کیفیت رول فولادی ریخته گری آلیاژی را چگونه ارزیابی می کنید؟

بازرسی بصری و ابعادی

ارزیابی اولیه یک رول های فولادی ریخته گری آلیاژی با یک بررسی کامل بصری و ابعادی شروع می شود. این مرحله پایه، عیوب سطح را شناسایی می‌کند و اطمینان حاصل می‌کند که رول قبل از آزمایش پیشرفته‌تر، مشخصات فیزیکی دقیقی را برآورده می‌کند. بازرسان با دقت تمام سطح رول، از جمله بشکه و گردن، را برای هر گونه نشانه ای از بی نظمی ریخته گری مانند شن و ماسه، تخلخل گاز، لکه های سرباره، بسته های سرد یا ترک بررسی می کنند. وجود چنین عیوب، حتی اگر سطحی باشد، می تواند به عنوان متمرکز کننده تنش عمل کند و منجر به شکست فاجعه بار تحت بارهای نورد شود. به طور همزمان، ابعاد بحرانی با استفاده از ابزار دقیق مانند میکرومتر، کولیس و اسکنر لیزری تأیید می‌شوند. قطر بشکه، طول، قطر گردن، و تمرکز بر روی تلورانس نقشه تولید بررسی می شود. هر گونه انحراف، به خصوص در فرسودگی یا مخروطی شدن، می تواند باعث ایجاد لرزش در حین کار آسیاب شود که منجر به کیفیت پایین محصول و تسریع سایش یاتاقان می شود.

تجزیه و تحلیل مواد و ریزساختار

کیفیت ذاتی یک رول فولادی ریخته گری آلیاژی با ترکیب شیمیایی و ریزساختار داخلی آن تعیین می شود که مستقیماً بر سختی، استحکام، چقرمگی و مقاومت در برابر سایش آن حاکم است. این تجزیه و تحلیل تأیید می کند که رول از درجه صحیح مواد ساخته شده است و به درستی تحت عملیات حرارتی قرار گرفته است.

تایید ترکیب شیمیایی

تجزیه و تحلیل طیف سنجی، اغلب با استفاده از طیف سنجی انتشار نوری (OES)، برای بررسی درصد تمام عناصر آلیاژی کلیدی انجام می شود. چک معمولی شامل موارد زیر است:

• کربن (C): تعیین کننده اصلی سختی و استحکام.
• کروم (Cr): سختی، سایش و مقاومت در برابر اکسیداسیون را افزایش می دهد.
• مولیبدن (Mo): سختی پذیری و استحکام در دمای بالا را افزایش می دهد.
• نیکل (Ni): چقرمگی و مقاومت در برابر ضربه را بهبود می بخشد.
• وانادیم (V) و نیوبیم (Nb): ساختار دانه را اصلاح کنید و تشکیل کاربید را تقویت کنید.

نتایج باید کاملاً با محدوده درجه مشخص شده مطابقت داشته باشد، زیرا حتی انحرافات جزئی می تواند عملکرد را به طور قابل توجهی تغییر دهد.

آزمون متالوگرافی

یک بخش نمونه از رول (اغلب از انتهای دور ریخته شده یا یک کوپن مخصوص ریخته گری) تهیه می شود، صیقل داده می شود، اچ می شود و زیر میکروسکوپ بررسی می شود. این ریزساختار را آشکار می کند. برای یک رول فولادی ریختگی آلیاژی با کیفیت بالا، ساختار مورد نظر معمولاً یک ماتریس مارتنزیت یا بینیت با پراکندگی یکنواخت از کاربیدهای ریز و سخت است. ارزیابان به دنبال:

• اندازه دانه: ساختار دانه ریز و یکنواخت برای چقرمگی برتر ترجیح داده می شود.
• توزیع کاربید: کاربیدها باید به طور مساوی پراکنده شوند، بدون خوشه ها یا شبکه های بزرگ که می توانند باعث ایجاد ترک شوند.
• اجزای غیر فلزی: مقدار، نوع (به عنوان مثال، سولفیدها، اکسیدها) و شکل اجزاء بر اساس استانداردهایی مانند ASTM E45 رتبه بندی شده است. تعداد کمتر درگیر برای زندگی خستگی حیاتی است.

