Инженерные разработки

Диагностический комплекс "Валок-2000"

Одно из наиболее экономически выгодных применений методов неразрушающего контроля – использование их при подготовке прокатных валков. Широко применяющиеся в этой технологии ультразвуковой и вихретоковый методы обнаруживают возникновение нарушений сплошности – трещин, расслоений, раковин. Вместе с тем, эти методы непригодны для прогнозирования технического состояния валка, и, соответственно, не позволяют корректировать и оптимизировать технологию его подготовки.

Коэрцитиметрия – измерение коэрцитивной силы – позволяет существенно дополнить информацию, получаемую классическими методами.

Коэрцитивная сила – такое внешнее магнитное поле напряженностью H, которое необходимо приложить к ферромагнетику, предварительно намагниченному до насыщения, чтобы довести до нуля его намагниченность I или индукцию магнитного поля B внутри. Из физики твердого тела известно, что значение этого параметра связано с состоянием кристаллической структуры материала.

Возможности коэрцитиметрического метода диагностики

Коэрциметрия является единственным доступным методом неразрушающего контроля, позволяющим оценить степень неоднородности свойств поверхностного слоя металла, которая характеризует качество изготовления валка и накопление дефектов рабочего слоя в процессе эксплуатации. На ее значение оказывает влияние:

  • неоднородность химического состава материала;
  • неоднородность кристаллической структуры материала;
  • накопление локальных напряжений.

Важным достоинством метода является усреднение данных по некоторому объему, в котором сосредоточено диагностирующее магнитное поле. Это обеспечивает стабильность и повторяемость результатов диагностики. Отметим также, что диагностическое магнитное поле проникает в глубину материала, что позволяет учитывать состояние не только приповерхностных, но и глубинных слоев материала.

Одним из недостатков метода при использовании ручного переносного прибора является высокая трудоемкость измерений. В предлагаемой конструкции этот недостаток компенсирован параллельными измерениями и автоматизированной обработкой результатов.

Краткое описание

Диагностический комплекс «Валок 2000» включает: многоканальный измеритель коэрцитивной силы рабочего слоя валка, роботизированную систему позиционирования датчиков измерителя и пульт управления. Многоканальный измеритель, разработанный совместно с Институтом Физики Металлов УРО РАН, обеспечивает измерение характеристик рабочего слоя на глубину до 25 мм. Система позиционирования размещается с обратной стороны вальцешлифовального станка и предназначена для управления перемещением датчиков и определения их точного положения на развертке «бочки» валка. Пульт управления и экран для просмотра результатов диагностики могут быть расположены как на шасси комплекса, так и на рабочем месте оператора станка.

Область применения

Комплекс предназначен для диагностики любых видов рабочих и опорных валков листовых станов горячей и холодной прокатки. Он является стационарным и используется в паре с вальцешлифовальным станком, с помощью которого осуществляется позиционирование валка и его вращение в процессе диагностики.

Роботизированный комплекс является масштабируемым, что позволяет использовать его для диагностики валков с шириной бочки от 1 000 до 5 000 мм. Масштабируемость достигается за счет использования разного количества базовых модулей. Такой модуль включает:

  • универсальный манипулятор;
  • универсальный измерительный модуль;
  • систему автоматики, поддерживающую масштабирование за счет изменения количества микропроцессорных контроллеров или модулей связи с платой.

Так, для валков с диапазоном ширины бочки 1 000 – 2 000 мм используется один манипулятор с десятью измерительными датчиками, для валков большей ширины – два манипулятора с общим приводом.

Методика диагностики

Процесс диагностики максимально автоматизирован и сводится к нескольким простым операциям. Оператору необходимо предварительно ввести первичную информацию, и по команде с пульта «начать измерение» производится автоматическое позиционирование датчиков и запускается цикл диагностики. Измерение по всей поверхности осуществляется за один оборот валка вокруг своей оси. Благодаря этому цикл диагностики, включая подготовительные операции, занимает несколько минут. После завершения процесса проводится автоматическая интерполяция результатов с построением распределения коэрцитивной силы; определяются максимальное, минимальное, среднее значения и другие характеристики. Необходимое программное и методическое обеспечение входит в комплект поставки.

На основании полученных данных может быть сделано заключение о качестве изготовления валков и количестве накопленных в процессе эксплуатации дефектов.

Вся история диагностики валков сохраняется, может быть просмотрена и проанализирована специалистами предприятия. Это дает возможность принимать объективные решения, касающиеся корректировки технологии эксплуатации и обслуживания валков, выбора поставщиков валкового оборудования и т.д.

Эффективность

Комплекс позволяет проводить оперативную диагностику валков с выявлением скрытых дефектов рабочего слоя, не определяемых другими способами оперативного неразрушающего контроля. Экономическая эффективность применения комплекса складывается из:

  • обоснованного отклонения валков при обнаружении скрытых дефектов в процессе входного контроля;
  • уменьшения расхода валкового оборудования за счет оптимизации технологии его обработки и эксплуатации;
  • уменьшения количества брака, связанного с поломками валков;
  • повышения эффективности учета и планирования расходов на содержание парка валков.

Цикл диагностики легко интегрируется в стандартную схему обслуживания валков, не требуя создания новых рабочих мест и проведения дополнительных крановых операций с валковым оборудованием.

Наиболее эффективно использование комплекса в составе Автоматизированной системы управления валковым хозяйством, разработанной компанией «Аусферр». Она включает в себя как системы, устанавливаемые на станки, так и централизованную базу данных учета и паспортизации валков и привалковой арматуры. В функции системы входит автоматизация документооборота, связанного с учетом и эксплуатацией валков и привалковой арматуры, паспортизация технического состояния и операций с объектами учета, а также обеспечение связи технического состояния валков и режимов их эксплуатации. Вся история эксплуатации и состояния валков может быть просмотрена с помощью специализированных автоматизированных рабочих мест. У специалистов соответствующих служб предприятия появляется возможность принимать объективные решения, касающиеся корректировки технологии эксплуатации и обслуживания валков, выбора поставщиков валкового оборудования и т.д.

Яндекс.Метрика