軋輥車間常見軋輥探傷方法淺談

解寶良

（本溪北營鋼鐵（集團(tuán)）股份有限公司軋鋼廠 117000）

摘 要： 現(xiàn)代軋鋼廠中軋輥車間的費(fèi)用直接決定著軋鋼廠成本的高低，軋輥的表面質(zhì)量直接決定著軋制產(chǎn)品的質(zhì)量，軋輥的內(nèi)部質(zhì)量則決定著軋輥的使用壽命的長短。在競爭越來越激烈的情況下，產(chǎn)品質(zhì)量高、生產(chǎn)成本低是一個(gè)企業(yè)能夠生存和發(fā)展的前提。如何降低成本（軋輥消耗）、提高產(chǎn)品質(zhì)量（符合軋鋼生產(chǎn)線要求的軋輥）成為軋輥車間的一個(gè)迫切需要解決的問題。在生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用合理的軋輥探傷手段（主要是無損探傷）也成為解決這個(gè)問題比較快捷有效的途徑，并且在各軋鋼廠中廣泛應(yīng)用。軋輥車間主要依靠磨床渦流探傷設(shè)備、操作人員觀察和軋輥管理人員使用磁粉探傷或超聲波探傷儀器來監(jiān)測軋輥存在的裂紋?，F(xiàn)在一般都采用自動渦流探傷與手動超聲波檢測結(jié)合進(jìn)行，更加降低了軋輥缺陷影響的幾率。為磨削出合格的軋輥提供了保障。

關(guān)鍵詞： 探傷；軋輥；裂紋

常見的探傷方法

常見軋輥探傷方法軋輥的探傷方法主要有以下幾種：磁粉探傷、滲透著色探傷、渦流探傷、超聲波探傷。下面逐一進(jìn)行介紹。

1、磁粉探傷

磁粉探傷技術(shù)主要被用來測定軋輥輥身表面的裂紋和在輥頸區(qū)域的疲勞裂紋、過度的周期負(fù)荷或隨后產(chǎn)生的正常腐蝕。

磁粉探傷原理：電磁學(xué)原理，磁化電流通過鐵磁性工件表面形成電磁場，缺陷的存在會切斷磁力線，形成漏磁場并吸附磁粉，磁粉堆積形成磁痕，通過觀察磁痕來判斷缺陷的存在（磁痕實(shí)質(zhì)上就是放大了的缺陷）。

磁粉探傷技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：

（1）確定表面和次表面線形不連續(xù)缺陷；

（2）操作和解釋相對簡單。

磁粉探傷技術(shù)的缺點(diǎn)：

（1）只能使用在鐵磁體材質(zhì)上；

（2）局限于表面缺陷的探傷。

2、滲透著色探傷

滲透著色探傷由于使用簡單，滲透著色探傷廣泛地用于軋輥表面裂紋檢查。最常見的是用紅色染料，可以用噴霧的方法來施加。與白色的底子相比提供了明顯的對比。

滲透著色探傷優(yōu)點(diǎn)：

（1）不需要電源；

（2）可以探測復(fù)雜的形狀，指出缺陷的形狀和尺寸；

（3）能夠顯示很少很密的缺陷；

（4）能夠探測黑色及有色金屬。

滲透著色探傷缺點(diǎn)：

（1）不能探測次表面的缺陷；

（2）表面必須干凈無油污而且干燥。

3、渦流探傷

渦流探傷是7O年代開始使用這種方法，此方法是開發(fā)并被自動

化的第一個(gè)裂紋探傷系統(tǒng)。當(dāng)表面裂紋存在時(shí)，它能給磨工清楚正確

的信號。它也能查明缺陷的位置和裂紋的級別。由于渦流探傷主要用于確定表面裂紋。

渦流檢測原理：渦流檢測是建立在電磁感應(yīng)原理基礎(chǔ)之上的一種無損檢測方法，它適用于導(dǎo)電材料。當(dāng)把一塊導(dǎo)體置于交變磁場之中，在導(dǎo)體中就有感應(yīng)電流存在，即產(chǎn)生渦流。由于導(dǎo)體自身各種因素（如電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、形狀，尺寸和缺陷等）的變化，會導(dǎo)致渦流的變化，利用這種現(xiàn)象判定導(dǎo)體性質(zhì)，狀態(tài)的檢測方法，叫渦流檢測。

渦流探傷的優(yōu)點(diǎn)：

1、檢測時(shí)，線圈不需要接觸工件，也無需耦合介質(zhì)，所以檢測速度快。

2、對工件表面或近表面的缺陷，有很高的檢出靈敏度，且在一定的范圍內(nèi)具有良好的線性指示，可用作質(zhì)量管理與控制。

3、能測量金屬覆蓋層或非金屬涂層的厚度。

4、可檢驗(yàn)?zāi)芨猩鷾u流的非金屬材料，如石墨等。

5、檢測信號為電信號，可進(jìn)行數(shù)字化處理，便于存儲、再現(xiàn)及進(jìn)行數(shù)據(jù)比較和處理。

渦流探傷的缺點(diǎn)

（1）只能在導(dǎo)體材料上探傷；

（2）滲透深度淺；

（3）許多因素如材質(zhì)的幾何形狀和滲透性要影響信號。在一些情

況下磁粉探傷殘余的磁或其它信號源會導(dǎo)致錯(cuò)誤的讀數(shù)；

（4）渦流探傷裝置有一定的盲區(qū)（一般是在探測開始和結(jié)束的區(qū)域）

4、超聲波探傷

近年來，軋輥超聲波探傷系統(tǒng)已經(jīng)普及，如上所述它們已與渦流探傷接合并使用。其主要優(yōu)點(diǎn)是能探測次表面缺陷以及能探測復(fù)合澆注軋輥的結(jié)合處的缺陷。一般說來，用耦合晶柱探頭對次表層探傷。為了使聲波有效地傳入軋輥要使用水（油）作為耦合劑。進(jìn)一步開發(fā)了表面波和切面波合成探頭，可能會代替渦流探傷。

