滲透探傷法在連軋鋼板表面質量檢測中的應用

米鴻偉

（河鋼邯鋼集團，河北 邯鄲 056000）

隨著經濟發展，工業發展迅猛，鋼因具有強度較高、通用性及耐用性較強、價格低廉等優點，成為工業生產中最重要的原材料之一，促使我國鋼業迅猛發展，迎來鋼業發展的“黃金時期”[1]。但是隨著生產出的鋼不斷增加，許多鋼廠紛紛占地建廠或擴廠，導致我國鋼行業出現自律性差、競爭混亂、重復擴建生產線、產品及結構單一化等不良現象，更是導致鋼產能嚴重過剩，供大于求，為解決鋼行業存在的這些問題，對鋼行業生產線、產品及結構進行調整，改變鋼行業的生產模式，從而研究出連軋的生產方式。連軋是對同一架鋼，在額定時間通過數架軋機，與每架軋機通過的軋件面積相等的軋制方法，需要對鋼進行熱軋、冷軋、定型的一個過程。但是在使用機器加工的過程中，存在鋼板坯表面有裂痕、檢測合格率低、質量不過關等問題，因此需要對加工好的鋼板坯的表面質量進行檢測。而滲透探傷法操作簡單，不需要復雜設備，費用低廉，缺陷顯示直觀，具有相當高的靈敏度，可以發現寬度1微米以下的缺陷，不受材料組織結構和化學成分的限制，因此在檢測連軋鋼板表面質量中使用滲透探傷法[2]。滲透探傷法不僅可以保證鋼板坯的質量，還可以降低成本，提高檢測效率，節約檢測時間。因此研究滲透探傷法在連軋鋼板表面質量檢測中的應用。

1 滲透探傷法在連軋鋼板表面質量檢測中的應用

滲透探傷法是檢測連軋鋼板表面質量的一種常用方法，可以檢測出材料表面的缺陷。一旦檢測連軋鋼板表面存在缺陷，滲透探傷法就是利用毛細現象，將滲透液滲入材料表面，只要連軋鋼板表面存在缺陷，用清洗劑清洗連軋鋼板表面的滲透液，再用白色的顯像劑將連軋鋼板內里的滲透液吸出到連軋鋼板表面顯示出來，從而達到檢驗連軋鋼板表面質量缺陷的目的[3]。

1.1 連軋鋼板表面處理

滲透探傷法檢測連軋鋼板表面質量結果是否精準，與連軋鋼板表面缺陷程度和受污染程度有關。需要檢測的連軋鋼板表面質量都是剛生產出來的，在其表面會存在很多污物，例如機加工零件抗腐蝕劑、潤滑劑和其它含有有機成分的液體；鐵銹、飛濺金屬、灰塵、油漆等，這些污物會影響滲透液對材料表面的潤濕、阻礙滲透液滲入缺陷、滲透液從缺陷中回滲，導致檢測結果出現失誤。因此清除連軋鋼板表面的所有污染滲透探傷檢測是非常重要的，在檢測連軋鋼板表面質量時，必須對連軋鋼板表面進行清理。對連軋鋼板表面處理時，不能使用噴砂、噴丸處理，會致使連軋鋼板表面缺陷處堵塞，致使檢測無效或效果不佳[4]。只能采用打磨等方法處理連軋鋼板表面污物。為了節約檢測時間，將連軋鋼板放置在專用的檢測臺上，用打磨機對其磨削，打磨的幅度為檢測的連軋鋼板表面及四個側面。在室溫或近室溫條件下使用清洗劑清洗打磨過的連軋鋼板，清洗后，用干凈的抹布擦干凈連軋鋼板表面的污物和過量的溶劑，并吹干或自然干燥，直至連軋鋼板表面充分干燥時，進行下一個步驟。

1.2 滲透

滲透探傷法中的滲透劑一般由顏料、溶劑、乳化劑和多種改善滲透性能的附加成分組成，具有滲透力強、顏色鮮艷、清洗性能好，并易于被顯像劑從缺陷中吸出的特點[5]。在使用滲透探傷法檢測連軋鋼板表面質量時，不允許將不同種類的探傷滲透液混合使用，因為滲透液只按靈敏度確定差別，因此需要根據連軋鋼板情況選擇合適的滲透液。在使用滲透液前，必須將滲透液搖勻，注意滲透時間和環境溫度，檢測現場溫度必須在10～50℃，滲透時間不得少于5min或使用滲透劑使用說明書中規定的滲透時間。確定好滲透液的時間和溫度后，使用噴、刷、浸等方法將滲透劑涂敷在檢測區域，噴灑時，滲透液需距離連軋鋼板表面15至20公分的距離，控制角度，將連軋鋼板表面覆蓋住，將連軋鋼板表面保持在全部潤濕的狀態，在檢測過程中，必須時刻注意檢測室溫度，溫度越低，要求滯流的時間就越長，在3℃～15℃范圍時，滲透時間可延長到12 min～20 min，從而讓滲透劑能夠充分的滲入到材料的里面，達更好的滲透效果，當連軋鋼板表面張力與接觸角成一個恰當值時，滲透液效果最佳[6]。使用后乳化型滲透液時，可用噴、澆、浸的方法將乳化液噴灑在連軋鋼板表面。但是后乳化型滲透液合適的乳化時間必須通過試驗確定。

1.3 清洗去除

使用滲透探傷法檢測連軋鋼板表面質量時，必須使用滲透液，在使用滲透液后，就必須清楚連軋鋼板表面多余的滲透液，在這過程中，需要使用去除劑。去除劑可以去除零件表面多余的滲透液，其特點是無腐蝕、無毒，不干擾滲透劑功能[7]。

