CN101231298A - 轧辊表面探伤检测方法 - Google Patents

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刘建军
林春
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Abstract

本发明公开了一种轧辊表面探伤检测方法，具有以下步骤：①对轧辊表面进行快速大面积的涡流探伤检测，从而检测出具有缺陷信号的区域；②对步骤①中具有缺陷信号的区域进行二次探伤检测，从而检测出具体缺陷。所述二次探伤检测是指对具有缺陷信号的区域进行表面超声波探伤检测，对缺陷信号进行甄别，并对缺陷位置进行精确定位；再对具有真缺陷信号的区域进行磁粉和/或渗透探伤检测，检测出具体缺陷。本发明的这种以涡流探伤为主，辅以其它探伤方法的组合探伤方法既提高了检测效率，又提高了检测精确度。

Description

轧辊表面探伤检测方法
技术领域
本发明涉及一种无损探伤检测方法，尤其涉及对轧辊表面缺陷进行探伤检测。
背景技术
目前对轧辊表面进行无损探伤检测的常用方法有涡流探伤、表面超声波探伤、磁粉探伤以及渗透探伤四种。其中涡流探伤检测方法是最常用的，它是由交流电流产生的交变磁场作用于待探伤的导电材料，感应出电涡流。如果材料中有缺陷，它将干扰所产生的电涡流，即形成干扰信号。通过检测干扰信号，就可知道缺陷的状况。它可实现自动化检测，能够进行大面积的检测，并且检测速度很快，但是其检出来的伪信号较多，单独使用效果不理想。表面超声波是利用声波在传播过程中遇到表面缺陷时，部分声波在缺陷处以表面波的形式被反射，并沿物体表面返回从而确定缺陷的检测方法。该方法具有灵敏度高的优点，但是由于是人工操作，因此检测速度较慢。磁粉探伤是建立在漏磁原理基础上的一种磁力探伤方法，当磁力线穿过铁磁材料时，在磁性不连续处将产生漏磁场，形成磁极。此时再喷上磁悬液，磁极就会吸附磁粉，产生用肉眼能直接观察的明显磁痕，但不能确定是否为开口裂纹。渗透探伤是利用毛细现象来进行探伤的方法，即将渗透剂涂覆于待探表面，然后将多余的渗透剂洗去，再涂上显示剂。放置片刻后，渗透到裂纹内的渗透液将上升到表面并扩散，在白色的衬底上显示出较粗的红线，从而显示出裂纹露于表面的形状，确定是否为开口裂纹。磁粉探伤和渗透探伤都可以较为精确的检测到具体的缺陷，但是这两种方法由于采用的资材和辅料成本较高，如果大面积的检查则消耗极大，而且同样存在检测速度慢的缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种兼顾检测效率和精确度的轧辊表面探伤检测方法。
实现本发明目的的技术方案是：一种轧辊表面探伤检测方法，具有以下步骤：①对轧辊表面进行快速大面积的涡流探伤检测，从而检测出具有缺陷信号的区域；②对步骤①中具有缺陷信号的区域进行二次探伤检测，从而检测出具体缺陷。
上述步骤①中的缺陷信号包括真缺陷信号和假缺陷信号。
上述步骤①中所述涡流探伤检测是指用涡流检测仪通过交变磁场作用于轧辊表面，当检测到裂纹时会产生缺陷信号，将具有缺陷信号的区域全部检测出来。
上述步骤②中所述二次探伤检测是指对具有缺陷信号的区域进行表面超声波探伤检测，对缺陷信号进行甄别，并对缺陷位置进行精确定位；再对具有真缺陷信号的区域进行磁粉和/或渗透探伤检测，检测出具体缺陷。或者对具有缺陷信号的区域直接进行磁粉和/或渗透探伤检测，检测出具体缺陷。
所述表面超声波探伤检测是指在具有缺陷信号的区域采用表面波探头进行径向扫查和轴向扫查，当检测出缺陷后记录缺陷的分布情况并对缺陷位置进行精确定位。
所述磁粉探伤检测是指先用永久磁铁对具有缺陷信号的区域或者对具有真缺陷信号的区域进行磁化再喷磁粉，由于有裂纹的区域会产生漏磁场，形成的磁极会吸附磁粉，可直接观察到明显的裂痕。
所述渗透探伤检测是指在具有缺陷信号的区域或在具有真缺陷信号的区域喷渗透剂，3至7分钟后擦拭干净，再在所述区域喷显示剂，3至7分钟后即可看清裂纹形状。
本发明的积极效果：(1)本发明的方法首先通过检测速度很快的涡流探伤方法对轧辊表面进行全面检查，在对有缺陷信号反馈的区域进行表面超声波检查从而能够确定信号的真伪，最后再用磁粉探伤以及渗透探伤检查出具体缺陷，这样既提高了检测效率，又提高了检测精确度。本发明将涡流检测作为一种主要手段，并同时结合其他方法，在检测有疑问或者难以鉴别时加以复核。这种组合方法既适合生产现场的实际需要，又能满足提高经济效益的要求。
具体实施方式
(实施例1)
被检轧辊规格见表1。
表1
  轧辊工作面长度  2500mm
