Методи та способи визначення дефектів при прокатці
Методи та способи визначення дефектів при прокатці.
Зміст
2. Види шлюбу під час прокатки. Способи його попередження………………..2
3. Причини шлюбу та способи його усунення……………………. …………..4
3.1 Другий спосіб визначення зміщення осі прокатки……………..…..5
5. Застосування та принцип роботи вимірювального обладнання………..…..6
6. Дефекти поверхні, обумовлені якістю зливка і литої заготовки (таблиця 1)………………………………………………………………………. .9
7. Дефекти поверхні, що утворилися у процесі деформації.
У металообробці постійно підвищуються вимоги до якості продукції, у зв'язку з цим прогнозування появи дефектів та мінімізація шкідливих наслідків від них залишається актуальним завданням. Для дослідження дефектоутворення та його впливу на наступну технологію використовуються різні методи: оптичної металографії, рентгенівської мікротомографії, фізичного моделювання з наступними розрахунками та застосуванням чисельних методів, або спеціально розробленими кінцево-різницевими способами.
Цей стандарт встановлює терміни та визначення дефектів поверхні прокату з нелегованих та легованих сталей та сплавів: гарячекатаних та кованих прутків круглого, квадратного та шестигранного перерізу, гарячекатаних профілів, листів та смуг, холоднокатаних листів та стрічок, холоднокатаних та холоднотягнутих прутків та профілів форми листів, стрічок та рулонів.
2 Види шлюбу під час прокатування . Способи його попередження
Найчастіше при прокатці простежуються такі види шлюбу: захід сонця, вм'ятини, надмірна хвилястість, раковини і задираки на внутрішній поверхні, відхилення - діаметра і товщини стінки від заданих розмірів.
3 Причини шлюбу та способи йогоусунення
Захід сонця. Під час робочого ходу кліті метал потрапляє у проміжки між калібрами, утворюючи на поверхні робочого конуса гострі бічні виступи. При зворотному русі кліті виступи вдавлюються калібрами в поверхню робочого конуса і залишаються на прокатаній трубі у вигляді рванин, званих заходом сонця. Рваніни розташовані на поверхні труби по спіралі відповідно до кута повороту труби. Утворенню бічних виступів ("усів") на робочому конусі і заходу на трубах сприяють надмірні зазори між калібрами, нерівномірний їх розподіл, недостатня ширина окремих ділянок струмка, невідповідність розмірів оправки профілю струмка, велика виробка струмка по глибині або кидки заготовки, подача заготовки, що перевищує розрахункову, припинення повороту труби, що прокочується. Надмірні зазори між калібрами необхідно зменшити та перерозподілити, користуючись способом, викладеним вище. При недостатній ширині окремих ділянок струмка потрібно знайти місця, де метал "закушує" кромками струмка калібрів. Для цього кліть зупиняють у вихідному положенні. Прискореним рухом патрона заготовку подають вперед на величину, рівну приблизно 1, 5 нормальних подач, потім налаштування кліть перекочують в переднє положення. Необкатаний робочий конус вилучають із табору разом із оправкою та стрижнем. Оглядом поверхні робочого конуса та струмка калібрів досить точно визначають ділянки, де метал переповнює струмок і де необхідно у зв'язку з цим збільшити розвалку. Досягається це розшліфуванням струмка в таборі за допомогою пневматичної роторної машинки моделі СД-8М. Невідповідність розмірів оправки профілю струмка викликає зосереджене обтиснення металу, надлишок якого потрапляє в зазори міжкалібрами. Усунення зазначеного досягається найчастіше установкою нової оправки з великим діаметром її циліндричної частини, тобто збільшенням кута нахилу утворює конуса оправки.
При великому виробленні струмка по глибині і невідповідності ширини струмка висоті (спостерігається при тривалій роботі калібрів) необхідно збільшити розвалку струмка, максимально зблизити калібри, не допускаючи роботи їх в "обкат" (якщо дозволяють розміри труб, що прокочуються) і дещо зменшити подачу. Якщо вказаними заходами заходи сонця не усуваються, необхідно змінити калібри. Способи налаштування стану при нерівномірній подачі або кидках заготовки викладені вище. При припиненні повороту труби, що прокочується, необхідно відрегулювати роботу переднього патрона. Слід враховувати, що заходи на трубах утворюються не тільки з будь-якої з перерахованих причин окремо, але і сукупністю декількох з них.
