Среди задач, стоящих перед горнодобывающей и металлургической промышленностью Казахстана, важное место занимает проблема дальнейшего совершенствования диагностики подъемных канатов. В последнее время достигнут значительный прогресс в разработке и производстве оборудования для мониторинга состояния стальных канатов на самых ответственных объектах. В данной статье рассмотрены основные направления развития мониторинга технического состояния канатов и опыт применения систем мониторинга на горных и металлургических предприятиях РК и РФ.
ООО «ИНТРОН ПЛЮС» основано в 1988 году сотрудниками Московского энергетического института и стало одним из первых негосударственных предприятий в СССР в области неразрушающего контроля. ИНТРОН ПЛЮС является членом Российского общества по неразрушающему контролю и технической диагностике (РОНКТД), Американского общества по неразрушающему контролю (ASNT), международных организаций по надежности стальных канатов OIPEEC и МАИСК. В компании действует система управления качеством, сертифицированная по ISO 9001-2015. Основными направлениями деятельности компании являются производство и поставка дефектоскопов ИНТРОКОН для резинотросовых конвейерных лент (РТЛ), стальных канатов ИНТРОС , автоматизированного дефектоскопа для мониторинга стальных канатов ИНТРОС-АВТО , дефектоскопа стальных листов ИНТРОКОР М-150 , измерителя толщины металлизации в отверстиях печатных плат ИНТРОМЕТ. Компания также оказывает услуги по дефектоскопии: стальных канатов, резинотросовых лент, стальных листов, предварительно напряженной арматуры балок мостов. По индивидуальным заказам разрабатывается оборудование для неразрушающего контроля (НК) и технической диагностики .
Продукцию компании используют покупатели из более чем 40 стран, в том числе России, Казахстана, Украины, Литвы, Туркменистана, Азербайджана, Беларуси, США, Германии, Великобритании, Италии, Канады, Франции, Китая, Японии, Бразилии, Голландии, Индии, Сингапура, Малайзии, Индонезии, Румынии.
В 2013 г. специалистами компании был разработан автоматизированный дефектоскоп ИНТРОС-АВТО, основанный на методе регистрации магнитных полей рассеяния вблизи дефектов стальных канатов, в котором был реализован магнитный вид НК по ГОСТ 18353-79 . Преимущество такого дефектоскопа в том, что программно-аппаратный комплекс в автоматическом режиме осуществляет интерпретацию диагностических данных, на основе которых делает оценку критичности выявленных дефектов (повреждений), определяет динамику роста количества дефектов, категорию технического состояния каната и позволяет оператору принять решение о дальнейшей эксплуатации каната на основе световой и звуковой сигнализации.
ИНТРОС-АВТО предназначен для мониторинга технического состояния стальных канатов диаметром от 6 до 150 мм, применяемых на буровых установках, грузоподъёмных механизмах, шахтных подъёмных установках и канатных системах различных объектов.
На Фиг. 1. представлен основной комплект автоматизированного дефектоскопа ИНТРОС-АВТО, состоящий, в данном случае, из магнитной головки (МГ) на диапазон контролируемых канатов диаметром от 35мм до 42мм, блока управления и индикации (БУИ), аналогового модуля (АМ) и соединительных кабелей.
Фиг. 1 Основной комплект автоматизированного дефектоскопа ИНТРОС-АВТО
На момент написания статьи (июнь 2023г.) было поставлено 59 комплектов автоматизированного дефектоскопа ИНТРОС-АВТО в буровые компании, на шахты и металлургические предприятия. До конца 2023 года планируется довести общий объем поставки до 85 комплектов.
Процедура диагностирования каната ИНТРОС-АВТО автоматизирована и в конце контроля БУИ выдает оператору информацию о координатах и степени опасности обнаруженных дефектов. На передней панели БУИ расположены три цветовых индикатора. Загорание зеленого индикатора информирует об исправном, работоспособном состоянии каната. Загорание желтого индикатора предупреждает об обнаружении дефектов, количество которых приближается к уровню браковки каната, а техническое состояние соответствует ограниченно-работоспособному состоянию каната. Загорание красного индикатора сигнализирует об обнаружении дефектов, сигналы от которых достигли или превысили уровень браковки каната, а техническое состояние соответствует неисправному, неработоспособному состоянию каната.
При обработке полученных данных наиболее сложной операцией является идентификация обнаруженных дефектов каната, поэтому для повышения её достоверности в системе мониторинга применены два разных датчика, имеющих различную чувствительность к дефектам на поверхности и во внутренних слоях каната. Данные двух измерительных каналов синхронизируются с помощью специального алгоритма, который предотвращает двойной учет одного и того же дефекта и повышает вероятность обнаружения отдельно расположенных дефектов.
