DE2818059C2

DE2818059C2 - Method for the detection of surface and near-surface defects of a rolled product with the aid of an indicator coating

Info

Publication number: DE2818059C2
Application number: DE19782818059
Authority: DE
Inventors: Vladislav Vladimirovi&ccaron; Basov; Aleksandr Nikolaevi&ccaron; Belokur; Artur Lvovi&ccaron; Daiker; Evgeny Fedorovi&ccaron; Gavrilin; Anatoly Evdokimovi&ccaron; Konasch; Nikolai Fedorovi&ccaron; &Ccaron;eljabinsk Moskvin
Original assignee: NAUCNO-ISSLEDOVATEL'SKIJ INSTITUT METALLURGII CELJABINSK SU
Current assignee: NAUCNO-ISSLEDOVATEL'SKIJ INSTITUT METALLURGII CELJABINSK SU
Priority date: 1978-04-25
Filing date: 1978-04-25
Publication date: 1985-04-04
Also published as: DE2818059A1

Description

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lichkeit, die oberflächennahen Fehler der Erzeugnisse Weiterhin ist ein Verfahren der eingangs vorausgezu erkennen. > setzten Art bekannt (»Meßtechnik« 80. Jahrgang, Bekannt sind auch Kapillarverfahren zur Erkennung Heft 1, 1972, Seite XV), bei dem als kontrastbildender von Oberflächenfehlern der Metallerzeugnisse. Dabei Stoff cholesterinische Flüssigkristalle verwendet und wird der Probekörper mit einer Färbeflüssigkeit (Benet- 5 mittels Infrarotstrahlers erwärmt werden, so daß die zungsmittel) benetzt gewaschen und dessen Oberfläche Farbveränderung an den Fehlerstellen nach einer Abgetrocknet Danach wird eine Schicht weißen schnell- kühlung unter die Farbumwandlungstemperatur nicht trocknenden Oberzugs (Untergrund) aufgetragen. Das erhalten bleibt Nachteilig hierbei ist außerdem, daß die in die Oberflächenfehler des Erzeugnisses eingedrunge- Empfindlichkeit der Fehlererkennung niedrig und bei ne Benetzungsmittel färbt den Oberzug rot oder anders, 10 der Feststellung von Fehlern an Rippen und Kanten wodurch Fehlerspuren am weißen Untergrund der unterschiedlich ist daß mit Walzzunder bedeckte WaIz-Oberfläche des Erzeugnisses klar zu erkennen sind (»G- erzeugnisse nicht prüfbar sind und daß Walzerzeugnisse I-T Fachzeitschrift für das Laboratorium« Band 17, Heft großer Länge nur schwierig prüfbar sind.
9.1973, Seiten 935—958; US-PS 40 59 568). Es ist auch ein ähnliches Verfahren bekannt (»Bänder Bekannt ist weiter ein Schweißverbindungsprüfver- 15 Bleche Rohre« Düsseldorf, 10 (1969) Nr. 1, Seiten fahren (»Konstr. Eiern. Meth.«, 1973, März), das einen 33—35), das ohne untergrundbildenden Stoff arbeitet untergrundbildenden Oberzug "benutzt Die eine Seite als kontrastbildenden Stoff einen Stoff verwendet, der der Schweißverbindung (Naht) wird mit Kalk- oder seine Farbe bei einer Temperatur unter JOO⁰C reversi-Kreidemörtel überzogen und getrocknet auf die andere bei ändert, und zur Erwärmung des zu untersuchenden Seite der Schweißnaht wird hingegen eine Flüssigkeit 20 Walzerzeugnisses einen elektrischen Strahier oder eiauf Erdölgrundlage aufgetragen. Die vorhandenen nen Propan-Gasglfihstrahler vorsi.vHt Nachteilig ist Nahtrisse treten am weißen Untergrund deutlich her- auch hierbei, daß die Fehlerstellen nur am erwärmten vor. Erzeugnis erfaßt werden können, da der kontrastbilden-Bekannt ist außerdem ein Verfahren zur Oberflä- de Stoff durch Feuchtigkeitsaufnahme aus der Luft beim chenfehlererkennung von Erzeugnissen (DE-PS 25 Abkühlen die Ausgangsfarbe wieder annimmt
H 19 51 947), nach dem die Indikatoreindringungszusam- Ferner ist ein Verfahren zur Feststellung von Ober- <$ mensetzung eines Farbstoffs auf die Oberfläche des flächenfehlern auf Metallerzeugnissen bekannt (JP-OS Il Probekörpers aufgebracht danach von dessen Oberflä- 52-3486), nach dem das Erzeugnis induktiv erhitzt wird |§ ehe entfernt und die Schicht eines in einer schnelltrock- und die auftretenden Temperaturunterschiede zur Feh- $? nenden Flüssigkeit gelösten Entwicklungsadsorptions- 30 lerstellenerkennung mit Hilfe von Geratender IR-Tech- "I mittels aufgetragen wird. Nach dem Vorhandensein von nik gemessen werden. Hierbei ist es also auch nur mög- ]k intensiven Farbflecken und Äderchen am Untergrund Hch, die Fehlerstellen am erwärmten Erzeugnis zu erfas- '§ des Entwicklers urteilt man über das Vorhandensein sen, da sie nach Abkühlung des Erzeugnisses nicht mehr von Fehlern im Erzeugnis. erkennbar bleiben. Außerdem erfordert auch dieses : { Bekannt ist auch ein solches Verfahren zur Oberflä- 35 Verfahren eine vorherige Befreiung der Walzerzeugnis- ■': chenfehlererkennung von Erzeugnissen (GB-PS se von Zunder, und es muß eine hochemittierende Subr| 13 26 255), nach dem auf die Oberfläche des Erzeugnis- stanz auf die Walzerzeugnisse aufgetragen werden.
