淺談軋輥探傷中超聲波的應(yīng)用

田學(xué)成 李重遠(yuǎn)

摘要利用超聲波探傷原理，根據(jù)超聲波在軋鋼廠軋輥探傷中的實(shí)際應(yīng)用，本文對探頭儀器的選擇軋輥的檢驗(yàn)和軋輥裂紋深度的確定等方法進(jìn)行了具體詳細(xì)的論述，對以后軋輥檢驗(yàn)與探傷提供了理論依據(jù)。

中圖分類號：U272 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791(2012)04(a)-0000-00

軋輥是軋機(jī)的關(guān)鍵部位之一，隨著軋鋼技術(shù)的發(fā)展，軋鋼生產(chǎn)中對軋輥的要求也越來越高，但在軋機(jī)軋制過程中，軋輥受各種因素影響常會出現(xiàn)一些缺陷，如裂紋深度沒有超過其工作層，則可重新對其磨削后再與其他輥徑相近的軋輥配對繼續(xù)投入使用。目前采用的確定裂紋深度的方法一般都是采用超聲波。據(jù)計算，軋機(jī)工作輥每磨削1mm，費(fèi)用就高達(dá)1萬元左右。因此為了降低軋輥磨削費(fèi)用，有必要精確計算其磨削量。

1探頭和儀器的選擇

儀器應(yīng)采用A型脈沖反射式超聲探傷儀，例如CTS-22型、CTS-26型、CTS-9002型等,選擇儀器一般根據(jù)以下情況來選擇：1）對于定位要求高的情況，應(yīng)選擇水平線性誤差小的儀器。2）對于定量要求高的情況，應(yīng)選擇垂直線性好，衰減器精度高的儀器。2）對于大型零件的探傷，應(yīng)選擇靈敏度余量高，信噪比高，功率大的儀器。3）為了有效的發(fā)現(xiàn)近表面缺陷和區(qū)分相鄰缺陷，應(yīng)選擇盲區(qū)小，分辨力好的儀器。3）對于室外現(xiàn)場探傷，應(yīng)選擇重量輕，熒光屏亮度好，抗干擾能力強(qiáng)的攜帶式儀器。

2 掃描速度和靈敏度

在用斜探頭探傷時，由于只是為了確定缺陷深度，所以不需要調(diào)節(jié)探傷靈敏度，只需調(diào)節(jié)增益旋鈕使裂紋反射波在熒光屏上大小合適便于分析即可。

3探測方法

在探測前，由于探頭底面的磨損，其K值和理論值有一定偏差，因此首先要測量出探頭的實(shí)際K值和探頭前沿L。K值和前沿可用CSK-IA試塊測得。在裂紋及周圍涂上耦合劑后，沿軸向和徑向圍繞裂紋前后移動探頭，找出裂紋最高回波，調(diào)節(jié)波高至滿屏80%，然后繼續(xù)后移探頭，當(dāng)裂紋回波降至滿屏高40%的時候，根據(jù)半波高度法可知，此時超聲波剛好打到裂紋的底部。固定探頭，開始計算裂紋深度。

4 裂紋深度的計算

探頭在軋輥上探測的時候探測方向可以分為兩個方向，徑向和軸向，軸向即探頭方向與軋輥軸向平行。當(dāng)裂紋的最高回波在軸向探測時發(fā)現(xiàn)，此裂紋的方向在軋輥的徑向上，如下圖所示，

根據(jù)探頭前端至裂紋的距離和K值可以計算出裂紋深度h為 ：h=

式中L——探頭前沿長度，a——探頭前端至裂紋的距離，β——橫波折射角，K——斜探頭的K值，K=tanβ。由上式可知h即為示波屏上裂紋波前沿的刻度讀數(shù)。

當(dāng)裂紋的最高回波在徑向探測時出現(xiàn)，說明此裂紋的方向在軋輥的軸向上，此時裂紋的實(shí)際深度顯然和示波屏上的刻度讀數(shù)不同。如下圖所示

5注意事項(xiàng)

(1) 斜探頭K值可根據(jù)裂紋深度進(jìn)行選擇，深裂紋采用小K值，以縮短聲程，減少衰減，提高探傷靈敏度，淺裂紋采用大K值，避免近場區(qū)探傷，提高裂紋深度定位精度。(2) 探傷裂紋時,必須對裂紋進(jìn)行雙側(cè)探測,以提高裂紋深度定位精度。

6結(jié)語

由以上不難看出，超聲波在軋輥探傷的作用還是非常明顯的。雖然超聲波探傷可以比較準(zhǔn)確計算出裂紋深度，但檢測時應(yīng)輔以其他探傷方法，例如現(xiàn)在大多數(shù)磨床上都安有渦流探傷設(shè)備，在渦流探傷檢測出裂紋大概位置，然后采用表面波、磁粉或著色探傷來確定裂紋具體位置，最后采用超聲波來確定裂紋深度，這樣就達(dá)到事半功倍的效果，因此在生產(chǎn)應(yīng)用中，我們應(yīng)該采用多種探傷方法來提高軋輥的檢測速度，從而提高生產(chǎn)效率。

參考文獻(xiàn)

[1] 騰文青，葉劍勇，《鍛鋼冷軋工作輥超聲波探傷方法》，中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)，GB/T 13315-91。