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超声检测技术在机电设备安全检测中的应用分析王勇

发表时间：2020/5/9 来源：《电力设备》2020年第2期作者：王勇

[导读] 摘要：机电设备的使用，在很大的程度上能够减少人工的工作量，提高工作效率。

        (身份证号：37098319800818xxxx)
        摘要：机电设备的使用，在很大的程度上能够减少人工的工作量，提高工作效率。但是，机电设备若是在长时间的运行过程中，是会出现一些故障问题的，再加上有的时候没有对机电设备进行合理地存放、维护等，这些机电设备就很容易受到外界因素的不良影响，如水分、灰尘、高温等，都会在一定的程度上对机电设备造成损坏，从而影响使用安全性。而超声检测技术，就可以用来检测这些机电设备的安全，保证工作人员的安全和实际的生产质量。基于此，文章通过在分析超声检测技术的基础上，对超声检测技术的具体应用情况进行探讨。
        关键词：超声检测技术；机电设备；安全检测
        引言
        在社会经济快速发展的今天，对机电设备的需求越来越大，然而受多方面因素的影响，中国机电设备生产水平同国外之间还存在着一定的差距。在科学技术发展带动作用下，超声检测技术在机电设备安全检测中得到了广泛应用，对保证生产活动的安全运行具有重要的影响。
        1超声波检测技术简介
        1.1超声波检测技术原理
        振动频率超过20kHz的机械振动波被称为超声波，而用于探伤的机械波频率通常在2MHz～6MHz之间。超声波检测技术的工作原理是利用探头发射出超声波，使用耦合剂将超声波传递到机械设备内部，在超声波传递过程中，如果发现金属含有缺陷，超声波会在缺陷边界发生反射，当超声波探头接收到反射信号后，会在显示屏上生成相应的脉冲图形，根据脉冲图形的不同，确定设备损坏的类型及损坏位置。
        1.2超声波检测技术优点
        超声波检测技术是无损检测技术的一种。与传统的无损检测相比，超声波检测技术具有操作简单、探测速度快、探测厚度大、穿透力强、对人体和设备无伤、检测灵敏度高等特点。超声波检测技术对于仪器的裂纹和未融合的缺陷位置检测灵敏度最高。机械设备在生产加工过程中，许多承载装置（如主轴、连接装置、楔形装置等）因为制造工艺、机械强度、耦合性和设备疲劳强度等原因，造成机械设备内部折叠、裂纹、缩孔等故障，使用超声波检测技术，可以有效避免上述故障。
        1.3使用原则
        在众多机电设备安全检测的方法中，超声检测技术可以说是所有无损检测技术中最适合的，也是最常用的检测技术。在实际运用过程中，超声检测技术能够根据机电设备实际运行情况，来对于机电设备内部的各种关键性零件进行不同程度的检测。在检测的过程中，超声检测技术主要遵循以下3条基本原则：1）要对于机电设备中的主要零件都进行详细地检测，并且要将零件的具体损伤程度和损伤位置都探测出来，为机电设备的使用安全提供一个扎实的基础。2）通过对于损伤零件的使用寿命进行分析，判断出对该零件到底是维修还是更换，从而节约维修费用。3）充分地遵循超声检测技术中相关的检测声波的穿透原则，降低对机电设备的损坏。因此，为了能够使得超声检测技术发挥出更有效的作用，需要切实提高超声检测技术的应用水平。
        2当下我国机电设备维护现状
        2.1检测技术水平落后
        要使生产行业更加顺利地进行开展，就要对其生产设备有十分严格的要求。生产企业中机电设备十分关键的生产设备，对推动企业发展有着十分突出的作用。生产过程中对机电设备的要求较为严格，其所需的技术含量也较高，但其稳定性较差，结构十分复杂，以至于其检修和维护也十分困难。因此，对其检测技术提出了更高要求，然而目前国内在这方面的检测技术还不是很高，缺乏高水平的检测技术已成为影响机电设备安全运行的一个重要因素。
        2.2我国以往配件检测方式的局限性
        安全检测是生产工作中一项十分重要的工作。在机电配件检修中，检测部门起着非常重要的作用。而根据国内以往的方式来看，检测部门通常是使用人工检测方式对重要的机械配件进行检修和处理，这种检测维修方式对技术人员具有十分巨大的依赖性。若是检测中技术人员的能力存在些许问题，将会直接对检测结果带来影响，的情况下使用。这种技术是迄今为止最为先进的一种检测方式，它不仅可十分快速并正确地将微型的故障进行检修，且还可在检修中将损坏配件的可能性大大降低。
        3超声波检测技术在机电设备检测中的应用
        3．1超声波检测大型铸件
        在机电设备中，常见的大型铸件主要是指空压机曲轮轴。铸件类零件形状复杂，晶体分布不均匀，颗粒又大又粗，容易发生散射反应，最终形成草形的波纹，对测量信号的干扰性较强。使用超声波技术检测大型铸件时，应该尽量选择频率较低的探头，降低信号干扰的影响。
        3.2超声波技术检测大型锻件
        锻件类机械零件的延展性较好，在加工制作的过程中，容易发生弯折或开裂，最终产生折痕或者裂纹。当零件受到冲击力、旋转力或其他应力作用后，在凹槽位置容易产生滑动现象。所以，锻件类零件发生破坏的区域主要集中在轴肩、轴颈和凹槽处。在井下生产过程中，需要使用大量的锻件设备，由于结构复杂，拆装过程烦琐，很难通过拆装的方式检测设备状态。传统的检测方法会耗费大量的人力、物力，且在拆装过程中很容易损坏设备。使用超声波技术检测锻件类零件，可避免上述问题。锻件类零件的检测方法如图1所示。

