Đo độ sâu lớp sợi gia cường trong băng tải cao su lõi thép và lõi vải bố

Cấu tạo của băng tải cao su lõi thép

Băng tải lõi thép là sản phẩm được sử dụng trong các dây chuyền sản xuất dài và có tính khắc nghiệt, với có khả năng chịu tải trọng cao, độ giãn tải trọng rất thấp, kháng va đập tốt, trong dây chuyền sản xuất dài, tải trọng nặng với tốc độ nhanh, thích hợp sử dụng trong các ngành công nghiệp nặng, khai thác than đá, nhà máy nhiệt điện, nhà máy gang thép, khai thác mỏ…

• Băng tải cao su lõi thép gồm nhiều lõi cáp thép được sắp xếp theo chiều dọc ở những khoảng cách từ 10 đến 15mm, lớp cáp thép này là phần chịu lực tải chính giữ cho băng tải luôn chạy đúng hướng bao quanh nó là lớp phủ cao su mặt trên và mặt dưới.
• Các sợi cáp sẽ được liên kết chặt chẽ với nhau, giúp cho băng tải đảm bảo tính bền trong suốt quá trình sử dụng, cao su mặt và cao su bao phủ cáp thép được chế tạo theo những tính chất riêng.
• Có thể có độ uốn hay lõm theo chiều ngang để tạo máng với tỷ lệ cao hơn tỷ lệ cho phép của các loại băng tải khác.

Ứng dụng siêu âm kiểm tra chiều dày còn lại của băng tải cao su

Đo độ sâu của lớp gia cường làm bằng các sợi vải bố và dây thép trong băng chuyền cao su hay đo chiều dày lớp cao su còn lại của các dây đai (cua-roa) chịu tải.

Một số băng tải cao su trong ngành công nghiệp nặng và khai thác mỏ chẳng hạn như vận chuyển quặng và khoảng sản, phần bên trong nó liên kết chặt chẽ bởi các lớp bằng sợi vải bố hoặc dây thép để gia cường thêm độ bền. Các nhà sản xuất băng tải cần phải kiểm tra độ dày cao su ở cả hai phía của lớp gia cường này để đảm bảo sản phẩm đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật. Sau khi được lắp đặt, người sử dụng cần phải kiểm tra định kỳ chiều dày của lớp cao su còn lại khi dây đai vận chuyển bị mòn để ước tính tuổi thọ còn lại trước khi cần thay thế. Vì việc thay thế các dây đai loại lớn có thể tốn kém rất nhiều chi phí, do đó việc xác định thông tin chính xác về chiều dày lớp cao su còn lại sẽ rất có giá trị cho người sử dụng. Các thiết bị đo chiều dày và đầu dò của OLYMPUS đã và đang được sử dụng thành công trong các ứng dụng này trong nhiều năm qua.

Năng lượng sóng âm sẽ phản xạ lại từ lớp gia cường đầu tiên, và trong trường hợp các dây đai được gia cường bằng sợi vải kết hay vải bố thì rất ít năng lượng sóng âm xâm nhập sâu hơn. Việc đo đạc tổng chiều dày băng tải thông thường chỉ có thể thực hiện được trong trường hợp dây đai được gia cường bằng dây thép, và khoảng cách giữa các dây lõi thép đủ rộng để năng lượng sóng âm đi qua không bị cản trở tới phía đối diện của dây đai. Tuy nhiên, thông tin quan trọng nhất cho người sử dụng băng tải là chiều dày lớp cao su trên lớp gia cường đầu tiên, chứ không phải chiều dày tổng thể. Đây là một ứng dụng đơn giản đối với thiết bị đo chiều dày bằng sóng âm.

