筒體卷圓后表面凹坑的成因及對策分析

沙 勇 張彭博

（歐薩斯能源環境設備（南京）有限公司，江蘇南京210058）

0 引言

近期，某公司制造了多臺容器，其中一張鋼板（規格56mm×2 460mm×6 800mm，材質Q345R）在筒體卷圓后，發現其表面有許多凹坑，內表面尤為嚴重，局部區域的凹坑深度甚至已超過公差范圍，嚴重影響了產品的使用安全及預期交付時間。

本文通過對凹坑缺陷成因的具體分析，找出了產生問題的根源，并提出了相應的解決措施，對筒體卷制企業有一定的借鑒作用。

1 卷圓筒體表面凹坑的特征

筒體在卷板過程中，發現有大量氧化皮脫落，卷板內表面有大量凹坑，直徑約10～50 mm，深度約1～2mm，面積約占整張板面的1/5左右，凹坑缺陷嚴重超標，形貌如圖1和圖2所示。若筒體外表面僅有少量凹坑，外觀質量基本滿足規范要求。

圖1 表面凹坑形貌之一

圖2 表面凹坑形貌之二

從圖1可看出，凹坑邊緣有尖銳的線段和棱角，形貌光滑，有金屬光澤，有的凹坑邊緣呈三角、圓形狀，此情況基本在卷圓筒體內表面居多。而圖2所示的凹坑缺陷表現為凹凸不平，有的凹坑內有異物，形狀呈流線狀，邊緣線圓滑。

2 凹坑產生的原因分析

卷圓筒體表面產生凹坑的原因大致可分為2個方面：一方面，多數是卷圓過程中操作不當引起的筒體內表面產生凹坑。如筒體卷圓過程中脫落的氧化皮未及時清除而壓入筒體表面形成凹坑，卷板機的輥軸上表面凸起在卷圓過程中形成凹坑。另一方面，也與鋼板原材料表面質量有很大關系，如表面的翹皮、軋制氧化皮等。其中，對于卷圓工藝操作是筒體加工制作企業可控的；對于原材料，作為筒體的制作企業應對其進行必要的檢驗，將不符合標準規范要求的材料盡可能前期識別出來，并加以隔離處理。

2.1 脫落的氧化皮被壓入筒體表面形成的凹坑

從實際卷圓過程中可以看到，在卷圓的初始階段會有大量的氧化皮脫落下來，如果清理不及時，氧化皮就堆積在筒體的內部和卷板機的上輥軸之間，在卷曲壓力的反復作用下，堆積的氧化皮被擠壓壓入筒體內側表面，脫落后形成凹坑。

從凹坑的形貌看，凹坑有被外物壓入的痕跡，表面尖銳，有金屬光澤。如果是筒體外表面脫落的氧化皮直接掉下，不會堆積在筒體表面，也就不會有氧化皮壓入筒體外表面的現象發生，這也正是導致卷圓筒體內表面凹坑較多的原因所在。

2.2 卷板機輥軸表面凸起形成的凹坑

卷板機輥軸的表面質量對筒體表面的質量也有較大影響。在卷板現場，可發現卷板機輥軸表面局部有凸起，此凸起在筒體卷圓過程中會壓入筒體表面進而形成凹坑，經過與輥軸上的凸起形貌比較，此種凹坑缺陷的形貌和輥軸上的凸起完全一致。

2.3 鋼板表面的質量缺陷形成的凹坑

鋼板表面的質量缺陷，特別是翹皮、軋制氧化皮等，如果清理不干凈，會造成卷板筒體表面形成凹坑。在鋼板卷制時，筒體表面發生彎曲變形，而氧化皮沒有金屬的延展性，比較脆，被擠壓變形破碎，大部分便“蹦”出了筒體表面，形成無規則的凹坑。對于一些翹皮，盡管其與板材基體相連，但另一端由于已經與基體分層，卷制時，板材被彎曲，在應力的作用下，一些翹皮端部就脫離了板材基體表面，造成一些凹坑缺陷。

之所以會產生上述的缺陷，這與板材的生產工藝有很大的關系。數十噸鋼坯在出爐開坯時，由于板坯溫度很高，在板坯表面會產生大量焦化的、比較厚的氧化皮。由于溫度太高，通常采用高壓水將氧化皮沖干凈，然后再軋制，由于溫度高，板坯處于奧氏體化區，比較軟、容易變形，而沒有被高壓水沖洗干凈的氧化皮，便被后道工序的軋輥碾壓進板材表面，經過多道次的軋輥碾壓，氧化皮就被牢牢地嵌進了板材表面的金屬中。由于是中厚板，需經正火或調質處理，鋼板經熱處理后表面會形成氧化層，該氧化層與熱軋時嵌入鋼板的氧化皮顏色一致，加上又沒明顯的“紋痕”，因此在板材入廠外觀檢查時，就很難發現該類缺陷。

3 防止形成凹坑缺陷的措施

針對以上卷圓筒體表面凹坑的成因，提出了以下一些簡單實用的解決辦法。

3.1 卷圓前筒體表面質量的處理

在進行卷圓前，對鋼板表面進行噴砂處理，使鋼板表面的翹皮、軋制氧化皮等缺陷暴露出來，這樣便于作業者及早作出判斷，進而采取適當的處理措施。實踐證明，經噴砂處理的筒體板卷圓后內表面凹坑缺陷明顯減少。

3.2 卷圓過程中及時清理脫落的氧化皮

在卷圓過程中，要及時清掃脫落的氧化皮，防止氧化皮堆積，每卷一圈都應清掃，特別在卷圓前期，清理特別重要。清理一定要及時、干凈、徹底。實踐表明，及時清理脫落的氧化皮大大減少了凹坑缺陷的產生。

3.3 將檢查卷板機輥軸的表面質量作為制度且有效執行

卷板機輥軸的表面質量對卷圓筒體的表面質量影響很大，生產中由于鋼板的起吊比較頻繁，鋼板容易撞傷輥軸表面，局部會形成凸起。被卷圓的鋼板表面若沒清理干凈，可能會攜帶一些硬質異物而粘附在輥軸表面形成凸起。因此，在筒體板卷圓前，應及時檢查輥軸的表面質量，必要時進行光照檢查，對輥軸表面有凸起的地方，應采用細砂紙進行打磨拋光，處理要圓滑過渡，確保輥軸的表面弧度。將檢查卷板機輥軸的表面質量作為卷板操作的步驟之一是很有必要的。

3.4 選用筒體板質量較好的廠家

對筒體板的采購應盡量選用質量比較好的廠家。對于比較重要的訂制筒體板，必要時，還應派人現場見證工藝生產過程，以防止鋼板在壓軋過程中，由于高壓水除“鱗”不徹底，造成二次氧化皮壓入板材基體，進而造成后續卷圓時形成表面凹坑。

4 結語

本文通過分析及實踐表明，卷圓后的筒體表面凹坑缺陷大多是由于筒體板卷制過程中脫落的氧化皮清理不及時造成的，少數凹坑缺陷是由于筒體板本身制造過程中氧化皮沖洗不徹底壓入筒體形成的，另外還有極少數凹坑是由于卷板機輥軸表面存在凸起造成的。本文根據凹坑缺陷產生的原因，提出了比較經濟實用的解決措施，在實際應用中極大地避免了卷圓筒體表面凹坑缺陷的產生，提高了產品質量。