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浅谈轧辊探伤中超声波的应用

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浅谈轧辊探伤中超声波的应用

轧辊是轧机的关键部位之一，随着轧钢技术的发展，轧钢生产中对轧辊的要求也越来越高，但在轧机轧制过程中，轧辊受各种因素影响常会出现一些缺陷，如裂纹深度没有超过其工作层，则可重新对其磨削后再与其他辊径相近的轧辊配对继续投入使用。目前采用的确定裂纹深度的方法一般都是采用超声波。据计算，轧机工作辊每磨削1mm，费用就高达1万元左右。因此为了降低轧辊磨削费用，有必要精确计算其磨削量。

1探头和仪器的选择

仪器应采用A型脉冲反射式超声探伤仪，例如CTS-22型、CTS-26型、CTS-9002型等,选择仪器一般根据以下情况来选择：1）对于定位要求高的情况，应选择水平线性误差小的仪器。2）对于定量要求高的情况，应选择垂直线性好，衰减器精度高的仪器。2）对于大型零件的探伤，应选择灵敏度余量高，信噪比高，功率大的仪器。3）为了有效的发现近表面缺陷和区分相邻缺陷，应选择盲区小，分辨力好的仪器。3）对于室外现场探伤，应选择重量轻，荧光屏亮度好，抗干扰能力强的携带式仪器。

2扫描速度和灵敏度

在用斜探头探伤时，由于只是为了确定缺陷深度，所以不需要调节探伤灵敏度，只需调节增益旋钮使裂纹反射波在荧光屏上大小合适便于分析即可。

3探测方法

在探测前，由于探头底面的磨损，其K值和理论值有一定偏差，因此首先要测量出探头的实际K值和探头前沿L。K值和前沿可用CSK-IA试块测得。在裂纹及周围涂上耦合剂后，沿轴向和径向围绕裂纹前后移动探头，找出裂纹最高回波，调节波高至满屏80%，然后继续后移探头，当裂纹回波降至满屏高40%的时候，根据半波高度法可知，此时超声波刚好打到裂纹的底部。固定探头，开始计算裂纹深度。

4裂纹深度的计算

探头在轧辊上探测的时候探测方向可以分为两个方向，径向和轴向，轴向即探头方向与轧辊轴向平行。当裂纹的最高回波在轴向探测时发现，此裂纹的方向在轧辊的径向上，如下图所示，

根据探头前端至裂纹的距离和K值可以计算出裂纹深度h为：h=

式中L——探头前沿长度，a——探头前端至裂纹的距离，β——横波折射角，K——斜探头的K值，K=tanβ。由上式可知h即为示波屏上裂纹波前沿的刻度读数。

当裂纹的最高回波在径向探测时出现，说明此裂纹的方向在轧辊的轴向上，此时裂纹的实际深度显然和示波屏上的刻度读数不同。如下图所示

5注意事项

?(1)斜探头K值可根据裂纹深度进行选择，深裂纹采用小K值，以缩短声程，减少衰减，提高探伤灵敏度，浅裂纹采用大K值，避免近场区探伤，提高裂纹深度定位精度。(2)探伤裂纹时,必须对裂纹进行双侧探测,以提高裂纹深度定位精度。

6结语

由以上不难看出，超声波在轧辊探伤的作用还是非常明显的。虽然超声波探伤可以比较准确计算出裂纹深度，但检测时应辅以其他探伤方法，例如现在大多数磨床上都安有涡流探伤设备，在涡流探伤检测出裂纹大概位置，然后采用表面波、磁粉或着色探伤来确定裂纹具体位置，最后采用超声波来确定裂纹深度，这样就达到事半功倍的效果，因此在生产应用中，我们应该采用多种探伤方法来提高轧辊的检测速度，从而提高生产效率。

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-全文完-