Các khó khăn trong ứng dụng đo chiều dày còn lại của lớp cao su băng tải

Thiếu điểm hiệu chuẩn phù hợp hay không có mẫu chuẩn

Băng tải được chế tạo sử dụng nhiều loại cao su khác nhau trong các lớp khác nhau. Điều này có nghĩa là khi hiệu chuẩn thông qua tổng chiều dày thực sự đồng nghĩa với việc sử dụng vận tốc trung bình tại độ dày ở vị trí thực hiện hiệu chuẩn. Các dây băng tải thường bị mòn ở phần giữa nhưng hầu hết các phép hiệu chuẩn lại được thực hiện ở rìa băng tải, thường không có dây thép, không có lớp vải. Các thiết bị như EPOCH 650 đáp ứng được thách thức này và cung cấp các tùy chọn hiệu chuẩn khác nhau. VISCO khuyến nghị thực hiện phép đo ở mặt bên của dây đai nơi có thể thực hiện hiệu chuẩn một điểm trên tổng độ dày.

Điều kiện ngoài công trường: Nhiệt độ và lão hóa

Nhiệt độ môi trường xung quanh và sự lão hóa do tác hại của ánh nắng mặt trời ảnh hưởng đến vận tốc âm thanh trong cao su. Đây là một vấn đề lớn khi kiểm tra băng tải. Nếu nhiệt độ của lớp cao su tăng 10 ° C đến 20 ° C, sẽ làm thay đổi số đo độ dày vài mm. Một số quy trình có theo dõi nhiệt độ của cao su khi đọc kết quả. Về lý thuyết, sau đó chúng ta có thể thực hiện các điều chỉnh đối với các giá trị đo được hoặc cố gắng lặp lại phép đo vào lần tiếp theo vào cùng thời điểm trong ngày hoặc quay lại vào ban đêm khi nhiệt độ đã hạ xuống.

Cách hiệu quả nhất để loại bỏ ảnh hưởng của nhiệt độ là thực hiện hiệu chuẩn trên cao su nóng. Phép đo vào buổi sáng sẽ có kết quả khác với phép đo vào buổi chiều.

Thách thức của việc đo độ dày tới lõi thép

Có hai vấn đề liên quan đến đo độ dày của lớp cao su tới lõi thép do cách chế tạo băng tải. Lõi thép gia cường thường là những bó dây xoắn. Do đó, phép đo độ dày thay đổi tùy thuộc vào vị trí đọc được dọc theo dây. Một vấn đề khác là số đo độ dày biểu kiến ​​hiển thị trên thiết bị khác với độ dày vật lý thực tế của dây. Số đo thường là giá trị nằm dưới dưới bề mặt của dây.

Bước sóng của đầu dò tần số thấp có thể quá lớn để phát hiện được dây đầu tiên trong bó dây. Ngoài hiện trường, người vận hành thường không có thời gian để tìm những tín hiệu nhỏ của các sợi dây nằm trên cùng nên thường ghi ghi nhận giá trị của lõi bó dây.

Độ lặp lại phép đo

Nhiều điểm dữ liệu được sử dụng để đo giá trị độ dày theo thời gian. Có thể đánh dấu và tìm vị trí kiểm tra tương tự trong lần khảo sát tiếp theo nhưng không phải lúc nào cũng có thể thực hiện được việc này. Các thiết bị đo như 38DLP cũng hỗ trợ phép đo lấy giá trị trung bình trên nhiều lần đo và giá trị chiều dày của băng tải sẽ lấy giá trị trung bình.

Thiết bị sử dụng trong kiểm tra chiều dày còn lại của băng tải

Chiều dày cao su khoảng dưới 20 mm có thể đo được bởi các thiết bị đo chiều dày bằng sóng âm như model 45MG và 38DL Plus. Với các ứng dụng đo chiều dày cho băng tải cao su, chúng ta cũng có thể thực hiện với thiết bị siêu âm khuyết tật thuộc dòng EPOCH. Trong một số trường hợp dây đai rất lớn, với chiều dày lớp cao su lên đến 50 mm, EPOCH 650 sẽ là thiết bị sử dụng phù hợp nhất.