超聲波探傷原理：超聲波探傷是利用超聲波在物質(zhì)中的傳播、反射和衰減等物理特性來發(fā)現(xiàn)缺陷的一種探傷方法。超聲波探傷具有靈敏度高、探測速度快、成本低、操作方便、探測厚度大對人體和環(huán)境無害，特別對裂紋、未熔合等危險(xiǎn)性缺陷探傷靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)。但也存在操作者的水平和經(jīng)驗(yàn)有關(guān)缺點(diǎn)。在探傷中，常與其他探傷手段配合使用，提高探傷結(jié)果的可靠性。

超聲波探傷的優(yōu)點(diǎn)

（1）可以在很多材質(zhì)里滲透到相當(dāng)深度；

（2）能夠在次表面探傷；

（3）能夠探測很小的裂紋；

（4）在確定裂紋尺寸和深度時(shí)相對準(zhǔn)確；

（5）便攜式可用電池提供能源進(jìn)行操作；

（6）能夠檢測內(nèi)部缺陷的變化。

超聲波探傷的缺點(diǎn)

（1）需要好的耦合劑；

（2）需要受過培訓(xùn)的有經(jīng)驗(yàn)的操作工；

（3）操作工對缺陷要有豐富的知識。

超聲波探傷的組成：標(biāo)準(zhǔn)超聲波清洗設(shè)備由三部分組成：超聲波發(fā)生器（又稱超聲波電源）、換能器及其它的輔助設(shè)備。

超聲波發(fā)生器：即我們常說的探傷儀，將低頻電轉(zhuǎn)變成 28KHZ以上的高頻電信號，通過鏈接線接到換能器上。

超聲波換能器：熟稱探頭，是一種高效率的換能元件，能將電能轉(zhuǎn)換成強(qiáng)有力的超聲波振動，在產(chǎn)生超聲波振動時(shí)，仿佛是一個(gè)小的活塞，振幅很小，約只有幾微米。這就是平時(shí)我們所說的超聲波。

輔助設(shè)備：鏈接線、耦合劑、試塊

常用的探頭：

2兆表面波探頭：用于檢測軋輥表面裂紋

2兆的雙晶探頭：用于檢測軋輥工作層厚度

2兆的直探頭：用于檢測軋輥內(nèi)部缺陷

2兆45度斜探頭：用于檢測裂紋深度

超聲波探傷可能出現(xiàn)的問題

1、由于超聲波會受到被測物體不平整、反射角度度以及多次反射的影響，可能會帶來測量數(shù)據(jù)誤差增大。

2、由于超聲波有測量盲區(qū)的固有特性，因此，如果近距離測量時(shí)，當(dāng)測量位置發(fā)生變化而接收到的數(shù)據(jù)不變時(shí)，說明進(jìn)入了測量盲區(qū)。

3、超聲波在測量遠(yuǎn)處物體時(shí)，如果沒有測量數(shù)據(jù)返回，可能是超出測量范圍，或是測量角度不對?？梢赃m當(dāng)調(diào)整測量角度。

合理的軋輥探傷工藝的優(yōu)點(diǎn)

1節(jié)約成本

（1）未使用軋輥探傷的軋鋼廠在修磨軋輥時(shí)一般采用開環(huán)磨削或車削的方式操作，一般說來這意味著要去掉軋輥表面的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)深度，如果缺陷較小，造成了不必要的浪費(fèi)；如果缺陷較大，可能去除不干凈。使用軋輥探測裝置后，能確保最小的去除量，正常情況下只為原來的l/3～1/2，避免了不必要的損失，又確保了軋輥的磨削質(zhì)量。

（2）可以減少軋機(jī)停機(jī)時(shí)間，增加軋輥使用壽命、減少廢鋼量以及由于在正常操作情況下，裂紋擴(kuò)展導(dǎo)致的產(chǎn)品質(zhì)量下降情況。應(yīng)用合理的軋輥探傷后基本能保證每根軋輥都用到保證的最小尺寸才報(bào)廢。這樣就可以解決以前很多軋輥由于存在內(nèi)部缺陷檢查不出來，造成缺陷擴(kuò)展，最后發(fā)生許多斷輥或其它嚴(yán)重影響生產(chǎn)的事故。

2改進(jìn)質(zhì)量

使用了軋輥探傷裝置意味著可以將軋輥上的缺陷清除干凈，同時(shí)保證了軋輥機(jī)械性能的完整性和表面的光潔度。這樣就能夠保證不因這些原因使產(chǎn)品的質(zhì)量降低。

結(jié)語

雖然軋輥的探傷方法也有很多種，但是總的來說都是為了將軋輥上各種各樣的缺陷去除干凈，以保證軋線用輥的表面質(zhì)量和內(nèi)部質(zhì)量的合格，為了達(dá)到此目的，現(xiàn)在軋輥探傷向著自動化（安裝在軋輥磨床上）、綜合化（幾種探傷方法聯(lián)合使用）、專業(yè)化（設(shè)置專業(yè)探傷人員）的方向發(fā)展。我們現(xiàn)有的探傷水平還有待提高，我們努力學(xué)習(xí)掌握更先進(jìn)的探傷技術(shù)和探傷經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]魏國亮.趙振宇、徐勝航、于洋，工業(yè)常用無損探傷原理及特點(diǎn)分析[J]，（2008）03-0152-02.

[2]姚培元.無損檢測技術(shù)[M].北京：航天大學(xué)出版社，1983.