Вм'ятини на поверхні труб виникають найчастіше в готовій ділянці струмка і при зворотному русі кліті на оправці не розкочуються. Причини утворення вм'ятин: великі зазори між калібрами та крута розвалка у передготовій ділянці струмка, відносне зміщення калібрів у горизонтальній площині, вади на поверхні калібрів.
Для усунення вм'ятин необхідно зменшити крутість розвалки в готовій ділянці струмка, використовуючи для цього роторну шліфувальну машинку СД-8М. Крім того, слід зменшити зазори між калібрами в місцях освіти вм'ятин. Усунення калібрів відносно один одного в горизонтальній площині (рис. 152) викликає підрізи на поверхні робочого конуса в приготованому і калібруючому ділянках струмка. При зворотному русі кліті вони не розкочуються, а залишаються на поверхні труб у вигляді вм'ятин. У цьому випадку необхідно відновити симетрію валків таретельно закріпити у станині робочої кліті касети валкових підшипників.
Вади - зминання на окремих ділянках поверхні калібрів виникають в результаті попадання в зазори між ними уламків металу від труб, що прокочуються. Такі ушкодження спостерігаються найчастіше за низької твердості калібрів. Зім'яті кромки в приготованому або калібруючому ділянках струмка приводять до утворення на поверхні труб вм'ятин. При цьому необхідно зачистити зім'яті краї калібрів і відновити в цих місцях потрібну ширину струмка. Вм'ятини виникають також при надмірній та нерівномірній подачі та кидках заготівлі. Вм'ятини найчастіше спостерігаються при прокатуванні тонкостінних труб.
Надмірна хвилястість. Причинами надмірної хвилястості можуть бути знос поверхні калібруючої ділянки струмка і перетворення його з циліндричного в конічний, неякісна обробка зіва повороту, неправильне налаштування механізму повороту труби. У цьому випадку калібруванням (і налаштуванням) інструменту слід передбачити мінімальне обтискання по діаметру та стінці робочого конуса у готовій ділянці.
При неякісній обробці зіва повороту на поверхні труб з'являються кільцеподібні вм'ятини. Щоб уникнути цього при розточуванні, шліфуванні та поліруванні струмка необхідно зробити плавний перехід від поверхні струмка до зіву. У стані зів шліфують за допомогою переносної шліфувальної машинки.
У разі неправильної установки механізму поворот труби починається тоді, коли труба ще не вивільнена калібрами. На поверхні труб при цьому виходять вм'ятини та поперечні задираки. Правильне налаштування повороту виключає утворення хвилястості з вказаної причини.
3.1 Другий спосіб визначення зміщення осі прокатки
Кліть при цьому перекочують у переднє положення, кулачками переднього патрона затискають ретельно виправлений шматок труби таким чином, щоб її кінець потрапив у виточення на валках. Потім вимірюють відхилення виточення від центру труби. За даними вимірів регулюють валки.
Другий спосіб визначення напрямку та величини зміщення осі прокатки виконується значно швидше порівняно з першим.
Хвилястість збільшується також при нерівномірній подачі та кидках заготівлі. Кільцеподібні відбитки на внутрішній поверхні труб.Кільцеподібні відбитки на внутрішній поверхні труб утворюються у разі, коли стрижень з оправкою відведені назад настільки, що передній кінець оправки потрапляє у готову ділянку струмка. Під час прокатки вістря кінця оправлення наносить на внутрішній поверхні труб кільцеподібні відбитки. Поломка кінця оправки в готовій ділянці також призводить до утворення кільцеподібних відбитків усередині труб.
Запобігання цьому виду шлюбу досягається правильною установкою оправлення, тобто так, щоб передній кінець її (при найбільш віддаленому від калібрів положенні стрижня) знаходився біля зіва повороту, а також систематичною перевіркою стану кінця оправлення під час перезарядки на станах з бічним завантаженням заготовки і контролем якості внутрішньої поверхні труб, якщо огляд оправки утруднений (на станах з тор новим завантаженням заготовки).
4 Шлюб по металу
Шлюб по металу виходить у разі прокатки заготівлі з дефектами - полонами, рванинами, волосинами, стисканнями, глибокими раковинами, задирками. Пороки заготівлі в процесі прокатки не усуваються, а розкочуються, змінюючи контур і глибину залягання.