;-■. ses ein spezieller Eindringungsstoff aufgetragen, dessen Schließlich ist es für die zerstörungsfreie Materialprü-Überschuß entfernt und die Oberfläche des Erzeugnis- fung allgemein bekannt (Dr. E. A. W. Müller »Handbuch ses getrocknet wird. Danach wird ein Entwickler aufge- 40 der zerstörungsfreien Materialprüfung« R. Oldenbourg bracht, der einen unter dem Einfluß der Ultraviolett- München 1975, Seiten C 4/6—C. 4/8), daß sich als günstrahlen fluoreszierenden Stoff enthält Während der stigste Form der berührungslosen Probenheizung die Wechselwirkung zwischen dem Eindringungsstoff und Anwendung von Infrarotstrahlern erwiesen hat, woge-' dem Entwickler büßt der letztere die Leuchtfähigkeit gen sich die Wirbelstromheizung nicht durchsetzen unter dem Einfluß der Ultraviolettstrahlen ein. Letzten 45 konnte, da Abstandsänderungen zwischen der Wirbel-Endes sind dunkle Abschnitte, die vori der Ortslage der stromspule und der Probenoberfläche zu stark inhomo-Fehler zeugen, am Untergrund des fluoreszierenden genen Erwärmungen der Probenoberfläche führen. Auf Stoffes sichtbar. Farbumschlagverfahren wird in dem ZusammenhangLiability, the near-surface defects of the products Furthermore, a method of the above can be recognized. > Set type known ("Messtechnik" 80th year, are also known capillary methods for detection, Issue 1, 1972, page XV), in which as a contrasting of surface defects in metal products. The substance used is cholesteric liquid crystals and the test specimen is heated with a dye (Benet- 5 by means of an infrared heater so that the agent) is wetted, washed and its surface changes color at the defects after a drying process drying overlay (substrate) applied. The disadvantage here is that the penetration into the surface defects of the product, the sensitivity of the defect detection is low and with ne wetting agent colors the upper coat red or different, 10 the detection of defects on ribs and edges, causing traces of defects on the white background that is different The rolled surface of the product covered with mill scale is clearly visible ("G products cannot be tested and that rolled products IT specialist journal for the laboratory" Volume 17, booklet of great length are difficult to test.
9.1973, pages 935-958; U.S. Patent 40 59 568). A similar method is also known ("Bänder Known is also a welding connection test test" 15 Sheet Metal Tubes "Dusseldorf, 10 (1969) No. 1, Pages driving (" Konstr. Eiern. Meth. ", 1973, March) —35), which works without a substrate-forming material, uses a substrate-forming coating "One side uses a material as a contrast-forming material, the welded joint (seam) is ^{coated with lime mortar or its color at a temperature below JOO 0} C reversi-chalk mortar and dried on the other at changes, and to heat the side of the weld to be examined, on the other hand, a liquid rolled product, an electric heater or a petroleum base, is applied. that the flaws can only be detected on the preheated product, since the contrast-forming method is also known to be a method for surface de substance takes on the original color again through moisture absorption from the air during the detection of defects in products (DE-PS 25 cooling
H 19 51 947), after which the Indikatoreindringungszusam- Further, a method is for the detection of top <$ mensetzung a dye on the surface of the surface defects on metal products known (JP-OS Il specimen then applied by the surface-52-3486), after which the product is inductively heated | § before removed and the layer of a quick-drying and the occurring temperature differences to the def- $? nenden liquid dissolved Entwicklungsadsorptions- 30 toddlers adjusting detection using Gera Tender IR-tech "I means is applied. According to the presence of nik measured. This therefore is only possible] k intense color spots and capillaries to the substrate Hch, the error locations in the to erfas- heated product '§ developer judging sen about the presence, since they do not remain visible after cooling of the product more of errors in the addition, this product requires:.. {it is also known such a method for surface 35 a method prior liberation of the Walzerzeugnis- ■ ': chenfehlererkennung of products (GB-PS se from scale, and there must be a high-emission Subr | 13 26 255), are applied to the rolled products according to the substance on the surface of the product-.
; - ■. Finally, a special penetrant is applied, the surplus of which is removed for the non-destructive material test and the surface of the product is generally known (Dr. EAW Müller "Manual ses. Then a developer is applied. Oldenbourg brings, one under the influence of the Ultraviolett-Munich 1975, pages C 4/6-C. 4/8), that contains itself as a favorable fluorescent substance has shown that the developer loses its luminosity because eddy current heating does not prevail under the influence of ultraviolet rays. Last 45, since there are changes in the distance between the ends of the vortices, dark sections, which show strong inhomo errors before the location of the current coil and the sample surface, could lead to the background of the fluorescent gene heating of the sample surface. Visible on fabric. Color change procedure is used in the context

