X 射線多功能儀常見故障與原理

鐘國強

（新余鋼鐵有限責任公司，江西 新余 338001）

X 射線測厚儀比光學測厚儀抗干擾，比同位素的測厚儀更安全，和別的設備組成多功能儀，在環境差的熱軋機工作現場非常適用。

一、X 射線多功能儀的測量原理

X 射線多功能儀使用射線傳輸測定技術，非接觸方式測量板材厚度，利用X 射線能穿透帶鋼的特性，當X 射線穿過帶鋼時一部分被帶鋼吸收和散射，另一部分不能被帶鋼吸收的射線穿透帶鋼進入檢測器，檢測器檢測到的信號在微處理器系統中經過數據處理變為測量信號.通過計算處理，得出熱態厚度，通過多個檢測器得到板帶斷面的厚度數據。然后根據儀表掃描式溫度計的實測溫度和鋼種進行厚度補償，通過自帶激光檢測進行厚度寬度補償。最后輸出鋼帶的冷態厚度、寬度和凸度。在投入測量前，首先進行全量程標定，建立板厚和X 射線強度（即x 光管陰陽極電壓KV 值）的對應關系。每次測量前，進行零標，消除X 光管自身的漂移和現場水汽等環境的影響。

二、X 射線多功能儀的組成

（一）C 行架

X 射線源，射線探測器和高溫計安置在重金屬的C 型框架內，以獲得最佳保護.C 行架內還裝有水冷系統，吹風系統以及電氣控制部件。吹風系統可以避免贓物及軋制油聚集在窗口表面.水冷系統可以保持X 射線源、探測器、高溫計和C 型架內溫度不過熱，有利于在惡劣工作條件下保持測厚儀的性能和測量的準確性。C 行架的行走由一臺交流電機驅動，可以在工作位和維修位之間來回行走，位置檢測由限位開關和位置編碼器完成.在測量位堆鋼時，應將多功能儀迅速移開，以防止其損壞。

（二）X 射線探測器

X 射線探測器是X 射線測量系統的最重要的元器件，產生最初的測量信號。與其它X 射線探測器相比，具有良好的穩定性，耐磨性強，不需要冷卻.抗震，抗高溫，使用壽命長，沒有任何維護的問題，能從過多的放射線“閃光”中迅速恢復，幾乎不存在溫度敏感性。

（三）X 射線源

安裝在C 型架的下部，在其上面帶有一個由兩塊標準板和快門防護罩的氣動動裝置。當測量儀關閉或某個原因電源故障，射線源的快門將自動關閉。標樣板僅在校準標定時使用。

（四）控制柜

控制柜內裝有系統處理器、人機界面、×射線源驅動器、直流供電及相關網絡等設備，先進的人性化的人機界面采用工業PC一體機，操作系統采用Linux，既方便現場操作又增加了計算機系統的可靠性。并能夠提供產品數據報表.便于質量管理。功能齊全的輸入輸出，較為完善的接口.輸入帶鋼速度、溫度及多種控制信號，輸出實際厚度，偏差，并具備與軋鋼計算機網絡通訊和數據共享的功能。

（五）水冷柜

提供C 行架用冷卻水和冷卻清掃壓縮空氣。

（六）車載終端

在操作臺上配有控制按鈕開關及人機操作界面，可對測厚儀進行遠程控制，包括C 行架在線／離線控制、快門打開與關閉，緊停控制、故障狀態指示。通過人機界面謄面對測厚儀進行操作和獲取相關測量信息?，F場裝有操作終端控制C 型架行走和快門動作。

三、X 射線多功能儀主要功能

多功能儀系統與一級TDC 系統直接通訊，通過TDC 系統從一級獲取當前雙下一塊軋制板帶的信息，如鋼板ID 號、目標厚度、鋼種、合金組成、溫度補償曲線、正負公差、鋼板寬度等。另一方面將測量的厚度曲線及測量值通過TDC 系統直接返回給一級系統。在二級系統或通訊出現故障時，測厚儀控制系統可單獨工作。

（一）測量功能（厚度測量）

帶鋼的中心線測量。當C 型架固定在輥道中心線時，多功能儀進行長度方向的厚度測量，當有另一個C 型架來回移動（C 型架從中心線-輥道邊-輥道另一邊-中心線）測量鋼板時，結合長度方的測量和帶鋼速度可以得出帶鋼橫向厚度分布，從而得出帶鋼凸度和楔形量。

