Способ подготовки к магнитной диагностике прокатных валков

Изобретение относится к индикации в сочетании с измерением каких-либо материальных объектов и может быть использовано при подготовке к магнитной диагностике поверхности прокатных валков, преимущественно широкополосных станов горячей прокатки.

Магнитная диагностика прокатных валков является в настоящее время одним из самых распространенных методов контроля их внутренней структуры. Особенности магнитной диагностики достаточно подробно расписаны, например, в статье М.А.Мельгуя и др., приведенной в «Тезисах докладов XIII научно-техн. конф. «Неразрушающие физические методы и средства контроля». С.-Петербург, 1993, с.27-28, а также в а.с. СССР №844406 и №974242.

Одной из основных подготовительных операций к магнитной диагностике прокатных валков является разметка и индикация поверхности их бочек, от правильности и точности которой зависит степень достоверности контроля состояния внутренней структуры валков, а также надежность прогнозирования их эксплуатационных свойств.

Известен способ подготовки рабочих валков клетей квартоширокополосных станов (НШПС) горячей прокатки, заключающийся в перешлифовке поверхности бочки валка с регламентированным съемом поверхностного слоя, толщина которого определяется по эмпирической зависимости (см. пат. РФ №2211736, кл. В21В 28/02, опубл. в БИ №25, 2003 г.). Однако этот способ непригоден для подготовки к магнитной диагностике валков.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является способ подготовки к магнитной диагностике листопрокатных валков, заключающийся в индикации развертки по поверхности бочки валка и описанный в статье, опубликованной в журнале РАН «Дефектоскопия», №2, 2004 г., с.3-9.

Этот способ применяется только при сканировании изображения, передаваемого прибором, с помощью которого осуществляется магнитная диагностика валков.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение достоверности результатов упомянутой диагностики.

Для решения этой задачи в предлагаемом способе подготовки к магнитной диагностике прокатных валков, преимущественно широкополосного стана горячей прокатки, включающем предварительное измерение длины L и диаметра D бочки валка и разметку ее поверхности с нанесением не менее 30 меток, в отличие от ближайшего аналога в зависимости от размеров валка по окружности наносят n₁=4...8 меток, лежащих в общей диаметральной плоскости на расстоянии друг от друга, равном а количество этих плоскостей n₂=4...10 и они расположены по длине бочки через равные промежутки при этом за нулевую отметку принимают ближайший к торцу бочки конец шпоночного паза на оси валка, служащего для фиксации перевалочной муфты, а первая и последняя диаметральные разметочные плоскости лежат на расстоянии 30...40 мм от ближайшего торца бочки валка.

Сущность заявляемого технического решения заключается, во-первых, в выборе необходимого числа меток как по длине бочки валка, так и по его окружности, с конкретизацией минимально-допустимого общего количества этих меток, во-вторых, в выявлении необходимости привязки нулевой точки (отметки) к определенной точке валка (не обязательно лежащей на его бочке), что позволяет диагностировать краевые участки бочки валка), и в-третьих, в конкретизации расстояния крайних меток от торцов бочки и допустимого отклонения расстояния между отдельными метками. В результате этого повышается достоверность магнитной диагностики валков.

Опытную проверку предлагаемого способа осуществляли при магнитной диагностике рабочих валков непрерывного широкополосного стана (НШПС) горячей прокатки 2000 и 2500 ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат».

С этой целью при диагностике валков с длиной бочки L=2000 мм и 2500 мм с диаметром D=760...850 мм, осуществляемой с помощью прибора КРМ-ЦК-2М, использовали их подготовку по вышеописанной методике. В опытах варьировали количества меток n₁ по длине бочки валков (т.е. число упомянутых диаметральных плоскостей), n₂ по окружности бочки и их общее количество N=n₁·n₂ (т.е. с изменением расстояний между метками). Кроме того, изменяли точку привязки нулевой отметки на валках и местоположение крайних меток на бочке валков, а также величину отклонения расстояния между отдельными метками. Результаты опытной проверки оценивали по достоверности диагностики путем исследования образцов, отобранных от соответствующих участков бочек валков.

Наилучшие результаты (96...99%-ное соответствие диагностики прямому металлографическому контролю образцов) получены при использовании заявляемого способа подготовки поверхности валков. Отклонения от его рекомендуемых параметров ухудшали достигнутые показатели.

Так, при n₁ и n₂<4 достоверность диагностики не превысила 60%, а при N<30 (в пределах N=20...28) была равной 75...87%. Увеличение же N до 32...60 практически не повысило достигнутый уровень достоверности.

Увеличение «разброса» расстояний между отдельными метками снизило достоверность диагностики до 78...90%, а его уменьшение (±5 мм) не сказалось заметно на точности диагностики, но усложнило разметку поверхности бочек валков и удлинило эту операцию. Было также установлено, что наиболее целесообразно (в аспекте удобства разметки и пользования прибором диагностики) привязывать нулевую отметку к ближайшему от торца бочки концу шпоночного паза на оси валка, служащего для фиксации муфты при замене (перевалке) валков.

Следует признать оптимальным для данного типа валков и расстояние (30...40 мм) от торца их бочки до крайних меток: увеличение этого расстояния уменьшает площадь диагностируемой поверхности, а его уменьшение приводит к ненужному диагностированию бездефектной поверхности бочки (из-за чрезмерного удаления от кромок прокатываемых полос максимальной ширины).

Способ, выбранный в качестве ближайшего аналога (см.выше), в опытах не проверялся из-за его непригодности для подготовки поверхности листопрокатных валков к магнитной диагностике. Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущество перед известным объектом.

По данным технико-экономических исследований, проведенных в Центральной лаборатории ОАО «ММК», использование заявляемого способа при магнитной диагностике валков листопрокатных станов комбината позволит повысить достоверность этого контроля, что повысит срок службы валков не менее чем на 10% при соответствующем сокращении производственных расходов.

Пример конкретного выполнения

Предлагаемый способ применяется при подготовке к магнитной диагностике рабочих валков НШПС горячей прокатки 2000. Длина бочки валков - 2000 мм, их диаметр D=800 мм.

По длине бочки делается 8 меток, а по ее окружности - 6, т.е. n₁=8, n₂=6; N=48. Крайние метки отстоят от торцов бочки на расстоянии 35 мм, т.е. расстояние между отдельными метками по длине бочки составляет: (2000-2·35):7≈276 мм. Отклонения от расстояний между метками по длине бочки ±15 мм, по ее окружности ±20 мм (при l=πD/n₂=π·800/6≅419 мм).

Привязка нулевой отметки - к ближайшему от торца бочки концу перевалочного паза со стороны управления станом.

Способ подготовки к магнитной диагностике прокатных валков, преимущественно широкополосного стана горячей прокатки, включающий предварительное измерение длины L и диаметра D бочки валка и разметку ее поверхности, отличающийся тем, что в зависимости от размеров валка по окружности бочки наносят метки в количестве n₁=4...8, лежащие в общей диаметральной плоскости на расстоянии друг от друга, равном l₁=πD/n₁±20 мм, а количество таких плоскостей n₂=4...10 и они расположены по длине бочки через равные промежутки l₂=L/n₂±15 мм, при этом общее количество меток не менее 30, первая и последняя диаметральные разметочные плоскости лежат на расстоянии 30...40 мм от торцов бочки валка, а за нулевую отметку принимают ближайший к торцу бочки конец выполненного на оси валка шпоночного паза, служащего для фиксации перевалочной муфты.