As was not included in the capillary procedures discussed. Surface defect detection of the products to be replaced 50 The invention is based on the object of providing a

hen ist haben sie folgende wesentliche Nachteile: fahren der eingangs vorausgesetzten Art zu entwickeln,hen they have the following major disadvantages: develop driving of the type assumed at the beginning,

das eine höhere und an Rippen und Kanten der Walzer-Sie erfordern eine zusätzliche Oberflächenvorbehand- Zeugnisse gleichwertige Empfindlichkeit aufweist, die lung des Erzeugnisses (Reinigen, Waschen u.dgl. m.), F.'hlfc; erkennung auch an mit Walzzunder bedeckten haben eine komplizierte Technologie der Kontrolle, die 55 Erzeugnissen und an Walzerzeugnissen beliebiger Länes in bedeutendem Maße erschwert und in einigen Fäl- ge ohne Schwierigkeiten ermöglicht und voi' allem die len schlechthin nicht gestattet, eine Fließbandkontrolle Auswertung der durch Farbänderung angezeigten Fehder Erzeugnisse vorzunehmen, lerstellen auch nach Abkühlung und Lagerung der besind schwierig in der Fehlerortserkennuug, die von der handelten Walzesveugnisse zuläßt.
Erfahrung und den subjektiven Eigenschaften des Prü- 60 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die fers und seiner Qualifikation abhängig ist, kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 geerfordern eine Entzunderung bei der Kontrolle der löstthe higher and at the ribs and edges of the waltz-you require an additional surface pretreatment- certificates has equivalent sensitivity, the development of the product (cleaning, washing and the like. m.), F.'hlfc; Detection even of those covered with mill scale have a complicated control technology, which makes 55 products and of rolled products of any length significantly more difficult and in some cases allows them without difficulty, and above all those who simply do not allow an assembly line control to evaluate the color change To make indicated faults in the products, even after cooling and storage, they are difficult to recognize in the fault location, which is permitted by the rolling mill.
Experience and the subjective properties of the test 60 This task is according to the invention dependent on the fers and his qualification, characterizing features of claim 1 required a descaling in the control of the solves

Walzerzeugnisse, Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteranbenötigen zur Feststellung der Fehlerortslage an gro- Sprüchen gekennzeichnet.
Ben Erzeugnissen zusätzliche Fehleranzeigegeräte und 65 Das erfindungsgenäße Verfahren gestattet es:
ergeben eine geringe Leistung der Kontrolle der Erzeugnisse. Walzerzeugnisse mit einem beliebigen Pfofil gleichmäßig zu prüfen,Rolled products, embodiments of the invention are identified in the Unteranneötigen to determine the location of the fault on large-scale spells.
Ben products additional error display devices and 65 The inventive method allows:
result in poor product control performance. To evenly test rolled products with any profile,

Fehler an zundrigen Erzeugnissen sowie an Erzeugnissen zu erkennen, deren Oberfläche mit Schmirgelscheibe, Fräser, Flämmbrenner oder Plusmalichibogen gereinigt wurde,Defects in scaled products as well as products to recognize the surface of which is cleaned with an emery disk, milling cutter, flame burner or Plusmalichi sheet became,

über 0,2 mm tief liegende Oberflächenfehler zu erkennen, detect surface defects over 0.2 mm deep,

etwa 2 mm tief liegende oberflächennahe Fehler zu erkennen, detect defects close to the surface that are about 2 mm deep,

Walzerzeugnisse beliebiger Länge mit einer Bewegungsgeschwindigkeit dc'selben von 0,4 bis I m/s zu prüfen,Rolled products of any length with a moving speed to test the same from 0.4 to 1 m / s,

die Ortslage des Fehlers an der Oberfläche des Erzeugnisses automatisch zu markieren, was die Notwendigkeit der Verwendung von Fehleranzeigegeräten ausschließt, undto automatically mark the location of the defect on the surface of the product, which is the need excludes the use of error display devices, and

sich eine Vorstellung von der Art des Fehlers zu machen, weil die Abbildung des Fehlers seiner Form entspricht. Get an idea of the nature of the defect because the mapping of the defect corresponds to its shape.

Eines der wesentlichen Unterscheidungsmerkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Hochfrequenzerwärmung des Erzeugnisses. Dabei liegt eine Dichtekonzentration der Wirbelströme an den Stellen, wo Hohlräume (Fehlerstellen) im Werkstoff des Erzeugnisses festgestellt werden, vor. Dadurch erwärmen sich die Fehlerstellen viel stärker, was zur örtlichen Überhitzung der Oberfläche des Erzeugnisses an den Fehlerstellen führt. Der Temperaturgradient zwischen den fehlerhaften und fehlerfreien Abschnitten der Oberfläche reicht dazu aus, daß der kontrastbildende Stoff des Indikatorüberzugs auf den fehlerhaften Abschnitten des Erzeugnisses eine thermische Umwandlung erfährt, indem er seine Farbe verändert, und auf den fehlerfreien Abschnitten unverändert bleibt.One of the essential distinguishing features of the method according to the invention is the high-frequency heating of the product. There is a density concentration of the eddy currents at the points where cavities (flaws) are found in the material of the product. Warm up by doing this the defects are much stronger, which leads to local overheating of the surface of the product on the Defects leads. The temperature gradient between the defective and non-defective sections of the surface is sufficient for the contrast-forming substance of the indicator coating to be on the defective sections of the product undergoes a thermal transformation by changing its color, and on the faultless ones Sections remains unchanged.

Die Erwärmungszeit des Erzeugnisses oder die Bewegungsgeschwindigkeit desselben relativ zu dem H F-Induktor werden so gewählt, daß der Indikatorüberzug auf den fehlerhaften Abschnitten der Oberfläche ein kontrastreiches Bild der Fehler liefert und auf den fehlerfreien Abschnitten seine Farbe gar nicht oder nur in einem überaus geringen Maße verändert.The heating time of the product or the speed of movement of the same relative to the H F inductor are chosen so that the indicator coating A high-contrast image of the defect is provided on the defective sections of the surface and on the defect-free ones Sections did not change its color at all or only changed to a very small extent.

