


  8 结论

  冀中能源股份公司邢台矿积极推进运输设备的安全管理创新,在二强皮带上安装了TCK钢丝绳芯输送带在线实时自动监测系统,有效解决钢丝绳芯输送带上这一类潜伏的安全隐患。

  TCK钢丝绳芯带式输送机在线监测系统在邢台矿二强皮带的运行表明,该系统具有对输送带内钢绳芯损伤点或接头的实时在线自动监测的功能,对重点隐患部位的变化状态实时监测,检测数据可通过日期、接头位置等选项进行查询、观看和比对分析,给维修人员以直观的判断,给领导决策提供了可靠的依据。该系统的应用改变了过去人工检查的模式,在生产的同时完成检测,降低了工人的劳动强度,减少了停产检修时间。


  参考文献:

  【1】刘泽宇.钢丝绳芯胶带实时在线检测仪的应用【J】.煤矿开采,2006(3).

  【2】乔巨忠.强力输送带无损探伤仪的研制【J】.山西焦煤科技,2005(3).

  【3】刘志河,张海涛,绍庆龙.钢绳芯胶带绳芯在线实时监测系统【J】.煤炭科学技术,1998(5).


  作者简介:吕能江(1972一),男,河北邢台人,本科学历,助理工程师。主要从事煤矿机电技术与管


The application of TCK.W wire rope detection technology in academic journals

Editor's note: TCK.W has developed a weak magnetic rope detection technology that can real-time monitor the status of steel ropes 24 hours a day, 365 days a year, and locate, classify, and quantitatively identify various internal and external defects. Currently, more than 2,500 clients in 42 countries worldwide are using this technology. These clients have published papers on the safety and economic benefits brought about by this new technology in various academic journals. Here is a compilation of some of these papers for experts and scholars to explore and study in depth.。