Việc lựa chọn đầu dò sẽ phụ thuộc vào phạm vi chiều dày của lớp cao su cần đo. Đối với lớp cao su có chiều dày từ 1 mm đến 6.25, đầu dò loại delay line với tần số 2.25 MHz sẽ được khuyên dùng (tham khảo đầu dò M207-RB). Đối với lớp cao su có chiều dày từ 2.5 mm đến 25 mm, việc sử dụng một đầu dò loại tiếp xúc trực tiếp có độ xuyên thấu cao với tần số 2.25 MHz sẽ được khuyên dùng (tham khảo đầu dò M1036). Cũng như với bất kỳ một ứng dụng nào liên quan đến các vật liệu làm suy giảm sóng âm, thì việc sử dụng chất tiếp âm loại gel hoặc glycerin sẽ được khuyên dùng (chất tiếp âm loại Couplant B). Trong trường hợp dây đai vận chuyển bị hư hỏng nặng, bất kỳ phần cao su nào bị lỏng lẻo và không khít chặt hoặc các mảnh vụn cần phải lấy ra khỏi bề mặt trước khi thực hiện việc kiểm tra.

Quy trình thực hiện

Trong tình huống phổ biến nhất, việc sử dụng đầu dò M1036 để đo các lớp cao su ở phía ngoài của dây đai với lớp gia cường bằng sợi vải bố, chúng ta tiến hành các thiết lập mặc định với đầu dò M1036 và tăng thêm độ khuếch đại (Gain – dB) cần thiết để đo được dải chiều dày quan tâm. Nếu cần đo các dây đai mỏng, sử dụng độ khuếch đại ban đầu (Initial Gain). Trong bất kỳ thiết lập nào, độ khuếch đại không tăng quá mức cần thiết và hiển thị một giá trị đo ảo không thay đổi khi đầu dò được nhấc ra khỏi chi tiết kiểm tra.

Để đo các lớp cao su mỏng trên lớp gia cường bằng sợi vải kết với đầu dò delay line M207, sử dụng thiết lập mặc định cho đầu dò M207 Mode 2 và điều chỉnh độ khuếch đại (dB) cùng tham số BLANKING khi cần thiết được dựa trên các xung dội từ một mẫu chuẩn tham chiếu.

Đo độ sâu của lớp gia cường bằng dây thép có thể nhiều thách thức hơn bởi vì tình trạng không đều của chúng sẽ tạo ra bề mặt phản xạ kém. Thận trọng điều chỉnh độ khuếch đại của thiết bị với sự giúp đỡ của một mẫu tham chiếu (mẫu tham chiếu này cần biết được độ sâu thực của lớp gia cường bằng dây thép). Cũng lưu ý rằng tín hiệu của xung phản hồi sẽ là cực dương chứ không phải cực âm như trong trường hợp lớp lõi gia cường bằng vải bố, bởi vì thép là đại diện cho một bề mặt phản xạ trở kháng cao.

Lưu ý khác, tín hiệu xung của dây thép với nhiều sợi xoắn sẽ tạo ra chân xung không sắc nét, có thể do các sợi thép trên cùng có bề mặt chưa đủ lớn (nhỏ hơn bước sóng) để tạo ra xung phản xạ đáng kể. Kết quả đo phản ánh vị trí của các sợi thép nằm ở bên dưới và kết quả phép đo có thể sai lệch đôi chút.

Vận tốc sóng âm trung bình trong cao su thông thường sẽ ở mức khoảng 1.650 mm/µS và thay đổi tùy vào tính chất cũng như các thành phần của băng tải. Bộ phận kỹ thuật của VISCO luôn sẵn sàng hỗ trợ cho việc thiết lập thiết bị đo chiều dày bằng sóng siêu âm với từng loại đầu dò cụ thể và từng loại băng tải khác nhau.