Als kontrastbildende Stoffe des Indikatorüberzugs ist es zweckmäßig. Stoffe zu verwenden, die bei der Erwärmung auf 200 bis 300⁰C eine thermochemische Umwandlung erfahren und ihre Farbe verändern, z. B. wäßrige Kartoffelstärkelösung.It is useful as a contrast-forming substance in the indicator coating. To use substances that experience a thermochemical conversion when heated to 200 to 300 ⁰ C and change their color, z. B. aqueous potato starch solution.

Der Indikatorüberzug kann am Erzeugnis durch aufeinanderfolgendes Auftragen des untergrund- und des kontrastbildenden Stoffes auf das Erzeugnis auf beliebige Weise — mit Hilfe von Pinsel, Walze oder Farbspritzmaschine — --«bildet werden. In diesem Fall kann ein breites Sortiment temperaturempfindlicher Stoffe als kontrastbildender Stoff verwendet werden.The indicator coating can be applied to the product by sequential Application of the background and the contrasting substance to the product on any Way - with the help of brush, roller or paint spraying machine - - «are formed. In this case it can a wide range of temperature-sensitive substances can be used as contrast-forming substances.

Läßt man vor der Hochfrequenzerwärmung des Erzeugnisses den Indikatorüberzug bei einer Temperatur trocknen, die die Temperatur der thermochemischen Umwandlung des kontrastbildenden Stoffes des Oberzugs nicht überschreitet, bleibt dann nach Kontrolloperationen der Oberzug hinreichend erhalten, was die Möglichkeit bietet die Information über die Ortslage der Fehler eine längere Zeit aufzubewahren und unmittelbar zur Beseitigung der fehlerhaften Abschnitte der Oberfläche des Erzeugnisses auszunutzen.Leaving the indicator coating at a temperature prior to high frequency heating of the product drying, which is the temperature of the thermochemical transformation of the contrasting material of the upper cover does not exceed, the upper pull is then sufficiently retained after control operations, which the The possibility offers the information about the location of the error to be kept for a longer period of time and immediately to remove the defective portions of the surface of the product.

Eine der Varianten der Erfindung, bei der der Indikatorüberzug durch Auftragen einer kolloidalen Suspension auf das Erzeugnis gebildet wird, gestattet es, die Anzahl der Arbeitsgänge für die Bildung des Indikatorüberzugs herabzusetzen und diese zu vereinfachen. In diesem Fall kann aber eine beschränkte Menge von temperaturempfindlichen Stoffen als kontrastbildender Stoff eingesetzt werden.One of the variants of the invention in which the indicator coating is formed by applying a colloidal suspension to the product, allows the To reduce the number of operations for the formation of the indicator coating and to simplify it. In In this case, however, a limited amount of temperature-sensitive substances can be used as contrast-forming agents Substance are used.

Wird als kolloidale Suspension eine wäßrige Kalziumhydroxidlösung mit einer wäßrigen Lösung von löslicher Kartoffelstärke in folgendem Mischungsverhältnis (in g/l):Used as a colloidal suspension as an aqueous calcium hydroxide solution with an aqueous solution of soluble potato starch in the following mixing ratio (in g / l):

Calcium hydroxide 30 to 160

lösliche Kartoffelstärke 5 bis 20soluble potato starch 5 to 20

verwendet, ermöglicht es, die kolloidale Suspension einen beständigen Überzug mit einer hinreichend kontrastreichen Abbildung der Fehler, die eine längere Zeit erhalten bleibt, auf der Oberfläche des Erzeugnisses zu erhalten.used, the colloidal suspension allows one permanent coating with a sufficiently high-contrast image of the defects that last a long time is retained on the surface of the product.

In der vorgeschlagenen kolloidalen Suspension zur Bildung des Indikatorüberzugs stellt das Kalziumhydroxid den untergrundhildenden Stoff dar. weil es in einem weiten Temperaturintervall seine Eigenschaften und Farbe nicht verändert.In the proposed colloidal suspension for the formation of the indicator coating, the calcium hydroxide because it has properties and properties in a wide temperature range Color not changed.

Die lösliche Kartoffelstärke bildet in der genannten Suspension den kontrastbildenden Stoff. Bei der Erwärmung der Oberfläche des Erzeugnisses über 250 bis 300⁰C wird sie thermisch umgewandelt und verändert ihre Farbe.The soluble potato starch forms the contrast-forming substance in the suspension mentioned. When the surface of the product is heated above 250 to 300 ^° C., it is thermally converted and changes its color.

Der untere Grenzwert des Gehaltes an Kalziumhydroxid ir: in der in Rede stehenden Suspension durch die Möglichkeit eines Bedeckens der Oberfläche des WaIzerzeugnisses mit der Suspension ohne Fließspurenbildung derselben gegeben. Bei einen im Vergleich zu dem erwähnten Grenzwert geringerem Gehalt an Kalziumhydroxid nimmt die Möglichkeit eines Bedeckens der Oberfläche des Erzeugnisses mit diesem ab, was einen Kontrastabfall zwischen den fehlerhaften und fehlerfreien Abschnitten der Oberfläche bis zu einem solchen Grad, bei dem die Möglichkeit der Fehlererkennung stark abnimmt, nach sich zieht.The lower limit of the content of calcium hydroxide ir: in the suspension in question by the Possibility of covering the surface of the rolled product with the suspension without the formation of flow marks the same given. With a lower content of calcium hydroxide compared to the limit value mentioned the possibility of covering the surface of the product with it decreases what one Contrast drop between the faulty and faultless sections of the surface up to such a point Degree at which the possibility of error detection is greatly reduced.

