Диагностика несущих металлоконструкций шагающего экскаватора

Внедрение: 2019 г.

Применение модуля E20-10 мы находим в докторской диссертационной работе [1], в разделе, посвящённом диагностике несущих металлоконструкций шагающего экскаватора. Шагающий экскаватор является одним из основных типов горнотранспортного оборудования, широко используемого в горнодобывающей промышленности. Работа экскаваторов, как правило, осуществляется круглый год. Влияние внешних погодных условий в сочетании с постоянными циклическими нагрузками приводит к образованию и развитию усталостных дефектов в несущих металлических элементах конструкции, что в свою очередь снижает остаточный ресурс конструкции и в итоге может привести к ее разрушению. 

С помощью системы АЭ A-Line DDM была проведена диагностика несущих элементов металлоконструкций шагающего экскаватора ЭШ‑20.90 – элементов стрелы и боковой рамы. 30 измерительных каналов акустической эмиссии (АЭ) были установлены на основных элементах металлоконструкции – на верхнем и нижнем поясе стрелы, подкосах и колонне (рисунок 1). В качестве преобразователей акустической эмиссии (ПАЭ) использовались резонансные преобразователи GT200, которые были установлены на основные несущие элементы металлоконструкции (рисунок 1). Измерения проводились в полосе частот от 150 до 500 кГц. В ряде экспериментов регистрация данных проводилась с помощью быстродействующего модуля АЦП E20‑10.

Рисунок 1. Несущие элементы металлоконструкции ЭШ‑20.90: 1 – подкосы; 2 – нижний пояс стрелы; 3 – верхний пояс стрелы; 4 – колонна.

Рисунок 2. Размещение измерительных каналов АЭ системы на элементах конструкции ЭШ‑20.90.

Диагностика драглайна проводилась без вывода из эксплуатации. Основным источником акустических помех является трение и вибрация, возникающая при движении подъемного и тягового канатов, управляющих движением ковша. Помеха имеет стохастический нестационарный характер, ее интенсивность оказалось различной для ПАЭ, установленных на различных конструктивных элементах драглайна.

На рисунке 3 показан результат линейной локации источников АЭ на левом подкосе боковой рамы за время, соответствующее 30‑ти рабочим циклам нагружения, скорость накопления индикаций в локационном кластере, который соответствует дефекту, на порядок превышает скорость накопления событий в «ложных» кластерах, которые соответствуют узлам креплений элементов боковой рамы.

Рисунок 3. Результат линейной локации для левого подкоса ЭШ‑20.90: 1,2 – «ложные» локационные кластеры, 3 – локационный кластер, соответствующий дефекту.

Экспериментально показано, что применение методов обработки данных АЭ, основанных на диагностической модели сигнала, позволяет повысить достоверность АЭ контроля за счет снижения вероятности пропуска дефекта до 2,5 раз.

Источник:

Барат В.А. Развитие метода акустической эмиссии за счет автоматизации обработки данных, повышения помехоустойчивости и достоверности обнаружения трещиноподобных дефектов металлоконструкций: диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. – Москва. – 2019. – 306 с.

Разработчик: Барат В.А. (ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский университет «МЭИ», Москва)