تست خواص مکانیکی و فیزیکی

این مرحله ویژگی های عملکرد رول را تحت شرایط سرویس شبیه سازی شده کمیت می کند. آزمایش بر روی نمونه های ماشین کاری شده از بدنه رول یا بلوک های آزمایشی متصل که از همان گرما ریخته شده اند انجام می شود.

اندازه گیری سختی

سختی مهمترین ویژگی بررسی شده است که نشان دهنده مقاومت در برابر سایش است. با استفاده از روش‌های استاندارد شده در سرتاسر سطح و عمق بشکه رول اندازه‌گیری می‌شود:

مشخصات سختی ثابت در طول بشکه و از سطح تا هسته (در محدوده های مشخص شده) برای اطمینان از سایش یکنواخت و جلوگیری از پوسته شدن ضروری است.

تست اولتراسونیک و غیر مخرب (NDT)

NDT برای تشخیص عیوب داخلی بدون آسیب رساندن به رول بسیار مهم است. تست اولتراسونیک (UT) روش اصلی است که در آن امواج صوتی با فرکانس بالا به رول منتقل می شود. انعکاس ناپیوستگی های داخلی مانند حفره های انقباض، پارگی داغ یا مناطق غیر همجوشی روی صفحه نمایش داده می شود. یک تکنسین ماهر مکان، اندازه و جهت هر نقص را ترسیم می کند. پذیرش یا رد بر اساس معیارهای از پیش تعریف شده در مورد اندازه نقص، محل (به عنوان مثال، زیرسطح در مقابل هسته عمیق)، و نزدیکی آن به مناطق استرس بحرانی مانند فیله گردن است. سایر روش‌های NDT مانند بازرسی ذرات مغناطیسی (MPI) ممکن است در سطوح سطحی برای آشکار کردن ترک‌های ریز مورد استفاده قرار گیرند.

تاریخچه عملکرد و نظارت ضمن خدمت

برای رول هایی که از قبل در خدمت هستند، ارزیابی کیفیت از تست های آزمایشگاهی به معیارهای عملکرد عملیاتی تغییر می کند. این داده های دنیای واقعی برای تأیید کیفیت اولیه و راهنمایی خریدهای آینده بسیار ارزشمند است. شاخص‌های کلیدی عملکرد (KPI) برای هر مجموعه رول، شامل تناژ کل نورد قبل از نیاز به سنگ‌زنی مجدد، تعداد چرخه‌های آسیاب مجدد به‌دست‌آمده در طول عمر آن، و دلایل حذف نهایی از سرویس (مانند سایش، پوسته شدن، خرابی بلبرینگ گردن) به‌دقت ردیابی می‌شوند. عملکرد ثابت و برتر در کمپین های متعدد از یک سازنده یا مذاب خاص، شاخص قدرتمندی از کیفیت بالا و ثابت است. این داده‌ها اغلب در یک گذرنامه رولی یا گزارش جمع‌آوری می‌شوند و یک تاریخچه زندگی جامع ایجاد می‌کنند که برنامه‌های نگهداری و انتخاب رول برای پایه‌های مختلف آسیاب را به اطلاع می‌رساند.

ممیزی و صدور گواهینامه تامین کننده

ارزیابی کیفیت رول فراتر از محصول فیزیکی به قابلیت و قابلیت اطمینان سازنده گسترش می یابد. ممیزی جامع تامین کننده کل فرآیند تولید را ارزیابی می کند. این شامل بررسی گواهینامه های سیستم مدیریت کیفیت آنها (به عنوان مثال، ISO 9001)، بازرسی شیوه های ریخته گری، کنترل فرآیند ذوب، امکانات عملیات حرارتی، و قابلیت های ماشینکاری است. بررسی گواهی های تست تامین کننده (گواهی های تست مواد یا گواهی های آسیاب) از نظر خواص شیمیایی و مکانیکی الزامی است. یک تامین کننده معتبر قابلیت ردیابی کامل را از شماره حرارت مذاب تا رول تمام شده فراهم می کند. ایجاد یک مشارکت با یک تامین کننده فنی ماهر که بازرسی های دقیق در فرآیند را انجام می دهد اغلب موثرترین استراتژی بلند مدت برای اطمینان از کیفیت رول ثابت است.