（二）溫度、合金，密度補償功能

通過客戶機和操作終端，輸入鋼板的合金組成，系統通過預設的合金百分比計算出該鋼種相應的吸收系數，從而得到最終的合金修正系數.根據測量溫度值，考慮測量溫度，膨脹曲線、合金組成等因素，系統再進行計算修正為20 度時厚度值（冷態值）。

（三）控制功能

C 型架驅動控制：C 型架可以通過操作臺操作裝置，現場操作終端或人機畫面進行控制。1.快門控制：內部控制（維修用）：C 型架在測量或維修位置，可通過操作面板和中心柜來控制快門的打開和關閉。2.外部控制：（如果激活或啟用）?？蓮牟僮髋_操作終端或帶鋼通過測量位置之前的實時外部相關信號打開快門，一旦帶鋼通過測量儀或完成校準后，快門的自動關閉。打開著的快門可以通過一個額外的外部輸入信號，能夠重新激活快門，立即關閉或重新打開。

（四）接口數據

通過網絡和硬接線與TDC 交換數據.

（五）系統操作參數設定

可以在中心控制柜進行系統操作參數設定。

（六）錯誤診斷

在人機畫面上有詳細的故障錯誤信息。

四、X 射線多功能儀的使用和維護

X 射線多功能儀的使用和維護主要注意以下方面：

（一）保持多功能儀的清潔

一般軋線上用的多功能儀工作環境比較惡劣，所以多功能儀的密封必須保證，測量通道上必須無阻礙雜物，否則將會給測量結果帶來很大的誤差，影響產品的最終質量，因此在實際生產過程中，應定期檢查測厚儀，保持射線源的灰塵，水汽的清掃，如發現測量部位有贓物時則應及時清理干凈，軋機出口側側噴工作狀況要保持良好，防止帶鋼表面有雜物，水和軋制油，否則可能削弱測量精度。

（二）C 型架冷卻系統的定期檢查

冷卻系統保持測厚儀在正常溫度下工作，以防止x 射線管溫度過高，影響其使用壽命，如果冷卻溫度不正常，對最終的測量精度也有很大影響.因此.在正常生產過程中，要對冷卻系統經常檢查，發現問題，及時處理。

五、X 射線多功能儀主要故障分析和處理

（一）高壓故障與處理

使用多年后多功能儀出現故障，HMI 上看到高壓頭過電流報警并跳閘，致使多功能儀只有一個高壓頭工作。先停儀表的電，把高壓冷卻的內循環水排空后，打開高壓頭保護罩，拆去冷卻水管，拆出高壓電纜檢查。發現高壓電纜頭有碳化線，高壓頭內有碳化線，已經不能再使用。更換高壓頭和高壓電纜，涂上絕緣硅泥后安裝上。安裝上冷卻水管，裝上高壓頭保護罩。送上儀表電源，對高壓頭冷卻水上壓，排空管內空氣，儀表各處的冷卻水流量正常后送高壓，標定儀表后設備恢復正常。

（二）原因分析

多功能儀的高壓頭電壓工作電壓高達155KV，現場的溫度濕度變化大和粉塵也是相當高，由于現場位置小，使得高壓頭做得很小，高壓頭的絕緣一直是個問題，很容易出現高壓頭絕緣被擊穿，這次故障就是由高壓擊穿絕緣造成的。由于高壓頭很特殊，有多種保護，拆裝與運行有很復雜的技術要求?？偟膩碚f就是設備有缺陷，維護困難，維護方法有缺陷。

（三）改進方案

1.冷卻水管路生銹嚴重，造成管路堵塞和漏水，影響設備的冷卻。把管路更換為不銹鋼管和軟管，避免管路銹蝕現象，徹底避免因管路阻塞，保證高壓設備的正常冷卻。2.高壓頭的維護時對間隙有很高的技術要求，平時在維護時間隙很難達到技術要求。高壓頭結合處間隙大了，設備會在工作時高壓絕緣不夠而擊穿。法蘭結構缺陷，安裝時法蘭的調整困難。如果法蘭處沒有調整好會影響高壓絕緣間隙。重新定制較好調整的法蘭盤，維護時，讓間隙不會受法蘭處的影響，維護時有很好的操作性。3.維護高壓組件時，定制了專門工具嚴格按照設備要求維護。

小結：X 射線多功能儀的使用，保證了帶鋼的軋制質量，提高了成材率，成為厚度控制不可缺少的工具，特別是與自動控制系統(AGC)的結合使用，充分發揮在軋制過程中對鋼板厚度的有效測量和糾正作用，對本公司的鋼板實物質量起了巨大的作用。