The upper limit of the content of calcium hy-

droxid ist in der in Rede stehenden Suspension eine Grenze, über die hinaus die Möglichkeit eines Bedekkens der Oberfläche des Erzeugnisses beim Auftragen der Suspension auf diese ohne Fließspurenbildung nicht zunimmt und folglich auch keine Kontraststeigerung des Bildes der fehlerhaften Abschnitte am Untergrund der fehlerfreien Abschnitte ergibtIn the suspension in question, droxid is a limit beyond the possibility of covering it the surface of the product when the suspension is applied to it without the formation of flow marks increases and consequently no increase in the contrast of the image of the defective sections on the background which results in error-free sections

Der untere Grenzwert des Stärkegehaltes in der kolloidalen Suspension legt eine Grenze der deutlichen Erkennung der fehlerhaften Abschnitte am UntergrundThe lower limit of the starch content in the colloidal suspension sets a limit for clear recognition the faulty sections on the subsurface

der fehlerfreien Abschnitte mit einem Mindestgehalt an Kalziumhydroxid in der in Rede stehenden Susptr.sion festthe fault-free sections with a minimum content of calcium hydroxide in the suspension in question fixed

Der obere Grenzwert des Stärkegehalts in der kolloidalen Suspension legt eine Grenze, über die hinaus der Bildkontrast der fehlerhaften Abschnitte am Untergrund der fehlerfreien Abschnitte nicht zunimmt festThe upper limit of the starch content in the colloidal suspension sets a limit beyond which the Image contrast of the defective sections on the background of the defect-free sections does not increase firmly

Der untergrund- und der kontrastbildende Stoff sowie die kolloidale Suspension können auf beliebige Weise — mit Hilfe von Pinsel, Walze oder Farbspritzpistole — auf das Erzeugnis aufgetragen werden.The background and the contrast-forming substance as well as the colloidal suspension can be used in any way - with the help of a brush, roller or paint spray gun - can be applied to the product.

Die Erfindung wird anhand eines in der die Prinzipschaltung einer Einrichtung zur Verwirklichung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigenden Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher erläutertThe invention is based on one in which the basic circuit of a device for realizing the invention Method showing drawing illustrated embodiment explained in more detail

Der zu prüfende Knüppel 1 befindet sich auf einem Rollgang 2, der es ermöglicht die Knüppelgeschwindigkeit von 03 bis 1 m/s zu regeln. In Bewegungsrichtung des Knüppels 1, die mit einem Pfeil bezeichnet ist sindThe billet 1 to be tested is located on a roller table 2, which enables the billet speed to be adjusted to be regulated from 03 to 1 m / s. In the direction of movement of the stick 1, which is indicated by an arrow

über seiner Oberfläche Spritzapparate 3 und 4 zum Auftragen des untergrund- bzw. kontrastbildenden Stoffes des Indikatorüberzugs auf den Knüppel 1 aufeinanderfolgend angeordnet. Hinter den Spritzapparaten 3 bzw. 4 sind in Bewegungsrichtung des Knüppels 1 über seiner Oberfläche Düsen 5 bzw. 6 zur Warmluftzufuhr an die Oberfläche des Knüppels 1 zum Vortrocknen des untergrub* bzw. kontrastbildendcn Stoffes des Indikatorüberzugs angebracht. over its surface spray guns 3 and 4 for application of the background or contrast-forming substance of the indicator coating on the stick 1 in succession arranged. Behind the spray guns 3 and 4 are in the direction of movement of the stick 1 over his Surface of nozzles 5 or 6 for the supply of warm air to the surface of the billet 1 to pre-dry the underground * or contrasting fabric of the indicator cover attached.

Ferner ist in Bewegungsrichtung des Knüppels 1 über seiner Oberfläche ein Induktor 7 angeordnet. Der Induktor 7 ist mit einem Hochfrequenzgenerator 8 elektrisch verbunden.Furthermore, an inductor 7 is arranged over its surface in the direction of movement of the billet 1. The inductor 7 is electrically connected to a high frequency generator 8.

Zur Vereinfachung der graphischen Darstellung zeigt die Figur eine Variante der Einrichtung zur Erkennung von Oberflächen- und oberflächennahen Fehlern auf nur einer der vier Flächen des Knüppels I. Der Durchführung der gleichzeitigen Kontrolle von allen vier Begrcnzungsfiächcr· des Knüppels '. Hochkanten mit einbegriffen, stehen jedoch keine Hindernisse im Wege. In diesem Fall muß die Anzahl der Spritzapparate 3,4 und der Düsen 5,6 auf die Anzahl der zu prüfenden Begrenzungsflächen des Knüppels 1 vergrößert werden, und der Induktor 7 muß die ganze Oberfläche des Knüppels 1 von allen vier Seiten umfassen.To simplify the graphic representation, the figure shows a variant of the device for recognition of surface and near-surface defects on only one of the four surfaces of the stick I. The implementation the simultaneous control of all four limiting fans of the stick '. Upright edges included, however, there are no obstacles in the way. In this case, the number of spray guns must be 3.4 and of the nozzles 5.6 to the number of boundary surfaces to be tested of the billet 1 must be enlarged, and the inductor 7 must cover the whole surface of the billet 1 embrace on all four sides.

