[发明专利]对轧辊次表层显微开裂进行检测评估的方法

说明书

技术领域

本发明涉及轧辊质量检测领域，尤其涉及一种对轧辊进行无损检测评估的方法。

背景技术

轧机是现代化冶金企业的关键工艺设备，而轧辊又是轧机的关键核心部件，其使用性能直接决定着轧机稳定、产线顺行、生产消耗及产品质量。轧辊最经济安全的使用对钢铁生产意义非常之大，轧辊工作时的接触应力会造成轧辊表层产生疲劳层，其引起的接触疲劳损坏是困扰许多钢铁企业的普遍现象，为了预防轧辊开裂、剥落事故，轧辊安全稳定运行一定周期后必须进行必要的使用维护。

该维护措施主要为磨去影响轧辊继续安全使用的工作层表层，和继续使用前的轧辊表面探伤，但在如何磨削影响轧辊继续安全使用的工作层表层的问题上，目前国内外还没有有效的评价指标或者手段，而这一点也正是或许造成磨削浪费、或许造成轧辊使用存在安全因患的关键。

目前，还没有公开的评价指导轧辊磨削使用的无损检测方法。在涉及到与轧辊有关的检测技术方面，主要包括涡流检测、超声波探伤检测、辊身硬度检测、以及X-ray检测，各种方法侧重不同，检测能力存在差异。涡流和超声波检测目前普遍用于轧辊表面的开裂，如剥落裂纹、热裂纹等各类缺陷检测，并且超声波还可以检测轧辊内部结合层等方面的问题。硬度检测方法跟踪可以了解轧辊的工作硬化程度，通过硬度检测，将轧辊修磨后硬度与供货硬度的差别控制在一定范围内，硬度检测是表面检测，通常人工操作，效率低，准确度差，受测试时的垂直性、试样表面光洁度等因素的影响，数据分散性较大，其测试结果的比较只限于弹性模量相同的材料。上世纪80年代，国外钢铁业界就对用X-ray方法对轧辊检测进行了研究，对轧辊表面疲劳应变期间材料晶格结构数据的变化和疲劳极限进行了X－ray检测分析，但没有形成实现对疲劳损伤进行定量判定的办法，X－ray检测方法的最大问题在于检测深度有限，只能对表面下约20微米的深度范围进行检测，应用于实践的工作量很大。以上方法目前还都不具备针对轧辊次表层显微开裂进行无损检测的能力，更加无法对轧辊能否继续工作使用的风险进行评价。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种对轧辊次表层显微开裂进行检测评估的方法，超声探伤装置对位于各个深度的受检区域进行检测，通过分析各个受检区域内的裂纹的数量、密度和形态评价轧辊的安全性能，在确保安全生产的同时降低了生产成本。

本发明是这样实现的：一种对轧辊次表层显微开裂进行检测评估的方法，包括以下步骤：

步骤一、在轧辊次表层内划分出若干距轧辊表面间距逐步递增的受检区域，各个受检区域的厚度相等，定义裂纹长度阈值，超过长度阈值的裂纹为损伤性裂纹，定义损伤性裂纹的极限尺寸，定义单位体积内损伤性裂纹的密度阈值；

步骤二、对待检测的轧辊表面进行磨光处理，并截断加工成与受检区域一一对应的待检样品系列；

步骤三、用超声探伤装置对待检样品系列进行检测得到各个受检区域的裂纹数量、密度、形态和位置情况；

步骤四、统计受检区域内损伤性裂纹的密度，并结合损伤性裂纹的尺寸和密度阈值判定轧辊的安全使用风险。

所述步骤一中，所述轧辊次表层为轧辊表面以下1mm～15mm。

所述步骤一中，所述受检区域厚度为2mm，受检区域距表面递增间距为0.5mm。

所述步骤二中，对待检测的轧辊表面进行磨光处理，将表面粗糙度控制在50mm以内。

所述步骤二中将轧辊截断加工成待检样品系列具体为，首先将轧辊截断为与受检区域数量相对应的若干块小轧辊，再把小轧辊与受检区域一一对应后对小轧辊加工成为待检样品系列，使待检样品中对应的受检区域到表面的高度相等。

本发明对轧辊次表层显微开裂进行检测评估的方法将轧辊的次表层分层后利用超声探伤装置对位于各个深度的受检区域进行检测，通过分析各个受检区域内的裂纹的数量、密度和形态结合轧辊现场相应实际使用的情况对轧辊的安全性能进行评价，既避免了合格轧辊的无谓浪费，又能保证轧辊的安全使用，在确保安全生产的同时降低了生产成本。

附图说明

图1为本发明对轧辊次表层显微开裂进行检测评估的方法的流程框图；

图2为本发明实施例中待检样品系列的示意框图；

图3为本发明实施例中不同受检区域内损伤性裂纹数量的变化趋势图，横坐标为受检区域编号，纵坐标为损伤性裂纹数目。

具体实施方式