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摘 要：针对目前冷轧辊运行使用过程出现的消耗以及表面波异常问题，文章分析与介绍了研究冷轧辊消耗情况与表面波检测方法的现实意义与实际消耗情况，并提出了表面波的检测方法，其目的是为相关建设者提供一些理论依据。
关键词：冷轧辊；表面波检测方法；贝壳状剥落；带状疲劳剥落
科学技术水平的快速发展，使得各行各业进行经营建设所处的市场竞争环境日趋激烈。以冷轧厂生产金属压延为例，其生产消耗的轧辊是占整个生产过程经济造价的1/4。为提高生产效率，相关建设人员应从实际角度出发，即在明确冷轧辊消耗情况的基础上，找出表面波检测方法优化控制的策略。这是实现企业进行经营建设可持续性目标的重要课题内容，研究人员应将其重视起来，以作用于实践。
一、研究冷轧辊消耗情况与表面波检测方法的现实意义
在对金属进行压延生产建设过程中，轧辊是消耗量较大的工具器件。随着市场经济发展，冷轧加工对辊备件的消耗量增加，使其在金属压延生产中占据的造价成本高达25%。冷轧厂要想实现经营发展的经济效益，需在明确冷轧辊生产建设实际消耗情况的基础上，找出具有针对性的表面波检测方法，以提高轧辊设备的运行使用效率，以降低金屬压延生产的效率。
二、冷轧辊消耗情况分析
研究表明，冷轧辊消耗主要由三种类型组成，即正常消耗、异常消耗以及辊面剥落。其中正常消耗是因磨削而对轧辊表面造成的消耗，如辊印、凹坑以及辊型曲线磨损等。异常消耗则为当轧辊在发生卡钢以及粘钢等轧钢事故后，会受到热冲击而形成较深的小掉肉或是裂缝等表面损伤。辊面剥落消耗则分为贝壳状剥落与带状疲劳剥落。贝壳状剥落是由内裂导致的，即其会在轧制载荷形成的轧辊内部与剪切应力的残余应力作用下，形成裂纹源。而带状疲劳剥落是由表面开裂导致的，即疲劳的初始裂纹形成于表面，并会在因轧制载荷引起的辊面残余压应力与剪切应力的作用下，向既定方向进行皮下延伸[1]。
三、冷轧辊表面波检测方法
冷轧辊辊面缺陷无法用肉眼进行准确判定，为此，相关人员可采用表面波检测方法，来进行缺陷准确区分。表面波是一种在固定介质表面上传播的超声波波型，其由沿波传方向的纵波以及垂直于波传播方向的横波合成。此外，由于其质点振动轨迹为椭圆，因此，其具有横纵波的综合特征，如图1所示。
对于表面波检测使用的仪器与探头来说，因冷轧辊生产企业采用的冷轧辊材质为Cr5，经分析，其表层为淬硬层。由于该材料对轧辊表面波的衰减程度小，因此，其所检测出的辊面光洁度很高。于此，可判断，Cr5适用于表面波对辊面缺陷的检测作业。探头频率越高，作用的波长越短，检测的有效深度就小，这就意味着其材质的衰减程度也越大，从而严重影响表面缺陷的检测能力。为此，生产建设人员应针对锻钢冷轧辊的实际情况，选用探头设备规格为2MHz，8×9mm2。而超声波探伤仪则应采用USM33、58以及60等型号。
在进行检测灵敏度调节过程中，因冷轧辊的光洁度较高，即粗糙度仅为Ra0.4m-0.8m之间。因此，该表面波的灵敏度调节应采用20CrMo的优质锻钢，并在距離探头前端150mm处，对2×2的人工缺陷采用表面波回波波高基准法，来进行调节作业。
对于检测数据信息结构的判定，应在当前灵敏度检测结构的条件下，即波高范围大多处在50%f.s以内，且波形细直占宽近乎为0。据磁粉检测结果显示，通常情况下会与轧辊轴线相平行。从形态角度来看，磁痕较直且均匀清晰。为此，检测人员要对其进行试验，当冷轧辊生产轧辊备件表面出现这种缺陷，并不会影响所扎材板面质量与轧制使用效果。
此过程，还对夹杂表面波波高与裂纹进行了比较，即在轧辊使用材质、辊面粗糙度以及回波距离相同的情况下，表面波的回波声压与以下几点因素相关：首先，与发纹相比，裂纹的长度与深度的影响更大，且具有反射边缘尖锐且反射能力强的特点；其次，辊面缺陷发生性质、表面露头缺陷深度以及皮下缺陷埋藏深度；最后，因发纹深度与宽度均处在几十个微米量级且多数下半部为圆弧，这就使得表面波的部分声容易沿着圆弧通过，并以小部分声能反射返回。值得注意的是，在同一探测灵敏度且回波距离处，裂纹夹杂的回波能量较强且回波高[3]。
四、结语
综上所述，冷轧辊的消耗由正常消耗、异常消耗以及辊面消耗促组成，其中辊面消耗作为影响最为深远的消耗形式。相关建设人员应采用合理仪器材质的表面波检测法，来进行试验处理，即根据不同轧辊使用特点，确定裂纹受哪种因素影响。确定消耗控制的方向，以提高表面波检测方法应用的针对性。这是实现冷轧辊生产企业经济效益目标的关键，相关建设人员应将其作为提升市场环境核心竞争力的手段，以加快行业发展。
参考文献：
[1]张大伟，陈伟.锻钢冷轧辊X射线应力测试中附加应力层研究[J].金属热处理，2015，（09）：203-205.