Die Zweckmäßigkeit der Wahl der Variante der Kontrolle von nur einer Begrenzungsfläche des Walzerzcugnisses oder gleichzeitig allen seinen Begrenzungsflächen ist sowohl von der Art und dem Verwendungszweck als auch von dem Verfahren zur Organisation der Ausbesserung (Putzen) der fehlerhaften Abschnitte der Oberfläche des Walzerzeugnisses abhängig.The expediency of the choice of the variant of the control of only one boundary surface of the rolled product or at the same time all of its boundary surfaces is both of the type and the intended use as well as the procedure for organizing the repair (cleaning) of the defective sections of the Surface of the rolled product dependent.

Mit einer der in der Figur dargestellten ähnlichen Einrichtung können Oberflächen- und oberflächennahe Fehler bei der Metallproduktion mit einem beliebigen Profil wie Schienen, Träger, Rohre sowie Walzblech erkannt werden.With a device similar to that shown in the figure, surface and near-surface Defects in metal production with any profile such as rails, beams, tubes and rolled sheet detected will.

Bei der Ausnutzung der kolloidalen Suspension für die Bildung des Indikatorüberzugs enthält die Einrichtung zur Oberflächenprüfung nur einen Spritzapparat 4 zum Auftragen der Suspension und nur eine Düse 6 zu deren Trocknen.When using a colloidal suspension for formation of an indicator coating the device contains for surface testing only one spray gun 4 for applying the suspension and only one nozzle 6 closed their drying.

Vor Arbeitsbeginn der Einrichtung werden die Bestandteile des Indikatorüberzugs zubereitet. Als untergrundbildender Stoff des Indikatorüberzugs kann eine wäßrige Kalziumhydroxidlösung von 1,12 bis 1,15 g/cm³ Dichte und als kontrastbildender Stoff eine wäßrige Kartoffelstärkelösung von lOprozentiger Konzentration verwendet werden. Die Lösungen werden durch Vermischen der erwähnten Bestandteile mit Wasser zubereitet Before starting work on the facility, the components of the indicator coating are prepared. An aqueous calcium hydroxide solution of 1.12 to 1.15 g / cm ³ density can be used as the background-forming substance of the indicator coating and an aqueous potato starch solution of 10 percent concentration can be used as the contrast-forming substance. The solutions are prepared by mixing the mentioned ingredients with water

Findet eine kolloidale Suspension zur Bildung des Indikatorüberzugs Verwendung, so wird diese wie folgt zubereitet:Finds a colloidal suspension to form the indicator coating Use, it is prepared as follows:

Die erforderliche Menge löslicher Kartoffelstärke wird genommen und mit Wasser übergössen. Die entstandene Lösung wird durchgemischt und bis zum Sieden erwärmt Danach wird die wäßrige Kalziumhydroxidlösung der Lösung zugesetzt Zur Bildung der Suspension wird ferner Wasser zum Erreichen des folgenden Mischungsverhältnisses (in g/l) zugesetzt:The required amount of soluble potato starch is taken and poured over with water. The resulting The solution is mixed and heated to boiling. The aqueous calcium hydroxide solution is then added Added to the solution To form the suspension, water is further added to achieve the following Mixing ratio (in g / l) added:

lösliche Kartoffelstärke 5 bis 20soluble potato starch 5 to 20

Calcium hydroxide 30 to 160 Water rest

Der Knüppel I (s. Figur), dessen Oberfläche geprüft werden muß, wird auf dem Rollgang 2 angeordnet Dabei kann die Oberfläche des Knüppels 1 gebeizt, mit Schmirgelscheibe. Fräser, Flämmbrenner oder Plasmabrenner geputzt werden oder unmittelbar nach dem Warmwalzen zundrig sein.The stick I (see figure), the surface of which was examined must be, is arranged on the roller table 2. The surface of the billet 1 can be pickled, with Emery disk. Milling cutters, scarfing torches or plasma torches are cleaned or immediately after Hot rolling be cindery.

Danach wird der Rollgang 2 eingeschaltet, und man beginnt, den Knüppel 1 mit einer Geschwindigkeit von 0,3 bis 1 m/s in Pfeilrichtung zu verschieben. Bei Annäherung des vorderen Abschnitts des Knüppels 1 an den Spritzapparat 3 wird dieser gleichzeitig mit der Düse 5Then the roller table 2 is switched on, and one begins to move the stick 1 at a speed of 0.3 to 1 m / s in the direction of the arrow. When approaching the front portion of the stick 1 to the Spray gun 3 is this at the same time as nozzle 5

to eingeschaltet. Auf diese Weise wird der untergrundbildende Stoff auf den Knüppel 1 aufgetragen und mit einem Warmluftstrahl vorgetrocknet.to switched on. In this way, the substrate-forming substance is applied to the billet 1 and pre-dried with a jet of warm air.

Bei Annäherung des vorderen Abschnitts des Knüppels 1 an den Spritzapparat 4 wird der letztere ebenfallsWhen the front section of the stick 1 approaches the spray gun 4, the latter also becomes

is gleichzeitig mit der Düse 6 eingeschaltet, und der kontrastbildende Stoff wird auf den Knüppel I aufgetragen und auch mit dem Warmluftstrahl vorgetrocknet. Dabei muß die Trockenlufttemperatur niedriger als die der iheriMOCMCMiisCncn Umwandlung des kuriirüäiuiiucriucriis switched on at the same time as the nozzle 6, and the contrasting one Fabric is applied to the stick I and also pre-dried with the warm air jet. Included the drying air temperature must be lower than that of the iheriMOCMCMiisCncn conversion of the kuriirüäiuiiucriucri

Be of substance.