        1－近端面轴瓦;2－绞盘;3－远端面轴瓦;
        4－联轴器;5－减速器;6－电动机
        图1锻件类零件的检测方法
        第一步:使用直型超声仪探头从轴端面开始对全轴进行贯穿检测，从两个方向对锻件检测，如果锻件的尺寸小，则超声波的探头可选用双晶直型，轴端面位于图中①处。
        第二步:使用倾斜探头检测近端面轴颈根部，根据锻件的实际使用情况确定探头的倾角。调整角度，使倾斜探头能够检测到全部的轴颈，

轴颈位于图中②处。
        第三步:使用小角度纵波超声波探头检测锻件远端面轴颈根部，轴颈根部位于图中③处，可以利用斜探头进行辅助检测。
        3.3使用超声波检测焊接零件
        井下机电设备中的焊接零件主要为闸盘。随着设备使用时间的增长，在焊接类零件的表面会出现裂痕。为了保证焊接零件的牢固，需要定期对焊接位置进行检查。井下通常使用超声波探测仪监测焊接部位的牢固程度，在焊接位置，焊缝晶体的颗粒小，可以使用高频率超声波探头进行检测。如果板的厚度较大、焊接缝衰减比较明显，则应使用低频率超声波探头检测。倾斜性超声波探头具有一定的角度，造成检测区域存在盲区，无法对焊接零件进行全面检测。而且超声波在传递过程中，信号强度会逐渐降低，影响检测结果的准确性。但随着超声波检测技术的日趋成熟，使用超声波结合相控阵的方式检测焊接处零件，可大大增加检测结果的准确性。通过操作阵列方式控制声波的传递，最终实现焊接零件的全方位检测。
        使用超声波结合相控阵的检测技术，不仅提高了声波扫描的精度和清晰度，同时还提高了图片的分辨率，该技术同样被应用于结构复杂的零件检测中。
        3结束语
        综上所述，在科学技术飞速发展的背景之下，超声检测技术已经在各行各业中得到了广泛的应用，尤其是在机电设备的安全检测中，更是发挥了非常重要的作用。因此，在以后的社会发展中，为了能够使得超声检测技术发挥出更有效的作用，也需要对此加大创新和改进，提高超声检测技术的应用水平。
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