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轧辊检测原理及应用

第一篇：轧辊检测原理及应用第六章轧辊检测无损探伤发展至今，已被轧辊制造者和轧钢厂用来评判轧辊材料的质量。作为轧辊维护的一个常规项目，无损检测的目的是发现最早期的轧辊问题，并防止未采取改进措施的轧辊再次上机使用。轧钢厂常用的方法是涡流、表面波、渗透、酸侵、磁粉、和硬度检测。最快速、准确、可靠的检测技术是涡流和超声波检测。它们同时使用时，所有对轧辊及轧制产品不利的表面情况都能100%的准确检出（表1）。渗透、酸侵具有花费不多的优点，然而它们耗时长，不是100%的可靠。因此它们应与涡流和超声波配合使用。表1检测方法超声波有效径向深度（1）热损伤/软点表面微裂纹＜0.006″表面微裂纹＞0.006″次表层缺陷残余磁性加工硬化涡流表面（2）双晶斜探头0-0.003″▲▲▲▲0-0.050″▲▲0-6″▲直探头0.5″-▲（1）设备参数的功能（频率、晶体类型、探头形状）87（2）圆周方向（要求扫描3次）轴向（要求扫描2次）一、涡流探伤涡流探伤是轧辊磨削之后，确定缺陷位置如软化区（热损伤）、宏观裂纹和磁化的一种方法。磨床上，一个双线差分探头放置在辊身一端，靠近辊面处，随着轧辊以设定的速度转动，探头慢慢移动跨过整个辊身长度。探头移动速度和轧辊转速的同步性是设定好的，以确保辊面的每一点都通过探头。随着探头在辊身移动，在交流电流的作用下线圈间的辊面上产生涡流。线圈间电流的导电性和路径长度的瞬间变化都能被检测出来，并显示在两个独立的频道。一个称为压伤/热损伤频道，一个称为裂纹/剥落频道。涡流探伤的特殊步骤取决于使用的涡流设备，由设备生产者提供。导电率的变化可在压伤/热损伤频道上检出。它是辊面相邻点间的硬度和显微组织变化的结果。磁化区内所有相邻点间也会引起导电率的连续变化。高斯通量可用来证实剩余磁性的存在。（大于30Gauss）。能引起辊面上导电性反复变化的一般条件包括（但不限于此）局部超温、局部工作硬化、表面粗化和外来夹杂物嵌入辊面。这些情况在压伤/热损伤频道表现为超过噪音水平的单独的波峰或超过噪音水平的大面积的草状波峰（图2）。在裂纹/剥落频道可检出路径长度的变化，这个变化是表面裂纹引起的。当探头通过一个裂纹上方，感应电流必定沿裂纹壁向下流动并到达裂纹的另一侧形成环路。路径长度的不同以一个独特的脉冲峰显示在裂纹/剥落频道（图2）涡流探伤不能检出小于0.006”宽的裂纹。宽度大于0.006”的裂纹只有一半的准确率。为了所有表面裂纹能准确检出，应使用超声波探伤。图1磨削操作完成后，进行涡流探伤。图2涡流探伤记录表大箭头指头指示辊面上的典型的热损伤。小箭头指头指示压伤/热损伤频道的多余噪音。中箭头指头指示裂纹/剥落频道上显示的裂纹。二、表面波探伤表面波超生波探伤使用一个固定在直角楔形块上传感器，十分准确地检出表面裂纹。表面波发射圆周方向的高频声波，检查反射或吸收的声波情况。轧辊内部所有界面都会一定程度的反射或散射声波，包括裂纹、夹杂、晶界和其它不连续因素。金属—空气界面（裂纹）反射大部分声波，而金属—固体界面（夹杂）反射小部分声波。被反射的声波随后返回到传感器的测试屏幕上，显示一个波峰。以下是进行表面波超声波检测的一个基本过程：1.0应用以底面回波为基础的接触法超声波技术（参看ASTMA388）1.1超声波设备1用脉冲型超声波仪器产生和显示超声波信号。2使用压电晶片材料的探头，用来发射和接收超声波信号。1.1.3一根带有配套接头的同轴电缆连接超声波设备和探头。1.1.4使用偶合剂以便在锻钢辊上有效地发射、接收超声波信号。一般为油、甘油或水。1.2.超声波检测1.2.1周向表面检测该检测的目的是检查轴向表面和浅次表层缺陷。1.2.2轴向表面检测该检测的目的是检查横截面表面和浅次表层缺陷。1.3周向表面检测1.3.1探头使用2.25MHz，0.5″×1.0″的有机玻璃的直角楔形探头发射超声波。1.3.2准备轧辊把轧辊放在支架上，避免支架与辊身接触。如果必要用溶剂请洗并用布擦干。1.3.3施加偶合剂在辊身上部，沿辊身全长涂刷一条薄而透明的偶合剂带。1.3.4设置、显示和灵敏度在一个没有相关缺陷的区域进行设置。设置市时基线表示一个大于辊身周长1/2的距离，时基线上的始波在屏幕的最左边。把探头放在偶合剂上并获得一个圆周方向的底波反射。调整增益（dB）使底波波高达100%fs，调整时基线把底波置于屏幕的最左边。（图1）。1.3.5接触检测—辊身圆周方向第一个180°。将探头放在辊身一端并把表面波对准圆周方向，沿偶合剂以小于8″/s移动探头，同时保持显示器屏幕100%的底波反射。确定和标记缺陷位置做好记录。1.3.6接触检测—辊身圆周方向第二个180°。反转探头圆周方向位置重复1.3.5操作（图2）。1.4.7接触检测—端头区擦去辊身的偶合剂，