  轧辊直径  Φ700mm
  轧辊表面粗糙度  Ra≤2.25μm
  轧辊同心度  ±0.01mm
  轧辊材质  合金锻钢
  轧辊硬度  90HSD
  轧辊表面硬度不均匀性  ±2.5HSD
本实施例的具体步骤如下：
①对被检轧辊表面进行大面积的涡流探伤：本发明的涡流探伤检测方法为常规方法。
检测技术参数见表2。
表2
  探伤灵敏度a)裂纹b)软点c)剩磁 裂纹长4mm×深0.1mm(深度可达3mm)可检硬度降低或升高4HSD，面积大于20mm2可检大于5高斯可检
  探伤覆盖率   大于100％有效辊面
  检测方式   在线检测
  扫查线速度   0.9m/s～1.8m/s
  横移速度   28mm/rev(15％叠加)
  辊形动态跟踪精度   探头与轧辊的间隙距离为0.5～1±0.01mm，(无论辊身、辊形的变化，以及被测出的缺陷所处位置的不同跟踪精度保持不变)
  探测装置行程   30mm
  周向分区   8等分(45°为一等分)
  纵向分区   50等分(50mm为一等分)
具体操作程序：
(1)、向工控机中输入轧辊参数，工控机中提示磨床的转速和滑架平移速度。
(2)、将磨床的转速和滑架平移速度输入磨床终端，并移动磨床滑架使涡流检测仪的探头对准辊面的头架端。
(3)、确认磨床的转速和滑架平移速度，并使涡流检测仪探头伸出并定位在辊面上。
(4)、转动磨床头架，按所设定的转速开始平移扫查。
(5)、扫查时，涡流检测仪中的振荡器产生的交变电流使线圈周围产生交变磁场，并在辊面产生涡流，当涡流发生变化时，涡流检测仪中的电压表会显示这一变化，显示产生缺陷信号，此时对该区域进行标记，继续进行扫查。
(6)、当磨床走到辊面的尾架端时，涡流检测仪探头后退，扫查结束，将扫查记录保存在工控机中。从而检测出所有具有缺陷信号的区域。
为了防止剩磁过高以及出现可疑检测结果，还可以先对轧辊辊身进行消磁。即将轧辊转速设为15rpm，擦干轧辊辊身后打开消磁器，使消磁器与轧辊处于零界接触状态，寻找最大吸力点，以不大于50mm/rev的横移速度移动消磁器，待消磁结束后使消磁器离开轧辊辊身，最后关闭消磁器。
②对步骤①中具有缺陷信号的区域进行表面超声波探伤：采用的仪器是频率为2.25MHz的Masterscan 240或同等仪器。
首先进行灵敏度设定(底波法)：直接在轧辊表面进行调节，径向扫查时，将单个表面波探头置于辊身中间位置，辊身倒角处若为尖角，则将尖角处反射波调至100％高，并增益6dB；辊身倒角处若为圆角，则将圆角后第一个尖角处反射波调至100％高，并增益6dB；
接着采用直接接触法探伤，并采用机油作为耦合剂。对上述具有缺陷信号的区域进行径向扫查和轴向扫查，扫查的速度均不大于150mm/s。
最后，当检测出10％以上的缺陷波或喷射波时，记录缺陷的分布情况，识别出真缺陷信号，并对缺陷位置进行精确定位。
③磁粉探伤：先用永久磁铁对经过表面波探伤后的真缺陷区域进行磁化，然后将磁粉喷到该区域上，2～3分钟后即可直接观察到明显的裂痕。
(实施例2)
本实施例的步骤①～③与实施例1相同，不同之处在于还具有步骤④渗透探伤：再将红色的渗透剂喷到真缺陷区域，3～7分钟之后擦拭掉多余的渗透剂，再在喷有渗透剂的地方喷洒白色的显示剂，3～7分钟后即可看清裂纹的形状，确定是否为开口裂纹。
(实施例3)
本实施例的步骤①和②与实施例1相同，不同之处在于步骤③为渗透探伤：将红色的渗透剂喷到经过表面超声波探伤精确定位后的真缺陷区域，3～7分钟之后擦拭掉多余的渗透剂，再在喷有渗透剂的地方喷洒白色的显示剂，3～7分钟后即可看清裂纹的形状，确定是否为开口裂纹。
(实施例4)
本实施例的步骤①与实施例1相同，不同之处在于步骤②为渗透探伤：将红色的渗透剂喷到步骤①中具有缺陷信号的区域，3～7分钟之后擦拭掉多余的渗透剂，再在喷有渗透剂的地方喷洒白色的显示剂，3～7分钟后即可看清裂纹的形状，确定是否为开口裂纹。
(实施例5)
本实施例的步骤①与实施例1相同，不同之处在于步骤②为磁粉探伤：先用永久磁铁对步骤①中具有缺陷信号的区域进行磁化，然后将磁粉喷到该区域上，2～3分钟后即可直接观察到明显的裂痕。
(实施例6)
本实施例的步骤①与实施例1相同，不同之处在于步骤②为磁粉探伤：先用永久磁铁对步骤①中具有缺陷信号的区域进行磁化，然后将磁粉喷到该区域上，2～3分钟后即可直接观察到明显的裂痕。步骤③为渗透探伤：再将红色的渗透剂喷到上述区域，3～7分钟之后擦拭掉多余的渗透剂，再在喷有渗透剂的地方喷洒白色的显示剂。3～7分钟后即可看清裂纹的形状，确定是否为开口裂纹。

