无损检测在轧辊质量检测方面的应用

无损检测是在不损害被检对象的前提下,探测工件内部或外表面的缺陷(伤痕)的现代检验技术。我 厂使用的冷轧工作辊由于在轧制过程中受到各种复杂应力的作用,极易在轧辊的表面及内部产生微 裂纹等缺陷,这些缺陷一旦未消除干净,再次上机服役,缺陷会迅速扩展,造成剥落、断辊等事故 ,所以对轧辊进行有效的无损检测,及时发现其内部和表面存在的缺陷,是延长轧辊使用寿命和提 高产品质量必不可少的技术手段。1轧辊在轧制过程产生的缺陷分析根据至今对损伤性质的研究, 得出以下结论:(1)造成轧辊的损伤都与热损伤有关;(2)压碰损伤局限于软点处,一个轧辊 上可能有一处或多处损伤区,其尺寸从1/2英寸的局部点大至复盖整个辊身的许多区域。压碰损 伤区的硬度可能变得比基体材料软20HSC;(3)热裂纹也是局部软区,但在软区内含有成群 的微裂纹。裂纹总是扩展得深于软区或碰伤区,它们一般比软区深20%至30%;(4)压碰损 伤和热裂纹损伤的硬度变化程度(软化量)近似相同,导致实际裂纹的机理比单一的硬度变化程度 复杂。(5)喷丸探伤不是探测剥落或热裂的有效方法,实际上,大多数裂纹缺陷都被遮掩了;( 6)轧辊在制造过程中,由于经过热处理、锻造等多层工序,也易在轧辊内部产生疏松、裂纹等缺 陷。2轧辊的跟踪检测手段在轧制过程中,轧辊表面极易产生微小裂纹,下次上机前必须彻底清理 干净,否则裂纹会迅速扩展,造成剥落等事故的发生。针对这种情况,我们运用了合理的无损检测 手段,根据不同情况,采取不同的无损检测方法。以保证轧辊无缺陷上机。减少轧制事故,降低辊 耗。具体方法如图1所示。图1轧辊检测流程图3轧辊无损检测主要采用的设备3.1超声波检测(1)超声波探伤仪:MS1000型超声波检测仪。(2)探头:主要有直探头:2.5PФ20-D;表面波探头:2P13*13SM、1P 13*13SM;斜探头:2.5 P 13*13K2。(3)耦合剂:机油。3.2涡流检测:Lismar公司生产涡流探伤仪、Sa rclad公司生产的涡流探伤仪、上海华德宝公司生产的V988型涡流探伤仪。3.3渗透检 测:清洗剂、渗透剂、显像剂。4常规无损检测方法及原理4.1超声波检测是以连续超声波在其 传播路径上被缺陷阻挡而形成阴影的原理实现的,利用反射或透过的超声波强度来检测轧辊的内部 缺陷进行检查。(1)纵波直探头检测利用纵波直探头进行探伤,主要检测轧辊内部的缺陷,最适 合于新辊的验收,根据轧辊直径的不同,采用大平底法调节探伤灵敏度。检测时利用机油作为耦合 剂,把机油均匀的涂抹在轧辊表面。主要对轧辊辊身及辊径部位进行检查。根据缺陷信号的高低与 位置确定缺陷的大小及其分布的区域。采用周向及纵向扫查方式,探测覆盖率达到辊面的2/3, 以避免漏检情况发生。缺陷位置的测定:可根据视波屏上缺陷波前沿所对的水平刻度τf和扫描速 度1∶n来确定锻件的位置。缺陷至探头的距离Xf为:Xf=nτf缺陷大小的测定:缺陷定量 包括确定缺陷的大小和数量,而缺陷的大小指缺陷的面积和长度。常用的定量方法有当量法和底波 高度法用于缺陷尺寸小于声束截面的情况,测长法用于缺陷尺寸大于截面的情况。当量法:当X> 3N时,规则反射体的回波声压变化规律基本附和理论回波的dB值,利用各种规则反射体的理论 回波声压公式进行计算来确定缺陷当量尺寸的定量方法,应用当量计算法对缺陷定量不需要任何试 块是目前广泛应用的一种当量法。