Заготівлю, що спрямовується на холоднупрокатку слід ретельно оглянути і у разі виявлення дефектів відремонтувати. Тільки за цієї умови можна отримати холоднокатані труби без дефектів, зазначених вище. Видалення дефектів на готових трубах у більшості випадків неможливе через малі розміри труб (особливо утруднене або зовсім неможливе видалення дефектів на внутрішній поверхні) і економічно недоцільне. Застосування піскоструминних апаратів для видалення дефектів на внутрішній поверхні холоднокатаних труб, як правило, не дає потрібного ефекту.
5. Застосування та принцип роботи вимірювального обладнання
Ми розглянемо принцип роботи обладнання на прикладі роботи на прикладі двоклітинного дресирувального стану фірми Rasselstein.
У дресирувальний стан вбудовано наступне вимірювальне обладнання: три рентгенівські системи вимірювання товщини смуги з інтегрованим лазером вимірювання швидкості; два вимірювальні ролики площинності смуги; детектори дефектів кромок та пошуку наскрізних дірок; для вимірювання ширини та положення смуги; для вимірювання вмісту залишкових жирів; для вимірювання та оцінки вібрації; для офлайн-вимірювання площинності та форми смуги.
Вимірювання товщини смуги здійснюється за принципом рентгенівського просвічування матеріалу, що вимірювається, в результаті чого в детектор передається вимірювальний сигнал. Кожен вимірювач товщини, встановлений на стані дресирування, оснащений чотирма детекторами з постійної часу 1 мс. Високошвидкісний вимір детектує з часом сканування 250 мкс. Для визначення швидкості руху смуги кожен вимірник товщини інтегрована лазерна система.
Для оцінки площинності та натягу смуги використовується система роликів. Оцінку площинності смуги в цехах холодної прокаткиза допомогою вимірювальних роликів виробляють вже протягом багатьох років. Всі відомі методи як вимірювана величина використовують розподіл напруги в смузі і застосовні у разі знаходження смуги під натягом. Вимірювання площинності лінії відбувається один раз за оборот ролика. Після математичної обробки отримані значення передаються системи регулювання кліті 1 і кліті 2.
Для виявлення наскрізних дірок і рванин кромок у систему вимірювання товщини смуги на виході дресирувального стану встановлено дві високопродуктивні маленькі камери. Час сканування камер – 30 мкс. Це дозволяє виявляти дефекти розміром до 1 мм за швидкості руху смуги понад 30 м/с. Одночасно з вимірюванням дефектів смуги камери реєструють ширину та положення смуги. Дані про дефекти кромок смуги та наскрізні дірки є критерієм якості рулону, що допускає подальшу обробку в чистових лініях. Якщо дефекти перевищують максимально допустимі значення, то рулон перевіряється, а дефекти усуваються.
Залишки жирів і залишкове забруднення на смузі вимірюється після кліті Метод вимірювання заснований на фізичному ефекті, при якому лінійно поляризовані лазерні промені, залежно від шару олії або жиру, отримують еліптичну зміну рівня поляризації. Це обертання реєструється фотодетектором. Оптична система, еліпсометр, реєструє кут повороту. Якщо маса залишкових жирів становить 20 мг/м2, це відповідає приблизно товщині шару 20 нм.
Системи вимірювання вібрації та оцінка результатів. При прокатці смуги можуть виникати різні види дефектів (через регулярні інтервали часу або на рівних ділянках смуги). На фірмі Rasselstein у прокатний стан на етапі наступної прокатки інтегрована система вимірювання тадіагностики При цьому сигнали якості, такі як зміни товщини смуги та додаткові сигнали про прискорення її руху аналізуються на предмет домінуючої частоти помилок і автоматично порівнюються з матрицями частот помилок.
Для вимірювання вібрації клітей на кожній з них встановлені три датчики прискорення (на головному поперечному напрямку, з боку двигуна та обслуговування та приводу). Час зчитування сигналу товщини лінії становить 1 мс, а сигналів прискорення – 250 мкс. Ці сигнали аналізуються у вигляді швидкого перетворення Фур'є.
Якість продукту та стабільність процесу. Попередні приклади показали можливість визначення параметрів, що характеризують якість смуги безпосередньо у процесі виробництва та можливість використання цих параметрів для його оптимізації, з метою недопущення виникнення відхилень якості продукції. Часто причини недостатньої якості перебувають над виробничому устаткуванні, але в попередньої стадії.
6. Дефекти поверхні, зумовлені якістю зливка та литої заготовки.