专利名称：轧辊表面波检测灵敏度调节方法
技术领域：
本发明涉及轧辊检测方法，尤其涉及一种轧辊表面波检测方法。
背景技术：
对于轧辊类工件表面缺陷检测，在应用表面波技术以前，我们对轧辊检测采用传统的检测方法磁粉检测、渗透检测和涡流检测。磁粉、渗透检测无法实现工业自动化，而且都采用目视法检验，效率低，误判、漏判不可避免；涡流检测伪信号多，不易辨别和确认缺陷。日本已开发应用表面波技术，但在灵敏度调节方面仅限于试块调节法，探伤工艺也比较复杂、检测效率较低，不适于在宝钢应用。其他国家还没有相关的资料公布。

发明内容
本发明旨在解决上述缺陷，提供一种轧辊表面波检测灵敏度调节方法。本发明提供一种轧辊表面波检测灵敏度调节方法，通过确立数学模型，达到准确量化测量的目的。本发明是这样实现的，一种轧辊表面波检测灵敏度调节方法，所述调节方法为将轧辊辊身的直角棱边看作无限长和无限深的裂纹，对于轧辊直角棱边反射波的波高与有限长、有限深裂纹的反射波波高之比，以及相同长度，不同深度裂纹的反射波波高与0. 17 λ (λ为表面波波长)深的裂纹反射波波高之比定义公式如下HB/Hf = [Jix/2Ln]0·5 · f 02 (e_a · ζ/λ _b，e_c · ζ/λ ) d (ζ/λ ) / / 0n[(e_a.z/ λ-b，e-c · z/A)d(z/A)]0·5式中Hb-直角棱边反射波波高；Hf-裂纹反射波波高；L-欲探测的最小裂纹长度；η-欲探测的最小裂纹深度d与波长λ之比gp d/λ ；X-反射体至声源的距离；a, b，c-与介质弹性性质有关，决定于泊松比σ的常数；Z-距表面的深度；b，e-c · ζ/ λ :b，是导数，-C · ζ/ λ 是 e 的幂，b，与 e_c · ζ/ λ 是相乘。所述的一种轧辊表面波检测灵敏度调节方法，其特征在于，所述的方法还包括直接在轧辊上调整时基线，然后进行灵敏度的调节移动探头，在距完好无缺陷轧辊直角端面 IOOmm IOOOmm处，使表面波传播方向垂直于轧辊直角端面，使端面棱边反射波波高达到基准高度即满屏20% 50%，再增益规定dB数，同时将草状波控制在不大于满屏的10%， 对不能满足的，降低2 3dB的dB数；其中轧辊直角端面轧辊辊身面与辊身端面成90的端面；
满屏超声波检测仪屏幕纵轴的100%。其表示的是超声反射波波高的幅值，用百分值表示，是相对值。所述的一种轧辊表面波检测灵敏度调节方法，对于轧辊表面缺陷深度的定量和缺陷深度小于2 λ的缺陷，根据下式 Hf/H0.17 = 7. 487η°·5 [ / On (e_a · ζ/ λ _b，e_c · ζ/ λ ) 2d (ζ/λ)]0·5其中λ为表面波波长；作出波高，即增益dB数与缺陷深度的关系曲线，以缺陷长度L = 6. 5mm，深度d = 0. 25 3. 5mm的人工模拟裂纹缺陷试块为基准，用f = 2MHz表面波探头，经试验-数据采集计算而绘制，在设定的灵敏度条件下，发现高于基准波高的缺陷波时，求出其与基准波高的dB差，估算出缺陷的尺寸大小和严重程度。所述的一种轧辊表面波检测灵敏度调节方法，所述基准波高是指将轧辊辊身直角端面的最高反射波高调至满屏的20 50%，再增益一定的dB值，波高为基准波高。所述的一种轧辊表面波检测灵敏度调节方法，其特征在于，所述估算出缺陷的尺寸大小的方法为在具体检测中，把测得的缺陷波高调至基准波高，其与基准波高的差值为一定dB数，为Hf/Hai7的值。本发明轧辊检测中，在规定的灵敏度下进行扫查，Imm长的小缺陷也不会漏检。在设定的灵敏度条件下，发现高于基准波高的缺陷波，求出其与基准波高的dB差，可大致估算出缺陷的尺寸大小、严重程度。结合裂纹探测结果，比对轧辊磨削去除量，发现两者比较相符。实践发现，检测中影响灵敏度调节的因素主要有1.油污的影响2.表面粗糙度和材料组织的影响3.曲面形状的影响4.缺陷位置和形状的影响5.缺陷与探头之间距离的影响。本发明的优越性在于可根据轧辊种类、材质、晶粒度、表面状况、正确选择不同频率的表面波探头、相适应的检测灵敏度，准确检出导致剥落断辊的微小裂纹及其它表面缺陷。可通过对比实验建立量化的灵敏度影响因素关系图表。根据本发明的灵敏度调节方法确定的检测灵敏度，可以发现0. 125mm深度的表面裂纹，根据反射波幅度又可以大致估算裂纹的深度。现在，我们的检测人员都能够根据轧辊种类、材质，晶粒度、表面状况，正确选择不同频率的表面波探头、相适应的检测灵敏度，准确检出导致剥落断辊的微小裂纹及其它表面缺陷。
