王 中
马鞍山十七冶工程科技有限责任公司，安徽马鞍山 243000
摘要：轧辊是钢厂轧钢设备上的最关键部件，由于轧辊常工作在恶劣的环境下，承受强大轧制力，表面承受轧材的强力磨损，反复被热轧材加热及冷却，经受温度变化幅度较大的热疲劳作用。经过一段工作时间以后，轧辊会发生失效。由于轧机检修时间紧，根据现场实际及技术要求需对在役轧辊采用超声波检测技术进行检测。
关键词：轧辊；在役；失效；超声波检测； 检测灵敏度；裂纹；缺陷。
0、前言
轧辊是钢厂轧钢设备上的最关键部件，其轧辊质量的好坏、使用寿命的长短影响到轧机的作业率、钢材的质量、维修费用等，由于轧辊常工作在恶劣的环境下，承受强大轧制力，表面承受轧材的强力磨损，反复被热轧材加热及冷却，经受温度变化幅度较大的热疲劳作用。经过一段工作时间以后，轧辊会发生失效。其轧辊主要失效形式有热疲劳引起热龟裂和剥落、辊身表面磨损、轧辊断裂等。
1、在用轧辊超声检测工艺技术
轧辊按使用的环境有冷轧辊和热轧辊，由于在役轧辊在恶劣的环境下运行，为避免轧辊失效产生恶性事故，因此钢厂每次大检修时需对轧辊进行检测，针对在役轧辊可能产生失效形式，制定超声波检测工艺，对在役轧辊主要采用纵波周向检测、横波径向和轴向辅助检测。
1.1 超声检测前准备
1.1.1 超声波探伤仪的技术要求因符合JB/T10061的规定，频率范围至少应为0.5～5 MHz。选用满足标准规定的PXUT-350+型数字式超声波探伤仪。
1.1.2轧辊超声探伤时，主要使用纵波直探头，晶片尺寸为Φ14~Φ28mm, 根据在役轧辊现场实际，为避免出现“林状回波”，提高信噪比，探头选择频率为2.5MHz，考虑探头与工件接触耦合纵波直探头用2.5P14Z。为了探测与探测面成一定倾角的缺陷，采用一定K值横波斜探头进行探测，探头选择为2.5P13×13K1.0单晶横波斜探头。
1.1.3 对比试块的选择：纵波直探头采用工件本体完好位置进行，横波斜探头对比试块选用CSK-ⅠA、CSK-ⅡA-2。
1.1.4 耦合剂的选择：采用透声性好的耦合剂机油。
1.2 仪器扫描速度和检测灵敏度的调节
1.2.1 扫描速度调节
调节扫描速度时，一般要求第一次底波前沿位置不超过水平刻度极限的80%，以利观察一次底波之后的某些信号情况。纵波直探头扫描速度的调节采用工件本体完好位置进行，横波斜探头扫描速度的调节在标准试块和对比试块CSK-ⅠA、CSK-ⅡA-2上进行。
1.2.2 检测灵敏度的调节
1.2.2.1 纵波直探头检测灵敏度调节
轧辊的扫查灵敏度不低于最大检测距离处的Φ2mm平底孔当量直径。纵波直探头调节检测灵敏度利用工件底波来调节，当工件被探伤部位厚度X≥3N,且工件为圆柱曲底面时，
对于实心轧辊，同距离处底波与平底孔回波的分贝差为：△dB=20lg(2λx/πd2) （x≥3N）
对于有通水孔轧辊，同距离处圆柱曲面底波与平底孔回波的分贝差为：△dB=20lg(2λx/πd2)+10lg d/D （x≥3N）
1.2.2.2 横波斜探头检测灵敏度调节
采用在标准试块和对比试块CSK-ⅠA、CSK-ⅡA-2上进行检测灵敏度调节。
1.3 轧辊超声波检测方法
1.3.1 纵波直探头检测
因在役轧辊结构尺寸因素影响，采用纵波直探头作径向检测（图1A），将探头置于轧辊的外圆作全面扫查，以发现轧辊中的纵向缺陷。
1.3.2 横波斜探头检测
当缺陷呈径向且为单片状时，采用横波斜探头作周向及轴向检测（图1B、C），考虑到缺陷的取向，检测时探头应作正、反两个方向的全面扫查。
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1.4 缺陷位置和大小的测定
1.4.1 缺陷位置的测定：主要采用纵波直探头检测，根据示波屏上缺陷波前沿所对的水平刻度值τ和扫描速度1：n来确定缺陷在工件中的位置。缺陷至探头的距离为：x=nτ，
斜探头检测可根据示波屏上缺陷波前沿所显示值来确定缺陷在工件中的位置。斜探头外圆周向检测圆柱曲面时，缺陷的位置由深度H和弧长L来确定，显然H、L与平面工件中缺陷的深度d和水平距离l是有较大差别，当探头从圆柱曲面外壁作周向检测时，弧长L总比水平距离l值大，但深度H却总比d值小，而且差值随d值增加而增大。
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1.4.2 缺陷大小的测定：
1.4.2.1 对于尺寸小于声束截面的缺陷一般用当量法定量。
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2. 检测回波的判别
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3．结束语
通过采用超声波检测技术进行有计划和定期对在役轧辊进行检测，对消除和减少轧辊的剥落、爆辊及断辊等恶性事故，降低轧辊的无效损耗，提高轧辊的使用效能，起到了关键性的作用。并为退役轧辊在后期修复再利用提供技术支持。
参 考 文 献
［1］ 郑晖 林树青 主编， 超声检测(第二版)［M］. 北京：中国劳动社会保障出版社，2008