当用平底孔调节灵敏度时,当量计算公式为:△Bf=20lg PB/Pf=20lg2λx2f/πDf2XB+2a(xf-XB)式中,Xf-平底孔缺陷 至探测面的距离;Xb-锻件底面至探测面的距离;a-材质衰减系数;λ-波长;Df-平底孔 缺陷的回波分贝差。缺陷长度的测定:主要采用测长法。当工件中缺陷尺寸大于声束截面时,一般 采用测长法来确定缺陷的长度。测长法是根据缺陷波高与探头移动距离来确定缺陷的尺寸,按规定 的方法测定的缺陷长度称为缺陷的指示长度。由于实际工件中缺陷的取向,性质表面状态等都会影 响缺陷回波高。因此缺陷的指示长度总是小于或等于缺陷的实际长度。在平面探伤中,用6dB法 测定缺陷的长度时,探头的移动距离就是缺陷的指示长度,如图2所示。图2平面探伤6dB测长 法(2)表面波探头检测由于纵波直探头检测存在盲区和近场区,在距轧辊表面40mm以内无法 准确地判断出缺陷的大小。而轧辊在轧制过程极易在轧辊表面产生微裂纹。针对这种情况,我们主 要采用表面波探头对下机后的轧辊表面进行检测。使用表面波进行探伤的方法,称为表面波法。表 面波检测主要对轧辊表面及近表面区域进行检测,这种方法对轧辊表面检测非常适用。表面波波长 比横波波长还短,因此衰减也大于横波。同时,它仅沿表面传播,对于表面上的复层、油污、不光 洁等,反应敏感,并被大量地衰减。利用此特点可以通过手沾油在声束传播方向上进行触摸并观察 缺陷回波高度的变化,对缺陷定位。4.2涡流检测涡流检测是利用交变磁场对被检测试件激励出 涡旋电流,通过测量这个涡旋电流引起的磁场变化来进行检测的方法。能在距轧辊表面3毫米之内 的区域范围里,检测出因轧制过程中承受复杂的应力和应变而生成的裂纹及材质的软点、剩磁等参 数,并对其进行当量显示。这种检测方法可以不使用耦合剂,实行在线探伤,这样可以避免手工检 测的不稳定性,而且探伤的灵敏度较高,不容易漏检。是检测轧机工作辊表面裂纹和软点的最好方 法。4.3渗透检测液体渗透探伤法的基本原理,就是依据物理理学中液体对固体的润湿能力和毛 细现象为基础的。是检查工件表面缺陷的一种方法,它不受材料磁性的限制,对轧辊表面产生的裂 纹非常敏感,是区分裂纹和划伤的有效手段。此法的优点是应用广泛,原理简明易懂,检查经济, 设备简单,显示缺陷直观,并同时可以显示各个不同方向的各类缺陷。渗透探伤对埋藏于表皮层以 下的缺陷是无能为力的,它只能检查开口暴露于表面的缺陷。5无损检测的应用在没有使用无损检 测时,如果轧辊存在的裂纹、软点等缺陷不能彻底磨削干净,将直接影响板材表面质量,造成板材 出现残次品,也可能在轧制过程中出现轧辊掉肉、爆辊等事故,一旦出现爆辊事故,轧辊就有可能 报废,造成巨大的经济损失,采用了无损检测技术后,大大的降低了事故率。具体措施是:(1) 对新进的轧辊进行超声波检测,如果发现裂纹或者软点等缺陷,与厂家联系。(2)在数控机床上 添加了涡流检测装置,对下机轧辊在磨削过程中进行跟踪涡流检测,直到将轧辊缺陷磨削干净后, 方能上机使用。(3)如果经过反复磨削反复涡流检测后,仍不能消除缺陷的轧辊,停止磨削,进 行超声波检测和渗透检测,确定缺陷的位置,大致的深度,从而制定出加工方法,是否继续进行磨 削或者进行车削加工消除缺陷。