无损检测技术在轧钢生产中的运用
陈英杰 李小龙
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陈英杰 李小龙,. 无损检测技术在轧钢生产中的运用[J]. 建筑技术学报,2024.9. DOI:10.12721/ccn.2024.157081.
摘要:
轧钢生产作为钢铁产业链的重要环节,其产品质量和生产效率直接关系到国家经济建设和人民生活水平。然而,轧钢生产过程中的复杂性和多变性对产品质量检测提出了更高要求。无损检测技术作为现代工业检测的重要手段,以其非破坏性、高精度和实时性等特点,在轧钢生产中得到了广泛应用。本文旨在探讨无损检测技术在轧钢生产中的应用现状及创新与应用实践,为轧钢生产的质量控制提供新的思路和方法。
关键词: 无损检测技术;轧钢生产;多传感器融合技术;红外检测技术
DOI:10.12721/ccn.2024.157081
基金资助:

引言:

轧钢生产是将钢坯通过轧制工艺加工成各种形状和尺寸的钢材的过程。由于轧制过程中钢材受到温度、压力、速度等多种因素的影响,容易产生裂纹、夹杂、缩孔等缺陷,严重影响钢材的质量和使用性能。因此,如何有效检测和控制轧钢生产中的缺陷,成为提高产品质量和生产效率的关键问题。无损检测技术作为一种先进的检测方法,能够在不破坏材料的前提下,对材料内部和表面缺陷进行检测,为轧钢生产的质量控制提供了有力支持。

1无损检测技术在轧钢生产中的应用现状

1.1超声波检测技术

超声波检测技术是利用超声波在材料中的传播特性来检测材料内部缺陷的一种方法。在轧钢生产中,超声波检测技术主要用于检测轧辊、钢板等部件的内部裂纹、夹杂等缺陷。通过超声波在材料中的反射、透射和散射等信号,可以准确判断缺陷的位置、大小和性质。超声波检测技术具有检测速度快、精度高、适用范围广等优点,已成为轧钢生产中不可或缺的检测手段。超声表面波检测技术主要用于检测材料表面的微小缺陷。由于表面波在材料表面传播时能量集中、衰减较小,因此对表面缺陷的检测灵敏度较高。在轧钢生产中,超声表面波检测技术被广泛应用于轧辊表面缺陷的检测,能够及时发现并处理轧辊表面的裂纹、划伤等缺陷,确保轧制过程的稳定性和产品质量[1]

1.2.磁粉检测技术

磁粉检测技术是利用磁场和磁粉的相互作用来检测铁磁性材料表面和近表面缺陷的一种方法。在轧钢生产中,磁粉检测技术主要用于检测焊接件、轧辊等部件的裂纹、夹杂等缺陷。当磁粉被施加到被检测部件上时,如果部件表面或近表面存在缺陷,磁粉会在缺陷处形成明显的磁痕,从而揭示缺陷的存在。磁粉检测技术具有操作简单、成本低廉、检测灵敏度高等优点,但仅适用于铁磁性材料的检测。

1.3.电磁感应检测技术

电磁感应检测技术是利用电磁感应原理对材料进行非接触式检测的一种技术。在轧钢生产中,电磁感应检测技术主要用于检测钢材的尺寸、缺陷和成分等。通过检测线圈中交流电流产生的磁场与被检测材料中的感生电流之间的相互作用,可以获取材料内部结构和性能的信息。电磁感应检测技术具有检测速度快、非接触式检测、适用于高温高压环境等优点,在轧钢生产中得到了广泛应用[2]

1.4热成像检测技术

热成像检测技术是利用热辐射对物体进行同步观测的一种技术。在轧钢生产中,热成像检测技术主要用于检测高温物质的温度、温度分布和热量等特性。通过热成像仪对被检测物体进行扫描,可以直观地显示物体表面的温度分布和热量变化,从而判断物体内部是否存在异常。热成像检测技术具有非接触式检测、实时性强、直观性好等优点,在轧钢生产中常用于检测轧制过程中的温度变化,确保轧制过程的稳定性和产品质量。

2无损检测技术的创新与应用实践

2.1智能化检测系统的构建

随着人工智能和大数据技术的发展,无损检测技术在轧钢生产中的应用也呈现出智能化、自动化的发展趋势。通过构建智能化检测系统,可以实现对轧钢生产全过程的实时监控和数据分析,及时发现并处理生产中的异常情况。智能化检测系统可以根据生产数据自动调整检测参数和检测策略,提高检测效率和准确性。同时,通过大数据分析技术,能对生产数据进行深度挖掘和分析,为生产优化和质量控制提供有力支持。

2.2多传感器融合技术的应用

多传感器融合技术是将多种传感器采集的信息进行融合处理,以获取更全面、更准确的信息。在轧钢生产中,可以将超声波、磁粉、电磁感应和热成像等多种无损检测技术的传感器进行融合,形成多传感器检测系统。通过多传感器融合技术,可以实现对轧钢生产全过程的全方位、多角度检测,提高检测的全面性和准确性。同时,多传感器融合技术还可以实现不同检测技术的优势互补,提高检测系统的整体性能。

2.3新型检测方法的研发

随着科学技术的不断进步,新的无损检测方法不断涌现。在轧钢生产中,可以积极探索和研发新型检测方法,如激光检测、红外检测、微波检测等。这些新型检测方法具有独特的检测原理和优势特点,可以弥补传统检测方法的不足和局限性。通过研发新型检测方法,可以进一步提高轧钢生产中的检测精度和效率,拓宽无损检测技术的应用领域。

2.3激光检测技术的应用探索

激光检测技术以其高精度、高速度和非接触性在制造业中备受瞩目。在轧钢生产中,激光检测技术可用于钢材的尺寸测量、表面平整度检测以及缺陷识别等方面。通过激光束在钢材表面的反射或散射,可以精确测量钢材的几何尺寸,如厚度、宽度和直线度等。同时,激光扫描技术能够生成钢材表面的三维图像,帮助识别并量化表面不平整度和微小缺陷,如划痕、凹坑等,为质量控制提供更为详尽的数据支持[3]

2.4红外检测技术的深入应用

红外检测技术利用物质表面温度分布的差异进行非接触式测量,特别适用于轧钢过程中高温钢材的温度监测。在轧制过程中,钢材的温度对其组织和性能有重要影响。红外热像仪能够实时捕捉并显示钢材表面的温度分布图,帮助操作人员及时调整轧制工艺参数,如轧制速度、冷却速率等,以优化轧制效果,避免过热或过冷导致的质量问题。此外,红外检测技术还能用于监测轧机设备的温度状态,预防因过热而引发的机械故障。

结束语

无损检测技术在轧钢生产中的应用,不仅提高了产品质量和生产效率,还推动了轧钢工业的技术进步和产业升级。随着智能化、自动化技术的不断发展,以及新型检测方法的不断涌现,无损检测技术在轧钢生产中的应用将更加广泛和深入。同时,还应关注无损检测技术的标准化和规范化建设,确保检测结果的准确性和可靠性,为轧钢产品的市场竞争力和用户满意度提供有力保障。

参考文献:

[1]庞通.轧钢生产中新工艺,新技术的应用研究[J].中国科技期刊数据库工业A,2022.

[2]杨帆.轧钢生产中新工艺及节能技术的应用研究[J].中国金属通报,2022(7):39-41.

[3]郝天宇.无损检测技术在轧钢生产中的运用[J].冶金与材料,2023,43(5):100-102.

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