БУИ может подключаться к внешнему персональному компьютеру или серверу при помощи кабеля интерфейса RS 485 или беспроводному интерфейсу Wi-Fi для передачи данных как в реальном времени, так и для выгрузки результатов диагностирования после проведения инспекций.
Основная особенность применения автоматизированных дефектоскопов на шахтных подъемных установках ( ШПУ) состоит в том, что эти установки часто бывают многоканатными. Поэтому с целью сокращения времени контроля всех канатов применяют установку магнитных головок на каждый канат, а соединённые с ними кабелями БУИ размещают в кабине оператора подъёма.
Для скипового подъема шахты «10-летия независимости Казахстана» Донского горно-обогатительного комбината-филиала ТНК «Казхром» специалистами компании «ИНТРОН ПЛЮС» была разработана модификация дефектоскопа ИНТРОС-АВТО с устройством навески магнитной головки на канат. Установка МГ возможна на одной из подшкивных площадок ШПУ, что достаточно далеко от шкива, и потому канат в этих местах имеет существенное биение в горизонтальной плоскости. Устройство навески МГ представлено на Фиг. 2. Оператор подводит устройство навески к канату с открытой МГ и закрывает её на канате. Затем проводится диагностирование каната. После проведения контроля каната устройство навески и МГ возвращаются в положение их хранения на подшкивной площадке. Такой подход к процессу мониторинга позволяет избежать рисков разрушения МГ при нештатных ситуациях (аварийное торможение, неконтролируемое биение и т.д.). Такие конструктивные решения навески и крепления МГ позволят данной конструкции отрабатывать допустимые отклонения каната в горизонтальной плоскости.
Другой подход применили при мониторинге технического состояния каната главного подъема заливочного крана конвертерного цеха в ПАО «Северсталь» и на некоторых других предприятиях (Фиг. 3). В этом случае МГ стационарно установили на канат на подшкивной площадке в непосредственной близости к шкиву. Диаметр проходного отверстия МГ составляет два диаметра каната. Магнитная головка в этом случае постоянно находится на канате.
Внедрение автоматизированного дефектоскопа ИНТРОС-АВТО на горных предприятиях (Яковлевский ГОК, Еврохим-УКК и др.) позволило избежать потери времени на визуальный осмотр канатов ШПУ. По заявлению представителей компаний час простоя ШПУ обходится от 600 000 рублей. Сокращение времени простоя позволило быстро окупить затраченные на систему мониторинга средства.
На руднике БПКРУ-4 ПАО «Уралкалий» ИНТРОС-АВТО установили на скиповой машине ствола №1. На подшкивной площадке копра смонтировали МГ и АМ, а на рабочем месте машиниста подъемной установки-БУИ.
Результаты проведения пусконаладочных работ и испытаний показали, что ИНТРОС-АВТО в условиях рудника БКПРУ-4 работает исправно и пригоден для эксплуатации.
Приведенные выше примеры показывают, что в результате внедрения передовой технологии мониторинга стальных канатов предприятия добиваются существенного повышения безопасности труда, сокращают простои оборудования и, как следствие, экономят значительные денежные средства.
Так как ИНТРОС-АВТО имеет возможность подключения к цифровым системам предприятия, внедрение дефектоскопа ИНТРОС-АВТО — это еще один шаг к созданию полностью цифрового предприятия, что является сейчас одной из приоритетных задач в Республике Казахстан.
А.В. Анисимов.
Заместитель коммерческого директора, ООО «ИНТРОН ПЛЮС».
aanisimov@intron.ru,
тел.+7(929)6509699
Литература:
1. Аубакирова Г.М., Исатаева Ф.М., Куатова А.С. Цифровизация промышленных предприятий Казахстана: потенциальные возможности и перспективы // Вопросы инновационной экономики. – 2020. – Том 10. – № 4. – С. 2251-2268.
2. РД 03-348-00. Методические указания по магнитной дефектоскопии стальных канатов. Основные положения. Сер. 10. Вып.7. — М.: ЗАО НТЦ ПБ, 2017, с. 14–35.
3. Анисимов А. В., Шпаков И. И. Мониторинг технического состояния канатов шахтных подъемных установок. — Горный журнал Казахстана. 2015. № 9. С. 40–43.
4. Anisimov A., Shpakov I., Slesarev D. Prospects for Condition Monitoring for Ropes of Mine Hoists. — In: Proc. of the 25th World Mining Congress. — Astana, Kazakhstan, 2018.
5. Сухоруков В. В. Журнал «В мире НК», № 3, Т. 22, 2019, стр. 4-8
журнал «Горно-металлургическая промышленность» №5-6 2023