Der Verbrauch an untergrund- und kontrastbildendem Stoff oder kolloidaler Suspension liegt im Bereich von 0,2 bis 0,5 1 je 1 m² Oberfläche des Walzerzeugnisses. The consumption of background and contrast-forming substance or colloidal suspension is in the range from 0.2 to 0.5 l per 1 m ^{2 of} surface area of the rolled product.

Weiter wird der Knüppel mit dem aufgetragenen Indikatorüberzug unter den Induktor 7 des Hochfrequenzgenerators 8 gefördert. Der Induktor 7 erregt in der Oberflächenschicht des Knüppels 1 Wirbelströme, deren Dichte auf der Oberfläche des Knüppels 1 verschieden ist. Auf den fehlerhaften Abschnitten der Oberfläche des Knüppels 1 ist die Dichte der Wirbelströme höher, weswegen diese Abschnitte eine örtliche Überhitzung aufweisen. Der Temperaturgradient zwischen den fehlerhaften und übrigen Abschnitten der Oberfläche des Knüppeis 1 reicht dazu aus, daß der kontrastbildende Stoff des Indikatorüberzugs auf den fehlerhaften Abschnitten eine thsrrnochemische Umwandlung erfährt und seine Farbe verändert, während er auf den fehlerfreien Abschnitten unverändert bleibt.Next is the billet with the applied indicator coating promoted under the inductor 7 of the high frequency generator 8. The inductor 7 excites in the surface layer of the billet 1 eddy currents, the density of which on the surface of the billet 1 is different is. On the defective sections of the surface of the billet 1 is the density of the eddy currents higher, which is why these sections show local overheating. The temperature gradient between the defective and remaining sections of the surface of the billet 1 is sufficient that the contrast-forming substance of the indicator coating on the defective sections a thsrrnochemische conversion experiences and changes its color, while it remains unchanged on the error-free sections.

Die auf der weißen Oberfläche des Indikatorüberzugs entstandenen gefärbten Spuren 9 weisen auf die Ortslage der Oberflächen- und oberflächennahen Fehler des Knüppels 1 hin.
Als kontrastbildende Stoffe des Indikatorüberzugs können verwendet werden:The colored traces 9 created on the white surface of the indicator coating indicate the location of the surface and near-surface defects of the billet 1.
The following can be used as contrast-forming substances for the indicator coating:

kolloidale wäßrige Lösungen von organischen Verbindungen (Stärke, Seife, Agar-Agar u. dgl. m.) in einer Konzentration von 0,5 Gew.-% bis zur gesättigten Lösung, colloidal aqueous solutions of organic compounds (starch, soap, agar-agar, etc.) in one Concentration of 0.5% by weight up to the saturated solution,

kolloidale Lösungen von siliziumorganischen Verbindungen (Harzen),colloidal solutions of organosilicon compounds (resins),

wäSrige Lösungen von makromolekularen organischen Verbindungen (z. B. Kohlehydraten) in einer Konzentration von 1,0 Gew.-% bis zur gesättigten Lösung und
wäßrige Lösungen von organischen Verbindungen, die sich bei der Erwärmung auf eine Temperatur von 100 bis 600⁰C nicht zersetzen, sondern verbrennen (z. B. Oxalsäure).Aqueous solutions of macromolecular organic compounds (e.g. carbohydrates) in a concentration of 1.0% by weight up to the saturated solution and
aqueous solutions of organic compounds which do not decompose when heated to a temperature of 100 to 600 ^° C. but rather burn (for example oxalic acid).

In jedem Fall wird das Hochfrequenzerwarmungs verfahren, wie folgt, gewählt:In any case, the high frequency heating method is used, chosen as follows:

Nach den Sollmaßen des Erzeugnisses unter Berücksichtigung dessen eventueller Flächenkrümmung werden Form und JConsirukiionsrnaoe des ,Induktors gemäß den in der Technik der Hochfrequenzerwärmung bekannten Abhängigkeiten gewählt Es wird eine durchschnittliche Erwärmungstemperatur der Oberfläche desAccording to the nominal dimensions of the product, taking into account its possible surface curvature Form and JConsirukiionsrnaoe des, inductor according to the dependencies known in the technology of high-frequency heating are selected. An average Heating temperature of the surface of the

Erzeugnisses vorgegeben, die etwa um 30 bis 50⁰C niedriger als die der thermochemischen Umwandlung des kontrastbildenden Stoffes des Indikatorüberzugs sein muß.Product specified, which must be about 30 to 50 ⁰ C lower than that of the thermochemical conversion of the contrast-forming substance of the indicator coating.

Die Stromfrequenz des Hochfrequenzgenerators wird in Abhängigkeit von dem Werkstoff des Erzeugnisses gewählt: Für ferromagnetische Werkstoffe wird die Stromfrequenz niedriger als für unmagnetische gewählt. Je nach der erforderlichen Leistung der Einrichtung zur Fehlererkennung der Erzeugnisse oder je nach der Geschwindigkeit des Fertigungsflusses, in dem sich die Einrichtung befindet, wird die Geschwindigkeit des zu prüfenden Erzeugnisses gewählt.The power frequency of the high frequency generator depends on the material of the product selected: The current frequency is selected to be lower for ferromagnetic materials than for non-magnetic materials. Depending on the required performance of the device for error detection of the products or depending on the speed the manufacturing flow in which the facility is located becomes the speed of the test Product chosen.

