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中国冶金报报导

某大钢厂报导

轧辊在使用过程中由于各种原因在辊身表面或近表面产生热裂纹或机械裂纹。这些裂纹延伸扩展会造成辊身浅层剥落、大剥落，甚至会引起断辊。因此，及时发现已存在的裂纹并把影响轧辊上机使用缺陷磨削干净，是减少轧辊非正常消耗，降本增效的有力措施。先进适用的自动轧辊探伤设备，对板带厂提高板材收得率和确保轧辊得到有效使用非常重要。

随着探伤技术的进一步发展，在轧辊的磨辊领域，一种新的探伤技术“自动超声波探伤”开发使用打破了国内对轧辊表面检测惯用的“自动涡流检测”技术。新型的自动超声波探伤仪，是一类可以安装在磨床上的在线探伤仪器，可以独立检测也可以与磨床程序组合成一体达到磨削和检测同时进行。它是利用材料本身或内部缺陷的声学性质对超声波传播的影响，非破坏性地探测材料内部和表面的缺陷(如裂纹、气泡、夹渣等)的大小、形状和分布状况以及测定材料性质，能够检测多个方向的表面及次表面缺陷。

新的轧辊“自动超声波探伤”与目前广泛使用的涡流探伤技术相比，它具有出色的检测能力，能够检测轧辊表面次表面的裂纹, 还能根据轧辊内部硬度变化，对轧辊软点进行定位，完全不受轧辊剩磁的影响，而且对辊面状况也有较好的适应能力，在使用和操作上容易搭配各种磨床和软件操作。这在很大程度上，解决了目前轧辊涡流探伤的一些难题，避免了轧辊材质、剩磁等原因引起的非缺陷波。通过表面波和爬波的对应显示使操作人员准确判断出裂纹的真伪，避免了对非缺陷波的磨削。该设备不但适合热轧板带的轧辊检测更适用于冷轧机轧辊的检测。

使用这种探伤技术，轧辊管理者能够根据检测出的缺陷大小、模拟形状，依据自己的经验自定义轧辊的上机标准，例如许多热轧的精轧前段轧辊（高铬铸铁轧辊、半高速钢轧辊、高速钢轧辊和粗轧使用的轧辊），表面虽然存在均匀的微热裂纹，却能分辨出微热裂纹是否带有深度，从而确保继续轧制而不会发生事故，这就在一定程度上有效的减少了轧辊磨削量。自动超声波探伤技术的这种精确的缺陷定位能力和较高的重复性，保证磨辊后不需要借助手持式探伤仪等其他手段进行反复确认检测，并能够容易的实现磨削和探伤的同步进行，因此这种技术可以为操作者提供准确的磨削量，避免过渡磨削和磨削不足，不但延长轧辊使用寿命，降低成本，而且大大提高了轧辊的使用安全，减少了事故发生的可能性。

目前，面对钢铁行业日趋白热化的竞争，各大钢铁集团都将提高板带质量、降低生产成本作为生产重心，竞相使用先进技术提高自身产品质量。日本许多钢厂逐步已经使用这种自动超声波技术或完全代替了涡流探伤技术，效果非常明显；台湾中钢, 天津冷轧薄板厂, 唐钢,济钢，邯钢等各大钢厂也已陆续购买、配备美国Innerspec的Rollmate自动超声波探伤仪以提高在其在磨辊探伤的能力。

ROLLMATE 在线超声波探伤仪使用小结

ROLLMATE在线超声波探伤仪于05.12.3由厂家及佳林公司安装在我厂的M84160磨床上，经3天现场调试后，已经具备探伤操作，在操作前，对轧辊管理员就仪器的使用及灵敏度的调整进行了2天培训，因该仪器是英文界面，而且要求使用者有电脑操作基础，所以对磨工进行了近一个月的使用培训及熟悉操作，约在06年1中旬开始三班进行探伤操作，到目前为止，已经掌握一般的操作要求。
通过进8个月的试用感觉该该设备具有灵敏度高，能发现表面及次表面的缺陷，重复性探测显示缺陷好的优点，该超声波探伤仪可对表面及次表面＞0.5mm的裂纹进行检测，并可显示裂纹的大小及具体位置。例如，用带裂纹的186#工作辊对该仪器进行验证（裂纹由在线涡流探伤仪发现，由磁粉探伤确定位置）在原位置的表面及次表面均有99%当量的缺陷反应，次表面探伤深度约4mm，来回会探伤多次位置及缺陷当量大小均未改变，显示裂纹大小与实际裂纹长度相符合；证明该仪器对裂纹检测有效，重复性好。

实际使用效果：

疲劳剥落是影响支承辊寿命的主要原因，轧辊的疲劳剥落由裂纹发展而成，支承辊因其韧性较好，产生裂纹不会马上形成剥落，形成剥落前裂纹要发展一段时间，根据HERTZ理论轧辊裂纹疲劳产生位置在次表层最大剪应力处如图-1所示，裂纹扩展的初始阶段在表面看不到，用手持式超声波探伤因探头与辊身面积比非常小，漏检率高，用此仪器探伤可在很短的时间内100%覆盖无漏检可能。

目前许多支承辊均有因轧制事故受到多次冲击使其表面产生塑性变形的记录，早期疲劳会在这些地方的次表面中发生，过去因探伤手段的限制多数不能及时发现，待其扩大后会形成较大的剥落（见图-2），为去除剥落通常需车削一部分淬硬层，造成较大的损失，有时甚至会导致轧辊报废。
因该仪器能对次表面进行探伤，这样对疲劳一般从次表面开始的支承辊进行探伤非常有效，目前已发现多根1#，2#轧机支承辊次表面有约15-25mm长裂纹，因裂纹面积太小用目前离线探伤手段无法发现，只能在下次探伤时进行跟踪，其中大部分目前未扩大，06年1月初发现125197#辊有3处大面积次表面裂纹（约80mm长），能用手持式超声波探伤仪发现，但在表面未发现有裂纹，该辊外车时，车去10mm时后裂纹才用眼看见，若没有该仪器，可能会产生严重后果。3.16该仪器发现20527#辊次表面，表面有缺陷但次表面当量值较大，用手持式超声波探伤仪发现也该缺陷，因缺陷较小打磨处理，防止其进一步扩大，导致严重后果。自三月初以来该仪器发现125198，110453,29622，XT-007等支承辊有较大面积次表面缺陷(距表面＞2mm)共9次，75716支承辊次表面及表面均发现缺陷，这些缺陷经手持式超声波探伤仪均确认并打磨处理，淬硬层未受到损失。因裂纹在扩展初期被及时发现并处理，不会在以后的使用中产生较严重的后果，这样延长了支承辊的使用寿命并降低了辊耗。
该仪器对表面的缺陷也能探伤，工作辊的缺陷绝大部分源自表面，截止到目前共探伤工作辊总数量约300根，其中，在1#轧机工作辊进行探伤期间，共发现约20多根有缺陷，经磁粉探伤确认，经过深磨削或车削去除缺陷，大大减少了轧辊事故发生。
磁对该仪器的探伤结果无任何影响，与磁对探伤结果有较大影响的涡流探伤仪比较正常情况下探伤结果绝对真实。

图-1最大剪应力形成机理及位置

图-2支承辊由次表面缺陷扩展形成剥落的断口形状