关键词：冷轧辊；表面波检测方法；贝壳状剥落；带状疲劳剥落
科学技术水平的快速发展，使得各行各业进行经营建设所处的市场竞争环境日趋激烈。以冷轧厂生产金属压延为例，其生产消耗的轧辊是占整个生产过程经济造价的1/4。为提高生产效率，相关建设人员应从实际角度出发，即在明确冷轧辊消耗情况的基础上，找出表面波检测方法优化控制的策略。这是实现企业进行经营建设可持续性目标的重要课题内容，研究人员应将其重视起来，以作用于实践。
一、研究冷轧辊消耗情况与表面波检测方法的现实意义
在对金属进行压延生产建设过程中，轧辊是消耗量较大的工具器件。随着市场经济发展，冷轧加工对辊备件的消耗量增加，使其在金属压延生产中占据的造价成本高达25%。冷轧厂要想实现经营发展的经济效益，需在明确冷轧辊生产建设实际消耗情况的基础上，找出具有针对性的表面波检测方法，以提高轧辊设备的运行使用效率，以降低金屬压延生产的效率。
二、冷轧辊消耗情况分析
研究表明，冷轧辊消耗主要由三种类型组成，即正常消耗、异常消耗以及辊面剥落。其中正常消耗是因磨削而对轧辊表面造成的消耗，如辊印、凹坑以及辊型曲线磨损等。异常消耗则为当轧辊在发生卡钢以及粘钢等轧钢事故后，会受到热冲击而形成较深的小掉肉或是裂缝等表面损伤。辊面剥落消耗则分为贝壳状剥落与带状疲劳剥落。贝壳状剥落是由内裂导致的，即其会在轧制载荷形成的轧辊内部与剪切应力的残余应力作用下，形成裂纹源。而带状疲劳剥落是由表面开裂导致的，即疲劳的初始裂纹形成于表面，并会在因轧制载荷引起的辊面残余压应力与剪切应力的作用下，向既定方向进行皮下延伸[1]。
三、冷轧辊表面波检测方法
冷轧辊辊面缺陷无法用肉眼进行准确判定，为此，相关人员可采用表面波检测方法，来进行缺陷准确区分。表面波是一种在固定介质表面上传播的超声波波型，其由沿波传方向的纵波以及垂直于波传播方向的横波合成。此外，由于其质点振动轨迹为椭圆，因此，其具有横纵波的综合特征，如图1所示。
对于表面波检测使用的仪器与探头来说，因冷轧辊生产企业采用的冷轧辊材质为Cr5，经分析，其表层为淬硬层。由于该材料对轧辊表面波的衰减程度小，因此，其所检测出的辊面光洁度很高。于此，可判断，Cr5适用于表面波对辊面缺陷的检测作业。探头频率越高，作用的波长越短，检测的有效深度就小，这就意味着其材质的衰减程度也越大，从而严重影响表面缺陷的检测能力。为此，生产建设人员应针对锻钢冷轧辊的实际情况，选用探头设备规格为2MHz，8×9mm2。而超声波探伤仪则应采用USM33、58以及60等型号。
在进行检测灵敏度调节过程中，因冷轧辊的光洁度较高，即粗糙度仅为Ra0.4m-0.8m之间。因此，该表面波的灵敏度调节应采用20CrMo的优质锻钢，并在距離探头前端150mm处，对2×2的人工缺陷采用表面波回波波高基准法，来进行调节作业。
对于检测数据信息结构的判定，应在当前灵敏度检测结构的条件下，即波高范围大多处在50%f.s以内，且波形细直占宽近乎为0。据磁粉检测结果显示，通常情况下会与轧辊轴线相平行。从形态角度来看，磁痕较直且均匀清晰。为此，检测人员要对其进行试验，当冷轧辊生产轧辊备件表面出现这种缺陷，并不会影响所扎材板面质量与轧制使用效果。
此过程，还对夹杂表面波波高与裂纹进行了比较，即在轧辊使用材质、辊面粗糙度以及回波距离相同的情况下，表面波的回波声压与以下几点因素相关：首先，与发纹相比，裂纹的长度与深度的影响更大，且具有反射边缘尖锐且反射能力强的特点；其次，辊面缺陷发生性质、表面露头缺陷深度以及皮下缺陷埋藏深度；最后，因发纹深度与宽度均处在几十个微米量级且多数下半部为圆弧，这就使得表面波的部分声容易沿着圆弧通过，并以小部分声能反射返回。值得注意的是，在同一探测灵敏度且回波距离处，裂纹夹杂的回波能量较强且回波高[3]。
四、结语
综上所述，冷轧辊的消耗由正常消耗、异常消耗以及辊面消耗促组成，其中辊面消耗作为影响最为深远的消耗形式。相关建设人员应采用合理仪器材质的表面波检测法，来进行试验处理，即根据不同轧辊使用特点，确定裂纹受哪种因素影响。确定消耗控制的方向，以提高表面波检测方法应用的针对性。这是实现冷轧辊生产企业经济效益目标的关键，相关建设人员应将其作为提升市场环境核心竞争力的手段，以加快行业发展。
参考文献：
[1]张大伟，陈伟.锻钢冷轧辊X射线应力测试中附加应力层研究[J].金属热处理，2015，（09）：203-205.