軋輥是軋鋼廠軋鋼機上的重要零件,利用一對或一組軋輥滾動時產生的壓力來軋碾鋼材。它主要承受軋制時的動靜載荷,磨損和溫度變化的影響。
軋輥分熱軋輥和冷軋輥兩種。
常用冷軋輥中工作輥的材料有9Cr,9Cr2,9Crv,8CrMoV等,冷軋輥要求表面淬火,硬度為HS45~105。
熱軋輥常用的材料有55Mn2,55Cr,60CrMnMo,60SiMnMo等,熱軋輥使用在開坯,厚板,型鋼等加工中。它承受了強大的軋制力 ,劇烈的磨損和熱疲勞影響,而且熱軋輥在高溫下工作,并且允許單位工作量內的直徑磨損,所以不要求表面硬度,只要求具有較高的強度,韌性和耐熱性。熱軋輥只采用整體正火或淬火,表面硬度要求HB190~270。
關于軋輥的硬度
軋輥硬度是一個間接的物理值,它的高低受到軋輥本身內部組織狀態的影響,如軋輥材料的基體硬度,軋輥材料中碳化物的種類和數量,軋輥的殘余應力等等;同時,由于軋輥硬度檢測常用的肖氏和里氏硬度檢測均為反彈式硬度檢測,受檢測儀器的狀態,操作者的心理因素等其他因素的影響較大。所以無論是軋輥的制造和使用部門,需要配備專人負責硬度的檢測工作,注意硬度計的選型,與其他硬度的對比關系要穩定,同時要注意經常送檢和校對硬度檢測儀器和標準試塊,有條件的企業可以推廣利用標準軋輥來進行硬度計的校對工作。
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?`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
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