具体实施例方式下面，通过具体实施方式
对本发明作进一步的说明一种轧辊表面波检测灵敏度调节方法，确立影响检测灵敏度的各因素间的函数关系，其中，将轧辊辊身的直角棱边可看作无限长和无限深的裂纹，对于轧辊直角棱边反射波的波高与有限长、有限深裂纹的反射波波高之比，以及相同长度，不同深度裂纹的反射波波高与0. 17 λ深的裂纹反射波波高之比有如下关系
权利要求
1.一种轧辊表面波检测灵敏度调节方法，其特征在于，所述调节方法为将轧辊辊身的直角棱边看作无限长和无限深的裂纹，对于轧辊直角棱边反射波的波高与有限长、有限深裂纹的反射波波高之比，以及相同长度，不同深度裂纹的反射波波高与0.17 λ (λ为表面波波长)深的裂纹反射波波高之比定义公式如下HB/Hf = [Jix/2Ln]0·5 · f 02 (e_a · ζ/λ _b，e_c · ζ/λ ) d (ζ/λ ) / / 0n[(e_a.z/ λ-b，e-c · z/A)d(z/A)]0·5式中hb-直角棱边反射波波高；Hf-裂纹反射波波高；L-欲探测的最小裂纹长度；η-欲探测的最小裂纹深度d与波长λ之比即d/λ ；X-反射体至声源的距离；a, b，c-与介质弹性性质有关，决定于泊松比σ的常数；Z-距表面的深度；b' e-c · ζ/λ :b，是导数，-C · ζ/ λ 是 e 的幂，b，与 e_c · ζ/ λ 是相乘。
2.根据权利要求1所述的一种轧辊表面波检测灵敏度调节方法，其特征在于，所述的方法还包括直接在轧辊上调整时基线，然后进行灵敏度的调节移动探头，在距完好无缺陷轧辊直角端面IOOmm IOOOmm处，使表面波传播方向垂直于轧辊直角端面，使端面棱边反射波波高达到基准高度即满屏20% 50%，再增益规定dB数，同时将草状波控制在不大于满屏的10%，对不能满足的，降低2 3dB的dB数；其中轧辊直角端面轧辊辊身面与辊身端面成90的端面；满屏超声波检测仪屏幕纵轴的100%。其表示的是超声反射波波高的幅值，用百分值表示，是相对值。
3.根据权利要求1所述的一种轧辊表面波检测灵敏度调节方法，其特征在于，对于轧辊表面缺陷深度的定量和缺陷深度小于2 λ的缺陷，根据下式Hf/H0.17 = 7. 487n°-5[ / On (e-a · ζ/λ-b，e-c · ζ/λ ) 2d(z/λ ) ]0.5其中λ为表面波波长；作出波高，即增益dB数与缺陷深度的关系曲线，以缺陷长度L = 6. 5mm，深度d = 0. 25 3. 5mm的人工模拟裂纹缺陷试块为基准，用f = 2MHz表面波探头，经试验-数据采集计算而绘制，在设定的灵敏度条件下，发现高于基准波高的缺陷波时，求出其与基准波高的dB差，估算出缺陷的尺寸大小和严重程度。
4.根据权利要求3所述的一种轧辊表面波检测灵敏度调节方法，其特征在于，所述基准波高是指将轧辊辊身直角端面的最高反射波高调至满屏的20 50%，再增益一定的dB 值，波高为基准波高。
5.根据权利要求3所述的一种轧辊表面波检测灵敏度调节方法，其特征在于，所述估算出缺陷的尺寸大小的方法为在具体检测中，把测得的缺陷波高调至基准波高，其与基准波高的差值为一定dB数，为Hf/Hai7的值。
全文摘要
本发明涉及轧辊检测方法，尤其涉及一种轧辊表面波检测方法。一种轧辊表面波检测灵敏度调节方法，其特征在于，所述调节方法为将轧辊辊身的直角棱边看作无限长和无限深的裂纹，对于轧辊直角棱边反射波的波高与有限长、有限深裂纹的反射波波高之比，以及相同长度，不同深度裂纹的反射波波高与0.17λ(λ为表面波波长)深的裂纹反射波波高之比定义公式如下HB/Hf＝[πx/2Ln]0.5·∫02(e-a·z/λ-b’e-c·z/λ)d(z/λ)/∫0n[(e-a·z/λ-b’e-c·z/λ)d(z/λ)]0.5；本发明提供一种轧辊表面波检测灵敏度调节方法，通过确立数学模型，达到准确量化测量的目的。
文档编号G01N29/04GK102297897SQ20101021141
公开日2011年12月28日 申请日期2010年6月25日 优先权日2010年6月25日
发明者蒋盛 申请人:上海宝钢工业检测公司