Claims (9)

1.一种轧辊表面探伤检测方法，其特征在于具有以下步骤：
①对轧辊表面进行快速大面积的涡流探伤检测，从而检测出具有缺陷信号的区域；
②对步骤①中具有缺陷信号的区域进行二次探伤检测，从而检测出具体缺陷。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤①中所述涡流探伤检测是指用涡流检测仪通过交变磁场作用于轧辊表面，当检测到裂纹时会产生缺陷信号，将具有缺陷信号的区域全部检测出来。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤②中所述二次探伤检测是指对具有缺陷信号的区域进行表面超声波探伤检测，对缺陷信号进行甄别，并对缺陷位置进行精确定位；再对具有真缺陷信号的区域进行磁粉和/或渗透探伤检测，检测出具体缺陷。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤②中所述二次探伤检测是指对具有缺陷信号的区域直接进行磁粉和/或渗透探伤检测，检测出具体缺陷。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述表面超声波探伤检测是指在具有缺陷信号的区域采用表面波探头进行径向扫查和轴向扫查，当检测出缺陷后记录缺陷的分布情况并对缺陷位置进行精确定位。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述磁粉探伤检测是指先用永久磁铁对具有缺陷信号的区域进行磁化再喷磁粉，由于有裂纹的区域会产生漏磁场，形成的磁极会吸附磁粉，可直接观察到明显的裂痕。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述磁粉探伤检测是指先用永久磁铁对具有真缺陷信号的区域进行磁化再喷磁粉，由于有裂纹的区域会产生漏磁场，形成的磁极会吸附磁粉，可直接观察到明显的裂痕。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述渗透探伤检测是指在具有缺陷信号的区域喷渗透剂，3至7分钟后擦拭干净，再在所述区域喷显示剂，3至7分钟后即可看清裂纹形状。
9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述渗透探伤检测是指在具有真缺陷信号的区域喷渗透剂，3至7分钟后擦拭干净，再在所述区域喷显示剂，3至7分钟后即可看清裂纹形状。
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