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）股份有限公司軋鋼廠 117000）

摘 要： 現代軋鋼廠中軋輥車間的費用直接決定著軋鋼廠成本的高低，軋輥的表面質量直接決定著軋制產品的質量，軋輥的內部質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，產品質量高、生產成本低是一個企業能夠生存和發展的前提。如何降低成本（軋輥消耗）、提高產品質量（符合軋鋼生產線要求的軋輥）成為軋輥車間的一個迫切需要解決的問題。在生產實踐中應用合理的軋輥探傷手段（主要是無損探傷）也成為解決這個問題比較快捷有效的途徑，并且在各軋鋼廠中廣泛應用。軋輥車間主要依靠磨床渦流探傷設備、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測軋輥存在的裂紋。現在一般都采用自動渦流探傷與手動超聲波檢測結合進行，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。下面逐一進行介紹。

1、磁粉探傷

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

磁粉探傷原理：電磁學原理，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（磁痕實質上就是放大了的缺陷）。

磁粉探傷技術的優點：

（1）確定表面和次表面線形不連續缺陷；

（2）操作和解釋相對簡單。

磁粉探傷技術的缺點：

（1）只能使用在鐵磁體材質上；

（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。

滲透著色探傷優點：

（1）不需要電源；

（2）可以探測復雜的形狀，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：

（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，此方法是開發并被自動

化的第一個裂紋探傷系統。當表面裂紋存在時，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原理基礎之上的一種無損檢測方法，它適用于導電材料。當把一塊導體置于交變磁場之中，在導體中就有感應電流存在，即產生渦流。由于導體自身各種因素（如電導率、磁導率、形狀，尺寸和缺陷等）的變化，會導致渦流的變化，利用這種現象判定導體性質，狀態的檢測方法，叫渦流檢測。

渦流探傷的優點：

1、檢測時，線圈不需要接觸工件，也無需耦合介質，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，且在一定的范圍內具有良好的線性指示，可用作質量管理與控制。

3、能測量金屬覆蓋層或非金屬涂層的厚度。

4、可檢驗能感生渦流的非金屬材料，如石墨等。

5、檢測信號為電信號，可進行數字化處理，便于存儲、再現及進行數據比較和處理。

渦流探傷的缺點

（1）只能在導體材料上探傷；

（2）滲透深度淺；

（3）許多因素如材質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致錯誤的讀數；

（4）渦流探傷裝置有一定的盲區（一般是在探測開始和結束的區域）

4、超聲波探傷

近年來，軋輥超聲波探傷系統已經普及，如上所述它們已與渦流探傷接合并使用。其主要優點是能探測次表面缺陷以及能探測復合澆注軋輥的結合處的缺陷。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。進一步開發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中的傳播、反射和衰減等物理特性來發現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境無害，特別對裂紋、未熔合等危險性缺陷探傷靈敏度高等優點。但也存在操作者的水平和經驗有關缺點。在探傷中，常與其他探傷手段配合使用，提高探傷結果的可靠性。

超聲波探傷的優點

（1）可以在很多材質里滲透到相當深度；

（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相對準確；

（5）便攜式可用電池提供能源進行操作；

（6）能夠檢測內部缺陷的變化。

超聲波探傷的缺點

（1）需要好的耦合劑；

（2）需要受過培訓的有經驗的操作工；

（3）操作工對缺陷要有豐富的知識。

超聲波探傷的組成：標準超聲波清洗設備由三部分組成：超聲波發生器（又稱超聲波電源）、換能器及其它的輔助設備。

超聲波發生器：即我們常說的探傷儀，將低頻電轉變成 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，能將電能轉換成強有力的超聲波振動，在產生超聲波振動時，仿佛是一個小的活塞，振幅很小，約只有幾微米。這就是平時我們所說的超聲波。

輔助設備：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，可能會帶來測量數據誤差增大。

2、由于超聲波有測量盲區的固有特性，因此，如果近距離測量時，當測量位置發生變化而接收到的數據不變時，說明進入了測量盲區。

3、超聲波在測量遠處物體時，如果沒有測量數據返回，可能是超出測量范圍，或是測量角度不對。可以適當調整測量角度。

合理的軋輥探傷工藝的優點

1節約成本

（1）未使用軋輥探傷的軋鋼廠在修磨軋輥時一般采用開環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標準深度，如果缺陷較小，造成了不必要的浪費；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量。

（2）可以減少軋機停機時間，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，裂紋擴展導致的產品質量下降情況。應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廢。這樣就可以解決以前很多軋輥由于存在內部缺陷檢查不出來，造成缺陷擴展，最后發生許多斷輥或其它嚴重影響生產的事故。

2改進質量

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，同時保證了軋輥機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品的質量降低。

結語

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量和內部質量的合格，為了達到此目的，現在軋輥探傷向著自動化（安裝在軋輥磨床上）、綜合化（幾種探傷方法聯合使用）、專業化（設置專業探傷人員）的方向發展。我們現有的探傷水平還有待提高，我們努力學習掌握更先進的探傷技術和探傷經驗。

參考文獻

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

[2]姚培元.無損檢測技術[M].北京：航天大學出版社，1983.