RQ-2400A轧辊涡流检测系统

一、技术要求：

1．被检轧辊技术参数：

1)       轧辊材质：Cr2、Cr3、Cr5等合金锻钢和高速钢，以及铸钢等

2)       轧辊直径范围：F100~ 2250 mm

3)       轧辊工作面长度：　　100 ~ 3250 mm

4)       轧辊表面粗糙度：  Ra≤2.25mm          

4)       轧辊表面硬度范围：      60 ~ 98 HSD

5）表面硬度不均匀性：     ±3HSD

2．检测条件：

1）检测相对线速度：      0.8 ~ 1.5米/秒；

2）轧辊转速：                  5~ 50转/分；

3）探头纵向扫查速度：  1000 ~ 1500 mm /分。

3．检测技术参数：

1)       探测覆盖率：    大于100%有效辊面；

2)       检测灵敏度：

a.裂纹：    深0.1X宽0.1X长5 mm纵向缺陷可检（深度可达3mm）；

b.软点：     硬度降低（或升高）4 HSD，面积大于20 mm²可检；

c.剩磁：      大于5高斯可检。

3)       探伤速度：正常情况下，完成一根直径Φ400mm、辊面长1450mm工作辊的检测时间不大于1分钟；完成一根直径Φ1000mm支承辊的检测时间不大于4分钟。

4)       工作频率：  100kHz

5)       工作电压：  AC220±20% V 50 Hz

6)       设备功率：  250W

4．设备特点与使用寿命：

RQ-2400系列轧辊涡流检测设备是此类设备当中目前供方生产的新型号，与以前生产的各类涡流设备相比较，性能更显优越。实践证明，它具备以下多种优点：

（1）     提高了传感器的信噪比，更容易发现轧辊辊面的微小裂纹，性能更加稳定可靠。

（2）     设备降低了涡流对轧辊材质不均匀性和不连续性的敏感度，进一步满足现场的实际需求。

（3）     设备降低了对轧辊辊面微弱磁性的敏感度，对裂纹的指示更加真实。

（4）     设备的备件的互换性提高，所有的部件均可直接替换，维修维护方便。

（5）     可以在磨削过程中实时监测辊面的缺陷情况，进而指导操作人员进行磨削。

（6）     软件采用新的探伤网络版本，能够连入探伤局域网的计算机都可以随时访问各个磨床的所有检测记录，并且有数据分析、多项统计和管理功能。

在现场环境和正常使用条件下，保证轧辊涡流检测设备质量可靠、运行稳定，连续使用的寿命起码大于5年。若更换满寿命期并已损坏的电子产品（如显示器、计算机等），则设备可继续长期使用。检测设备应按照操作使用手册中的规定实施维护保养，供方承诺设备的作业率≥95%。

5．检测、校验与显示：

检测前，操作者可按计算机人机对话检测菜单（中文），在液晶触摸屏上输入被检轧辊的有关参数及磨削加工数据等。在检测过程中，当裂纹、软点及磁点信号指示超过设定值时，设备能自动给出声、光报警，同时在涡流仪器的面板上以光柱方式实时显示缺陷大小，在显示器上以两种图表方式（可选择）实时显示检测结果。

检测完成后，检测探头自动返回原始位置，仪器可以二维坐标和直方图方式显示裂纹与软点的级别（当量值）及其分布，并自动存储所有检测结果供查询或打印输出。

应用校验装置可定期对检测设备实施动态校验，以监控系统状态的稳定性，提高检测结果的可靠性。每次校验时间都在此后的检测中显示，并在新的校验之后予以刷新。校验包括对标准伤的校验值（当量值）和应该达到的标称值，校验者工号或代号，以及校验时间等。

上述所有检测数据和校验结果均保存在计算机中，随时可供查询、统计、分析与判断之用。计算机数据库的存储是海量存储，可满足十年以上的生产需要。

二、设备组成与功能：

1.     检测信号的采集与处理系统：

1)       双通道涡流检测仪：

本仪器是对轧辊表面实施检测，并对各项检测数据进行采集与处理的专用涡流自动检测设备。

a.      信号激励源——为了检测轧辊表面的裂纹与材质的软化变异，也为了使动态检测时的探头与被检表面之间隙保持恒定。通道1与通道2采用分离的信号源，使用不同的工作频率，以便对各类信号均有较高的灵敏度。两路信号源均要求具有较高的频率稳定度和较低的失真，并有较大的功率输出，以减小信号传输电缆的影响；

b.     低噪声高增益放大器——为使探测仪器具备较高的灵敏度，通常应对放大器有很高的要求。本检测仪器设计的低噪声高增益放大器，保证仪器有较大的灵敏度余量，适合不同轧辊的检测需要；

c.      信号滤波器——高灵敏度的仪器必须有效防止外界干扰。本检测仪器采用各种有源滤波器及其组合，将微小的信号通过信号调理、数字化与滤波处理等为计算机数据处理提取有用的涡流信号；

d.     剩磁检测——轧辊表面存在较大剩磁将会影响涡流检测的准确性，尤其对高灵敏度仪器影响更大。本仪器能可靠监测被检轧辊表面的剩磁状况，当剩磁超过5高斯时能报警输出，报警灵敏度可高达小于3高斯；

e.       检测间隙信号的采集与处理——探头与被检工件的间隙变化对高灵敏度的涡流仪器影响很大，为了保证检测的准确性和检测结果的一致性，本设备对间隙信号的采集与处理采用特殊电路，并要求有很好的温度稳定性，以提高检测的准确性。