在滲透液達到規定時間后，應清除殘留在被檢測表面上的滲透劑，但是在清除過程中，既要去除掉所有的滲透劑，也不能清除不足造成對缺陷痕跡的識別困難，更要防止過度清洗。在使用清除劑前，也要將清除劑搖勻，在距離連軋鋼板表面15至20公分處噴灑清除劑[8]。清除清除劑時，用干凈的抹布蘸清洗劑在同一方向重復擦除，在擦試中不能向各個方向的反復擦拭，如果連軋鋼板表面是光滑的，可以使用紙巾或抹布擦洗，表面粗糙的，可先用紙巾或抹布沾濕然后用它去擦拭工件。直到大部分滲透劑被去除后，再用沾有少量溶劑的布或紙輕輕擦拭殘留的滲透劑。清除劑除非使用的是水洗型和后乳化型，可以使用噴水方法清除，在清除過程中，水壓不能過0.345MPa，水溫不能超過40℃，否則不可以使用清洗劑直接沖洗連軋鋼板表面，從而避免過度清洗。

1.4 干燥

使用清除劑去除連軋鋼板表面上的滲透液后，必須對連軋鋼板表面進行干燥處理，而且不能加熱干燥，只能用干凈材料吸干、熱風吹干和自然干燥，在對連軋鋼板表面干燥時，溫度不能超過50℃，干燥時間在7min～10min之間。否則會造成滲透液中染料變質，不能形成缺陷顯示。

1.5 顯象

顯像劑必須滿足顯像粉末呈微粒狀，易形成均勻薄層，具有吸濕能力強，吸濕速度快；性能穩定、無腐蝕、對人體無害等特點[9]。顯像過程是利用顯像劑將連軋鋼板表面缺陷處的滲透劑吸附至零件表面，并加以放大，從而產生清晰可見缺陷圖像，是滲透檢測中非常重要環節。經過清除劑清除干燥后，必須立即使用顯像劑。在使用顯像劑前，必須將上一步的滲透劑擦干凈，對顯像劑用力并且均勻地搖勻，促使顯像粉末在揮發溶劑中得到充分均勻地溶解、懸浮。在噴灑時，顯像劑應距離連軋鋼板表面300mm至400mm處，成30度至40度的角，在噴涂時，手不能抖動，顯像劑的厚度應適當、均勻，不能在同一處反復多次噴涂，現場溫度在10～50℃范圍，顯像時間一般為7min。否則會造成連軋鋼板表面回滲嚴重，過分顯示顯像，導致檢測結果出現偏差。

1.6 觀察記錄

在對連軋鋼板表面噴涂顯像劑后，對連軋鋼板表面檢測結果的評定須在滲透液滲出后的7～30min內完成。當連軋鋼板表面顯示出跡痕時，需要先確定跡痕的真偽，確定是連軋鋼板表面存在的缺陷后，再宏觀觀察顯象顯示出的特征和大小，必要時可以使用5～10倍放大鏡觀察，并對缺陷跡痕記錄進行記錄，如果顯示跡痕的大小不發生變化，則可超過上述時間，再對跡痕在白光強度大于350lx的條件下進行，將顯示出來的跡痕用卷尺將其跡痕的尺寸大小量出來，對受檢的連軋鋼板表面缺陷位置加以標記。

1.7 清理

檢測結束后，為防止殘留的顯像劑腐蝕連軋鋼板表面，影響連軋鋼板的使用，采用刷洗、噴氣、噴水或使用布、紙等物質清除顯像劑，恢復連軋鋼板原貌。

2 實驗論證分析

為保證本文提出的連軋鋼板表面質量檢測方法的有效性，進行實驗論證分析。因為主要研究的是連軋鋼板表面質量合格情況，檢測結果就必須具有極高的準確率，所以將連軋鋼板表面質量檢測結果的準確率作為連軋鋼板表面質量檢測方法的衡量指標，因此通過判定檢測連軋鋼板表面質量檢測結果的準確率，對比論證本文提出的連軋鋼板表面質量檢測方法與傳統質量檢測方法。在實驗過程中，保證鋼板生產過程一致，鋼板參數一致，實驗結果如圖1所示。

圖1 質量檢測結果準確率對比圖

從圖1中可以看出，本文提出的連軋鋼板表面質量檢測方法檢測結果準確率在80%～100%之間，最低一次檢測結果準確率在第四次實驗，檢測結果準確率為83%，最高一次檢測結果準確率在第二次實驗，檢測結果為95%，平均檢測結果準確率在89.6%；而傳統檢測方法檢測結果準確率在60%～80%之間，最低一次檢測結果準確率在第一次實驗，檢測結果準確率為60%，最高一次檢測結果準確率在第三次實驗，檢測結果為80%，平均檢測結果準確率在70%；本文提出的連軋鋼板表面質量檢測方法檢測結果準確率與傳統檢測方法檢測結果準確率最大差為30%，最小差為5%，平均差為19.6%。由此可見本文提出的連軋鋼板表面質量檢測方法檢測結果準確率比傳統檢測結果準確率高19.6%，可以得出更準確的連軋鋼板表面質量檢測結果，保證連軋鋼板表面質量，從而提高鋼板的生產率、降低成本、節約生產時間。

5 結束語

綜上所述，當前社會的鋼產業處在供大于求的狀態，為解決這一現狀，研究出連軋法生產鋼板，改變傳統鋼產業模式，但是連軋法生產的鋼板表面容易存在缺陷，因此研究滲透探傷法在連軋鋼板表面質量檢測中的應用具有十分重要的意義。本文對連軋鋼板表面質量檢測的研究還存在諸多不足，有很大的改進空間。但是對于目前鋼產業的現狀，還需不斷深入研究連軋鋼板表面質量檢測，降低成本，提高檢測效率，節約檢測時間。