序号

论文名称

发表期刊

作者单位

作者
行业
1
《港口科技》
Lianyungang New Oriental International Container Terminal Co., Ltd. Jiansu, Lianyungang, 222000
Zou Xiaohua1, Zhu Jiashuang2, Xu Guochun2
港口
2
《Mining Machinery》
Henan Xinzheng Coal Power Co., Ltd
Liu Shidong
mine
3
Yungang Coal Mine
Datong Mining Industry Group
Yang Buzhong
coal
4
"Well Construction Technology"
Tongmei Group Mechanical and Electrical Management Office
Xue Peng
coal
5
"mining machine"
Henan Province Xinzheng Coal Power Co., Ltd.
Liu Shidong
coal
6
"Mechanical and Electrical Information"
Tongmei Group
Du Xiaoqin
coal
7
"Coal Industry Association"
Jizhong Energy Fengfeng Group Co., Ltd.
coal
8
《煤矿安全》
大同煤矿集团公司,山西 大同 037000
王天中
煤炭
9
《科技资讯》
大同煤矿集团挖金湾煤业公司
朱大根
煤炭
10
《金川科技》
金川集团有限公司二矿区
王群昌
金矿
11
《渤钻50006平台》
中石油渤海钻探50006钻井队
中石油
石油
12
《长城钻探钻井》
中石油长城钻探工程有限公司
长城钻探钻井
石油
13
《渤钻50006平台》
中石油渤海钻探50006
中石油
石油
14
《煤矿安全》
峰峰集团
冀庆亚
煤炭
15
《煤矿安全》
峰峰集团公司,河北 邯郸 056001
张步勤 冀庆亚 赵焕章
煤炭
16
《煤矿机电》
晋城蓝焰煤业股份有限公司
郭东兵
煤炭
17
《经济技术协作信息》
中煤金海洋集团公司
吴刚
煤炭
18
《煤矿安全生产网》
济宁矿业集团落陵煤矿
赵玉春
煤炭
19
《同煤科技》
大同煤矿集团公司
宋晓宇
煤炭
20
《地质矿山》
冀中能源股份有限公司邢台矿
吕能江
煤炭
21
山东煤炭科技
新矿内蒙能源公司黑梁矿井筹建处
贾爱学
煤炭
22
仪表技术与传感器
西安科技大学
陈海瑜
院校
23
《建井技术》
双鸭山矿业集团东荣三矿
毕可仁
煤炭
24
《煤矿机电》
枣庄矿业集团公司蒋庄煤矿
赵强
煤炭
25
《矿业论坛》
山西煤炭运销集团和尚嘴煤业有限公司
马强
煤炭
26
《能源技术与管理》
上海大屯能源股份有限公司
李 锋
煤炭
27
《隧道建设》
中国中铁隧道集团有限公司龙厦铁路
赵喜斌
铁路
28
冀中能源峰峰集团有限公司
29
《金川科技》
金川集团有限公司二矿区
王群昌
30
《机械管理开发》
同煤集团有限责任公司云冈矿
杨步忠
煤炭
31
《煤炭技术》
国投新集能源股份有限公司
岳粹巍
煤炭
32
《矿山机械》
上海大屯能源股份有限公司徐庄煤矿
袁 新
煤炭
33
《江西煤炭科技》
乐平矿务局沿沟煤矿
彭少锋
煤炭
34
《华东科技》
安徽水利工程机电检测所
杨 军
水利
35
《采矿技术》
南京银茂铅锌矿业有限公司
王建华
铅锌矿
36
《经济管理》
山东黄金矿业莱州有限公司焦家金矿
尹海林
金矿
37
《中国设备管理》
原中信重机矿山机械研究院
窦毓棠
科研
38
《材料开发与应用》
原中信重机矿山机械研究院
窦毓棠
科研
39
索道年会论文
洛阳威尔若普检测技术有限公司
窦柏林
索道
40
《制造业自动化》
吉林工程技术师范学院
唐耀武
院校
41
《研究与开发》
河南科技大学机电工程学院
张彦平
院校
43
《山东煤炭科技》
鹤岗矿业集团公司兴安煤矿
陈 影
煤炭
44
《起重运输机械》
厦门华夏国际电力发展有限公司
翁春华
港口
45
《上海电梯》
湖南省常德市特种设备检验检测所
杨辉
电梯
46
《工程机械学报》
武汉理工大学
陶德馨
院校
47
《机电信息》
福建信息职业技术学院机电工程系
陈 琳
电梯
48
《山东煤炭科技》
黑龙江省煤矿矿用安全产品检验中心
汪伟红
煤炭
49
《工业技术》
河南煤业化工集团焦煤公司赵固二矿
王国喜
煤炭
50
《山东煤炭科技》
龙煤集团鹤岗分公司富力煤矿
郝军
煤炭
51
《山东煤炭科技》
七台河矿业精煤集团有限责任公司东风煤矿
郑成才
煤炭
52
《煤炭技术》
鹤岗矿业集团公司
彭树彦
煤炭
53
《华东科技》
平顶山天安煤业股份有限公司六矿
李建全
煤炭
54
《煤矿机电》
中煤第四十九工程处
程 山
煤炭
55
《江汉石油科技》
中国石化江汉油建工程有限公司
肖金品
石油
56
《煤炭行业标准》
批准执行:国家发改委
TCK·W
煤炭
57
《矿山机械》
原中信重机矿山机械研究院
窦毓棠
科研
58
特种设备研讨会论文
洛阳威尔若普检测技术有限公司
窦柏林
特种设备
59
《武汉理工大学》
武汉理工大学 物流工程学院
董熙晨
院校
60
《科技风》
河北唐山曹妃甸实业港务有限公司
康聚生
港口
61
《研究与开发》
河南科技大学机电工程学院
张彦平
院校
62
晋煤蓝焰煤业股份有限公司成庄矿洗选厂
煤炭
63
晋城蓝焰煤业股份有限公司成庄矿
煤炭
64
中国煤炭机械工业协会、煤矿与煤炭城市发展工作委员会
煤炭
69
中国中铁隧道集团有限公司
赵喜斌,郭得福
70
南京银茂铅锌矿业有限公司,江苏南京210033
王建华
71
煤炭科学研究总院 检测研究分院 , 北京  100013
高峰

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