2)       检测探头——传感器总成：

这是设备系统在轧辊表面实施检测，并采集检测信号的关键器件，包含以下三种传感器：

a.      保持间隙恒定探测头——采用特殊的距离传感器，以采集探测器与轧辊表面之间的距离信 息，并通过反馈电路确保传感器总成与被检件之间的间隙恒定；

b.     差动式涡流探头——由一组阵列式传感器组成，用于探测轧辊表面裂纹缺陷与材质软化信号，它具有灵敏度高与覆盖范围大的特点。RQ-2400系列配置的涡流探头是我司研制的新产品，它经过近3年的现场使用与考验，优点相当明显；

c.      表面材质磁性探测头——采用霍尔效应传感器，检测材质表面剩磁的存在。

3)       管理工控机和接口卡：

管理工控机是整个检测设备的控制和管理中心（工控机的参数：研华IPC610H；CPU PⅣ2.8G；内存512M；硬盘80G；SONY 52X CD-ROM；100M/10M网卡），主要功能有：

a.      检测控制：

探头进入检测位置后，工控机将负责起全部的程序的控制功能，其中包括检测信号的采集和数字化处理、坐标信号采集和表格生成、检测数据的显示和打印、文件的存盘和重新调出等。

b.     间隙自动跟踪：

本设备具备间隙自动跟踪功能，这是在国产设备当中我司独有的技术性能。在检测扫查过程中，当探头与轧辊表面距离大于或小于设定值时，探头升降机构将作自动微调（达±0.015mm），从而保证检测结果的可靠性和准确性；

c.      坐标位置检测：

对缺陷坐标位置的检测，采用沿Z轴方向的纵向坐标和沿圆周方向的周向坐标参数方法，即将轧辊沿纵长方向分为40个区，沿圆周方向分为个8区，整个轧辊表面可以分为320个区。在检测过程中，可将从不同区域所获得的检测数据，存放于计算机里与轧辊表面分区相,对应的数据库中，便于缺陷定位及对轧辊表面质量的分析与统计；

d.     缺陷大小分级：

将裂纹深度分为32级（0.1～3.2），分辨率为0.1当量值；软点等级也分为32级(0.1～3.2)，分辨率为0.1当量值；剩磁检测用“M”符号或绿色块表示该点已超标；

e.     检测结果的打印：

检测结果以表格或者直方图方式打印输出。其中，部分是表达被检轧辊参数的各项数据；第二部分是涡流检测的结果。表格方式是以轧辊表面展开的二维坐标图形式予以显示；直方图方式是以轴向坐标为基线、一维周向位置的显示，并都指出裂纹与软点信号的大小及其所在位置。

4)       报警及探头控制器：

a.      通过仪器面板上的按钮可控制探头的伸缩。当探测传感器接近轧辊表面时，会自动降低前进速度，以利定位。一旦到位则有灯光予以指示；

b.     检测过程中，每当探测器沿轧辊纵向越过一个划分区域时，均能在仪器的控制面板上以灯光闪烁指示，便于实时监测；

c.      检测时，可根据预先设置的报警阈位，以灯光指示或音响警告超标信号的出现。

2.     机械系统：

1)       探测装置：

检测探头（传感器总成）能在固定的框架内按要求自由伸缩，满足需方提出的各种规格轧辊的检测，并具备防潮、防尘功能。

2)       校验装置：

a.      校验装置：由表面刻有人工伤的校验辊和驱动马达等组成。在恒速电路控制下，校验辊能以恒定的线速度转动，可将人工伤信号作为标定整个涡流检测系统初始灵敏度的依据；

b.     恒速控制电路：通过速度反馈控制，达到使校验辊转速恒定的目的；

c.      校验快速悬挂装置：为了方便校正操作，设计了专门的悬挂装置，安装和拆卸十分快捷，需时不超过1分钟。

3.     轧辊管理软件：

RQ-2400A涡流检测设备配置的轧辊管理软件，主要是针对涡流探伤管理的需要而设置的。该软件是一个独立的系统，它的使用不影响需方磨床计算机管理系统的运行。目前我们提供的这套软件属于单机版，将来当现场有多套涡流检测设备，且现场有涡流设备计算机联网的要求时，此软件可由我公司升级为网络版。这样，同一支轧辊在不同磨床上进行磨削、探伤时，就能够做到磨削参数与探伤结果的数据共享。