随着我厂产品产量的提高,对轧辊的质量要求也愈来愈严格,超声 波、涡流、渗透作为对轧辊内部和表面近表面区域进行检测的主要探伤方法,在轧钢厂是必不可少 的,在近三年的时间里通过无损检测方法的配合使用,能及时发现轧辊各部位的缺陷,很好的预防 了轧辊带伤上机的现象发生,从而降低了轧辊损耗,减少了经济损失,为保证生产的正常运行及生 产优质的冷轧板提供高质量的轧辊。(下转第30页)无损检测在轧辊质量检测方面的应用@关长 革$本钢冷轧厂!辽宁本溪117000文章主要探讨了超声波、涡流、渗透三种无损检测方法的 原理及其在轧辊检测方面的应用。实践证明:没有通过无损检测的轧辊,由于在磨削时不知道轧辊 本身是否存在裂纹、软点等缺陷,不能有效的去除轧辊内部缺陷,上机后极易造成轧辊下机事故。 通过检测后的轧辊下机事故率明显降低,因轧辊本身带有缺陷造成的事故为零。超声波;;表面波 ;;涡流;;渗透;;磁粉;;射线;;冷轧辊<1>李克明,刘德荣.超声波探伤.北京 :水利电力出版社,1985.牟晃榷ㄐ?而且探伤的灵敏度较高,不容易漏检。是检测轧机工作 辊表面裂纹和软点的最好方法。4.3渗透检测液体渗透探伤法的基本原理,就是依据物理理学中 液体对固体的润湿能力和毛细现象为基础的。是检查工件表面缺陷的一种方法,它不受材料磁性的 限制,对轧辊表面产生的裂纹非常敏感,是区分裂纹和划伤的有效手段。此法的优点是应用广泛, 原理简明易懂,检查经济,设备简单,显示缺陷直观,并同时可以显示各个不同方向的各类缺陷。 渗透探伤对埋藏于表皮层以下的缺陷是无能为力的,它只能检查开口暴露于表面的缺陷。5无损检 测的应用在没有使用无损检测时,如果轧辊存在的裂纹、软点等缺陷不能彻底磨削干净,将直接影 响板材表面质量,造成板材出现残次品,也可能在轧制过程中出现轧辊掉肉、爆辊等事故,一旦出 现爆辊事故,轧辊就有可能报废,造成巨大的经济损失,采用了无损检测技术后,大大的降低了事 故率。具体措施是:(1)对新进的轧辊进行超声波检测,如果发现裂纹或者软点等缺陷,与厂家 联系。(2)在数控机床上添加了涡流检测装置,对下机轧辊在磨削过程中进行跟踪涡流检测,直 到将轧辊缺陷磨削干净后,方能上机使用。(3)如果经过反复磨削反复涡流检测后,仍不能消除 缺陷的轧辊,停止磨削,进行超声波检测和渗透检测,确定缺陷的位置,大致的深度,从而制定出 加工方法,是否继续进行磨削或者进行车削加工消除缺陷。随着我厂产品产量的提高,对轧辊的质 量要求也愈来愈严格,超声波、涡流、渗透作为对轧辊内部和表面近表面区域进行检测的主要探伤 方法,在轧钢厂是必不可少的,在近三年的时间里通过无损检测方法的配合使用,能及时发现轧辊 各部位的缺陷,很好的预防了轧辊带伤上机的现象发生,从而降低了轧辊损耗,减少了经济损失, 为保证生产的正常运行及生产优质的冷轧板提供高质量的轧辊。(下转第30页)无损检测在轧辊质量检测方面的应用@关长革$本钢冷轧厂!辽宁本溪117000文章主要探讨了超声波、涡流、渗透三种无损检测方法的原理及其在轧辊检测方面的应用。实践证明:没有通过无损检测的轧辊

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