Nach den bekannten Abmessungen des Erzeugnisses, der Form und den Maßen des Induktors sowie der durchschnittlichen Erwärmungstemperatur der Oberfläche des zu prüfenden Erzeugnisses und dessen Geschwindigkeit wird die Leistung des Hochfrequenzgenerators auch gemäß den in der Technik der Hochfrequenzerwärmung bekannten Abhängigkeiten gcwsh!;.According to the known dimensions of the product, the shape and dimensions of the inductor as well as the average heating temperature of the surface of the product to be tested and its speed the performance of the high frequency generator also corresponds to that in the art of high frequency heating known dependencies gcwsh!;.

Nach den vorgeschriebenen, gewählten und ermittelten Daten (den Abmessungen des Erzeugnisses, seiner Geschwindigkeit, der Stromfrequenz, der Leistung des Hochfrequenzgenerators) werden die Konstruktionsdaten des Induktors (Form des Induktors, Abmessungen des Elektrizitätsleiters des Induktors. Windungszahl) zur Erzielung der höchsten Wirtschaftlichkeit des Hochfrequenzgeneratorbetriebes präzisiert.According to the prescribed, chosen and determined Data (the dimensions of the product, its speed, the frequency of the current, the power of the High-frequency generator) the design data of the inductor (shape of the inductor, dimensions of the conductor of electricity of the inductor. Number of turns) to achieve the highest economic efficiency of high-frequency generator operation specified.

1 sheet of drawings

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Claims

Patent claims:

1. Method for the detection of surface and near-surface defects of a rolled product with the help of an indicator coating that forms an underground Substance and contains a temperature-sensitive substance as a contrast-forming substance, which changes its color at a certain temperature, the indicator coating at a relative applied at a low temperature of the product to be examined and then the product is exposed to heating up to a temperature which leads to the formation of a temperature gradient is sufficient in the case of the faults in the product a thermochemical transformation of the contrasting substance with a change of whose color is going on, characterized by

that as a contrast-forming substance a colloidal aqueous Dissolves organic compounds from the group containing starch, soap and agar-agar in a concentration of 0.5% by weight to saturated Solution or

a colloidal solution of organosilicon compounds (resins) or

an aqueous solution of macromolecular organic Connections, e.g. B. carbohydrates, in a concentration of 1.0 wt .-% to saturated Solution or

an aqueous solution of organic compounds that heat up to a temperature of 100 to 600 ⁰ C.-light ze-put, but burn, z. B. oxalic acid is used and that a high frequency heating is used to heat the product '' I).

2. The method according to claim Γ, characterized in that that the indicator coating by successive application of the underground and the contrasting substance is formed on the product (1).

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the indicator coating before High frequency heating of the product (1) is dried at a temperature which is below the Temperature of the thermochemical conversion of the contrasting substance is.

4. The method according to claim 1, characterized in that the indicator coating by application a colloidal suspension is formed on the product (1).

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that as the substrate forming Substance a substance that has a light color and when heated over a wide temperature range not changed, e.g. B. an aqueous calcium hydroxide solution or an aqueous chalk solution is used.

6. indicator coating for performing the method according to claim 4, characterized in that that it consists of an aqueous solution of calcium hydroxide and soluble potato starch with the following mixing ratio (in g / l):

Calcium hydroxide 30 to 160

soluble potato starch 5 to 20

is formed as a colloidal suspension.

The invention relates to a method of the type required in the preamble of claim 1. The invention can be used in the surface inspection of the hot-rolled billets (blooms and slabs) without descaling their surface and when testing the surface of the rolled products with a Form profile (rails, beams) are used most advantageously.

The surface examination of the waltz certificates is currently being carried out in metallurgy, as a rule, visueli made. The visual viewing method in which The visual acuity and experience of the examiner play the decisive role is subjective and cannot be perfect Provide an idea of the defects in the product. This applies in particular to surface testing of tindery rolling billets. When cleaning the damaged sections of the billet surface For this reason, a surface must be processed that exceeds the damaged one many times over.

The steady growth in the demands placed on the quality of metal goods by the leading branches of industry requires reliable quality control of both the finished rolled products and that of the further rolling club to be subjugated. The timely detection and elimination of surface defects in the Knüppein at an earlier stage of their production (processing) is a safe guarantee that they are not available of defects in finished metal products.

The surface defect detection of the billets in the earlier stage you-z / processing offers the possibility of instead of cleaning the entire surface of the billet, only cleaning the faulty surface, which is the case with Cleaning the billet results in a reduction in the amount of work and the loss of metal.

For automatic surface testing of the rolled products find in world practice z. B. electromagnetic Process Application: Magnetic particle, magnetographic and eddy current processes.

The magnetographic and the eddy current method for fault detection find a limited application because they place increased demands on the billet surface (Surface roughness, surface curvature). These procedures usually require descaling, leave no sharp edges on the product and no sharp-edged surface defects to.

In this context, billets with a pickled surface and pretreated billets can be re-used

so the procedures concerned are examined.

The magnetic powder process can be used for surface defect detection on the billets without descaling can be used, but has a relatively low sensitivity. The minimum depth of the to be discovered

Error is 0.5 to 1.0 mm.

When testing rectangular billets in the magnetic powder process, there is a different sensitivity regarding the detection of defects on boundary surfaces and vertical edges.

One of the main disadvantages of the magnetic particle process is that the error detection and -marking is carried out visually by the examiner. This reduces the level of objectivity of the control. to The disadvantages of the method can also be counted as the need for ultraviolet lighting to use for error detection.

One of the common disadvantages of the electromagnetic methods mentioned is the impossibility