CN114755304A - 锻钢冷轧工作辊淬硬层超声波探伤检测工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于解决锻钢冷轧工作辊淬硬层中存在缺陷回波无法区分准确判断的锻钢冷轧工作辊淬硬层超声波探伤检测工艺，以10mm深系列盲孔作为人工反射体制作参考试块，采用横波斜探头楔块磨成与工作辊曲面相吻合的形状，用此系列横波斜探头周向探测，使探头的主声束对准参考试块淬硬层的皮下10mm的系列盲孔，制作距离‑幅度校正曲线；系列横波斜探头装在轧辊磨床测量滑架上，将锻钢冷轧工作辊工序与超声波探伤检测工序同时进行；锻钢冷轧工作辊工序中，锻钢冷轧工作辊旋转移动，移动速度不大于150mm/s，按水平1:2调节探伤时基扫描速度，超声波探头对锻钢冷轧工作辊淬硬层表面进行周向检测，快速判断缺陷回波，提高了检测效率和检测结果的准确性，及时发现锻钢冷轧工作辊淬硬层缺陷。

Description

锻钢冷轧工作辊淬硬层超声波探伤检测工艺
技术领域
本发明属于金属材料超声波检测技术领域，具体涉及一种用于解决锻钢冷轧工作辊淬硬层中存在缺陷回波无法区分准确判断的锻钢冷轧工作辊淬硬层超声波探伤检测工艺。
背景技术
锻钢冷轧工作辊淬硬层厚度≤15mm，淬硬层中常见的缺陷有点状、线状、细微发纹，在《锻钢冷轧工作辊GB/T13314-2008》中规定的采用超声波探伤 A级Ⅰ区（淬硬层）纵波Φ2当量灵敏度来识别过程中，这些缺陷出现误判，导致现有检测工艺无法满足锻钢冷轧工作辊淬硬层探伤检测的要求，为此需要一种锻钢冷轧工作辊淬硬层超声波探伤检测工艺来解决淬硬层缺陷识别困难的问题，提高《锻钢冷轧工作辊GB/T13314-2008》 A级Ⅰ区（淬硬层）纵波Φ2当量灵敏度识别不出的点状，线状，发纹等缺陷的超声波检出率。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足而提供一种有效识别锻钢冷轧工作辊淬硬层缺陷的锻钢冷轧工作辊淬硬层超声波探伤检测工艺，保证超声波探伤检测准确。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种锻钢冷轧工作辊淬硬层超声波探伤检测工艺,在检测工艺中以10mm深系列盲孔作为人工反射体制作参考试块，采用横波斜探头楔块磨成与工作辊曲面相吻合的形状，用此系列横波斜探头周向探测，使探头的主声束对准参考试块淬硬层的皮下10mm的系列盲孔，制作距离-幅度校正曲线；系列横波斜探头安装在轧辊磨床的测量滑架上，将锻钢冷轧工作辊粗磨或精磨工序与超声波探伤检测工序同时进行；锻钢冷轧工作辊粗磨或精磨工序中，锻钢冷轧工作辊旋转移动，移动速度不大于150mm/s，按水平1:2调节探伤时基扫描速度，超声波探头对锻钢冷轧工作辊淬硬层表面进行周向检测，快速判断缺陷回波。
具体检测工艺步骤如下：
步骤1）、采用A型脉冲反射式超声波探伤仪和系列横波斜探头β70º、β65º、β60º、β57º，频率选用4～10MHZ；探头晶片尺寸选用（9×9mm）～(13×13mm)，采用横波斜探头楔块应磨成与锻钢冷轧工作辊曲面相吻合的形状；
步骤2）、设计制作参考试块：
步骤2.1）、参考试块取材于被检锻钢冷轧工作辊，其材质、曲率、表面粗糙度、热处理状况、淬硬层情况与被检锻钢冷轧工作辊相同；
步骤2.2）、参考试块为圆柱体坯料，在其上加工有Φ0.3mm（直径）×10mm（深度）～Φ0.5mm（直径）×10mm（深度）的系列盲孔作为人工缺陷，在该圆柱体坯料的一个端面上，以圆柱体轴心为中心，均匀分布3个深度10mm的盲孔，相邻盲孔轴心与圆柱体轴心连线相隔1200，且盲孔轴心距圆柱体外圆径向距离依次为1mm 、3mm 、5mm，其中距离为1mm的盲孔直径为φ0.3 mm，其余盲孔直径为φ0.5mm；在该圆柱体坯料的另一个端面上，以圆柱体轴心为中心，分布3个直径φ0.5mm×深度10mm的盲孔，相邻盲孔轴心与圆柱体轴心连线相隔1200，且盲孔轴心距圆柱体外圆径向距离依次为 7mm 、9mm、11mm；
步骤3）、确定检测所用的耦合剂：因设计超声波探伤检测工序与锻钢冷轧工作辊的粗磨或精磨工序同时进行，为此选择检测所用的耦合剂为磨床冷却液；
步骤4）、超声波探头校准，制作距离-幅度校正曲线：用系列横波斜探头周向探测，使探头的主声束对准参考试块淬硬层的皮下1mm人工Φ0.3mm×10mm的盲孔，对β70º探头进行校准，依次对应，皮下3mm-5mm人工Φ0.5mm×10mm盲孔，对β65º探头校准；皮下7mm-9mm人工Φ0.5mm×10mm盲孔，用于β60º探头校准,对比试块Ⅰ区的皮下≥11mm人工Φ0.5mm×10mm盲孔，用于β57º探头校准；系列横波斜探头从淬硬层由浅至深逐一采集盲孔回波，盲孔回波调至超声波探伤仪显示屏80%高度，制作距离-幅度校正曲线；通过此距离-幅度校正曲线，确定超声波检测的验收极限参考线；
步骤5）、超声波探伤检测工序与锻钢冷轧工作辊的粗磨或精磨工序同时进行：系列横波斜探头安装在轧辊磨床的测量滑架上，轧辊磨床测量滑架由一台伺服电动机驱动一对蜗轮、蜗杆和齿轮齿条以实现快、慢速移动；滑架位置由一根LSl86直线光栅检测；将超声波探伤检测工序与锻钢冷轧工作辊粗磨或精磨工序同时进行；锻钢冷轧工作辊粗磨或精磨工序中，锻钢冷轧工作辊旋转移动，测量滑架上的超声波探头对锻钢冷轧工作辊淬硬层表面进行周向检测；锻钢冷轧工作辊的移动速度不大于150mm/s；相邻两次扫查之间应有一定重叠，重叠宽度不小于扫查宽度的15%；检测过程中，按水平1:2调节探伤时基扫描速度；在锻钢冷轧工作辊淬硬层超声波检测中，如果没有检测缺陷信号超过验收极限参考线，锻钢冷轧工作辊淬硬层超声波探伤检测合格。
上述各个盲孔轴心与圆柱体轴心平行，平行度不超过±0.03mm，盲孔直径和深度的极限偏差为±0.05mm, 盲孔的表面粗糙度Ra ≤3.2μm。盲孔位置均在参考试块淬硬层中。
本发明有益效果如下：
在锻钢冷轧工作辊淬硬层超声波探伤检测中，采用此工艺，快速判断缺陷回波，提高了检测效率和检测结果的准确性，及时发现锻钢冷轧工作辊淬硬层缺陷。
附图说明
图1为本发明检测工艺的参考试块端面1上盲孔的位置示意图。
图2为本发明检测工艺的参考试块端面2上盲孔的位置示意图。
图3为本发明参考试块盲孔位置的俯视图。
图中所示：1、参考试块，2、盲孔。
具体实施方式
实施例1：一种锻钢冷轧工作辊淬硬层超声波探伤检测工艺，具体检测工艺步骤如下：
步骤1）、该工艺使用仪器：A型脉冲反射式超声波探伤仪型号：EPOCH 1000，采用系列横波斜探头β70º、β65º、β60º、β57º，频率选用4～10MHZ；探头晶片尺寸选用（9×9mm）～(13×13mm)，采用横波斜探头楔块应磨成与MC3锻钢冷轧工作辊曲面相吻合的形状；
步骤2）、设计制作参考试块：参考试块取材于被检锻钢冷轧工作辊:钢牌号MC3A，规格：310×2500mm.其材质、曲率、表面粗糙度、热处理状况、淬硬层情况等与被检MC3A锻钢冷轧工作辊相同。MC3锻钢冷轧工作辊规格为参考试块上人工缺陷为Φ0.3mm（直径）×10mm（深度）～Φ0.5mm（直径）×10mm（深度）的系列盲孔。在参考试块圆柱体端面1上，以圆柱体轴心为中心，分布3个深度10mm的盲孔，相邻盲孔轴心与圆柱体轴心连线相隔1200，且盲孔轴心距圆柱体外圆径向距离依次为1mm 、3mm 、5mm。其中距离为1mm的盲孔直径为φ0.3mm，其余盲孔直径为φ0.5mm。
在参考试块圆柱体端面2上，以圆柱体轴心为中心，均匀分布3个直径φ0.5mm×深度10mm的盲孔，相邻盲孔轴心与圆柱体轴心连线相隔1200，且盲孔轴心距圆柱体外圆径向距离依次为 7mm 、9mm、11mm。
上述盲孔轴心与圆柱体轴心平行，平行度不超过±0.03mm，盲孔直径和深度的极限偏差为±0.05mm, 盲孔的表面粗糙度Ra ≤3.2μm。盲孔位置均在参考试块淬硬层中。
步骤3）、检测所用的耦合剂是牌号：69-1冷却乳化液。
步骤4）、探头校准及制作距离-幅度校正曲线：用系列横波斜探头周向探测，使探头的主声束对准参考试块淬硬层的皮下1mm人工Φ0.3mm×10mm的盲孔，对β70º探头进行校准，依次对应，皮下3mm-5mm人工Φ0.5mm×10mm盲孔，对β65º探头校准；皮下7mm-9mm人工Φ0.5mm×10mm盲孔，用于β60º探头校准,对比试块Ⅰ区的皮下≥11mm人工Φ0.5mm×10mm盲孔，用于β57º探头校准。系列横波斜探头从淬硬层由浅至深逐一采集盲孔回波，盲孔回波调至超声波探伤仪显示屏80%高度，制作距离-幅度校正曲线；通过此距离-幅度校正曲线，确定超声波检测的验收极限参考线；
步骤5）、被检MC3A锻钢冷轧工作辊精磨工序在轧辊磨床M1350C 500×3000进行：系列横波斜探头安装在轧辊磨床M1350C 500×3000的测量滑架上，轧辊磨床测量滑架由一台伺服电动机驱动一对蜗轮、蜗杆和齿轮齿条以实现快、慢速移动。滑架位置由一根LSl86直线光栅检测；将被检MC3A锻钢冷轧工作辊精磨工序与超声波探伤检测工序同时进行；精磨工序中，MC3A锻钢冷轧工作辊旋转移动，测量滑架上的超声波探头对锻钢冷轧工作辊淬硬层表面进行周向检测；锻钢冷轧工作辊的移动速度不大于150mm/s；相邻两次扫查之间应有一定重叠，重叠宽度不小于扫查宽度的15%;检测过程中，按水平1:2调节探伤时基扫描速度：
在锻钢冷轧工作辊淬硬层超声波检测中，如果没有检测缺陷信号超过验收极限参考线，锻钢冷轧工作辊淬硬层超声波探伤检测合格。

Claims (3)

1.一种锻钢冷轧工作辊淬硬层超声波探伤检测工艺,其特征在于：在检测工艺中以10mm深系列盲孔作为人工反射体制作参考试块，采用横波斜探头楔块磨成与工作辊曲面相吻合的形状，用此系列横波斜探头周向探测，使探头的主声束对准参考试块淬硬层的皮下10mm的系列盲孔，制作距离-幅度校正曲线；系列横波斜探头安装在轧辊磨床的测量滑架上，将锻钢冷轧工作辊粗磨或精磨工序与超声波探伤检测工序同时进行；锻钢冷轧工作辊粗磨或精磨工序中，锻钢冷轧工作辊旋转移动，移动速度不大于150mm/s，按水平1:2调节探伤时基扫描速度，超声波探头对锻钢冷轧工作辊淬硬层表面进行周向检测，快速判断缺陷回波。
2.根据权利要求1所述的一种锻钢冷轧工作辊淬硬层超声波探伤检测工艺,其特征在于：具体检测工艺步骤如下：步骤1）、采用A型脉冲反射式超声波探伤仪和系列横波斜探头β70º、β65º、β60º、β57º，频率选用4～10MHZ；探头晶片尺寸选用（9×9mm）～(13×13mm)，采用横波斜探头楔块应磨成与锻钢冷轧工作辊曲面相吻合的形状；
步骤2）、设计制作参考试块：
步骤2.1）、参考试块取材于被检锻钢冷轧工作辊，其材质、曲率、表面粗糙度、热处理状况、淬硬层情况与被检锻钢冷轧工作辊相同；
步骤2.2）、参考试块为圆柱体坯料，在其上加工有Φ0.3mm（直径）×10mm（深度）～Φ0.5mm（直径）×10mm（深度）的系列盲孔作为人工缺陷，在该圆柱体坯料的一个端面上，以圆柱体轴心为中心，均匀分布3个深度10mm的盲孔，相邻盲孔轴心与圆柱体轴心连线相隔1200，且盲孔轴心距圆柱体外圆径向距离依次为1mm 、3mm 、5mm，其中距离为1mm的盲孔直径为φ0.3 mm，其余盲孔直径为φ0.5mm；在该圆柱体坯料的另一个端面上，以圆柱体轴心为中心，分布3个直径φ0.5mm×深度10mm的盲孔，相邻盲孔轴心与圆柱体轴心连线相隔1200，且盲孔轴心距圆柱体外圆径向距离依次为 7mm 、9mm、11mm；
步骤3）、确定检测所用的耦合剂：因设计超声波探伤检测工序与锻钢冷轧工作辊的粗磨或精磨工序同时进行，为此选择检测所用的耦合剂为磨床冷却液；
步骤4）、超声波探头校准，制作距离-幅度校正曲线：用系列横波斜探头周向探测，使探头的主声束对准参考试块淬硬层的皮下1mm人工Φ0.3mm×10mm的盲孔，对β70º探头进行校准，依次对应，皮下3mm-5mm人工Φ0.5mm×10mm盲孔，对β65º探头校准；皮下7mm-9mm人工Φ0.5mm×10mm盲孔，用于β60º探头校准,对比试块Ⅰ区的皮下≥11mm人工Φ0.5mm×10mm盲孔，用于β57º探头校准；系列横波斜探头从淬硬层由浅至深逐一采集盲孔回波，盲孔回波调至超声波探伤仪显示屏80%高度，制作距离-幅度校正曲线；通过此距离-幅度校正曲线，确定超声波检测的验收极限参考线；
步骤5）、超声波探伤检测工序与锻钢冷轧工作辊的粗磨或精磨工序同时进行：系列横波斜探头安装在轧辊磨床的测量滑架上，轧辊磨床测量滑架由一台伺服电动机驱动一对蜗轮、蜗杆和齿轮齿条以实现快、慢速移动；滑架位置由一根LSl86直线光栅检测；将超声波探伤检测工序与锻钢冷轧工作辊粗磨或精磨工序同时进行；锻钢冷轧工作辊粗磨或精磨工序中，锻钢冷轧工作辊旋转移动，测量滑架上的超声波探头对锻钢冷轧工作辊淬硬层表面进行周向检测；锻钢冷轧工作辊的移动速度不大于150mm/s；相邻两次扫查之间应有一定重叠，重叠宽度不小于扫查宽度的15%；检测过程中，按水平1:2调节探伤时基扫描速度；在锻钢冷轧工作辊淬硬层超声波检测中，如果没有检测缺陷信号超过验收极限参考线，锻钢冷轧工作辊淬硬层超声波探伤检测合格。
3.根据权利要求2所述的一种锻钢冷轧工作辊淬硬层超声波探伤检测工艺,其特征在于：上述各个盲孔轴心与圆柱体轴心平行，平行度不超过±0.03mm，盲孔直径和深度的极限偏差为±0.05mm, 盲孔的表面粗糙度Ra ≤3.2μm，盲孔位置均在参考试块淬硬层中。
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