無縫鋼管軋制中遇到的問題及解決辦法

時間：2018-11-29作者：昆山兆豐利機(jī)械配件有限公司瀏覽：148

很多年來，在擠壓、鍍鋅、拔絲等生產(chǎn)過程中對圓形產(chǎn)品的直徑在線檢測一直是標(biāo)準(zhǔn)操作。多數(shù)情況下，使用的是測徑儀或帶計(jì)算機(jī)控制顯示器的照相機(jī)，其典型測量公差大約是幾微米。這些儀器正越來越多地被用在精整工序上，例如棒材的無心磨光、修整等。

但是，在生產(chǎn)熱軋管時，因?yàn)榄h(huán)境惡劣，直徑大，這些儀器使用得相對很少。本文旨在說明，以上惡略環(huán)境下的鋼管外徑尺寸的檢測，并通過其與上位機(jī)聯(lián)機(jī)通訊功能，為控制系統(tǒng)實(shí)時輸入測量數(shù)據(jù)，從而達(dá)到控制，測徑儀在無縫鋼管生產(chǎn)廠使用，并且使用得很成功。

由整塊金屬制成的，表面上沒有接縫的鋼管，稱為無縫鋼管。根據(jù)生產(chǎn)方法，無縫管分熱軋管、冷軋管、冷拔管、擠壓管、**管等。較大直徑達(dá)650mm，較小直徑為 0.3mm。

顯而易見，如果一個系統(tǒng)能同時測外徑和壁厚，這將是一個理想的系統(tǒng)。但是，從目前這代儀器的工作原理看， 如果測量公差要求嚴(yán)的產(chǎn)品是不可行的。所以，本文主要介紹了外徑的在線測量及壁厚、外徑、內(nèi)徑的離線檢測。

1、無縫鋼管遇到的問題

在實(shí)際生產(chǎn)條件下準(zhǔn)確測量鋼管外徑并不是一件容易事。生產(chǎn)條件是：

——高溫，典型溫度是700℃~ llOO℃或較高；

——高速；

——有徑向位移和振動；

——管端有變形；

——有氧化鐵皮；

——蒸汽和煙霧；

——有水花；

——測量儀器受到?jīng)_擊和振動。

因此在線測量系統(tǒng)面對的問題是，在百分之幾毫米（0.01mm）的公差內(nèi)可靠、準(zhǔn)確、穩(wěn)定地進(jìn)行測量。較重要的是在月復(fù)一月、年復(fù)一年的連續(xù)生產(chǎn)中保持這種性能。

2、益處

在軋管機(jī)上安裝外徑測量儀對管生產(chǎn)商有幾點(diǎn)益處。其中較基本的益處是：

——提高質(zhì)量

——提離生產(chǎn)率

——早期發(fā)現(xiàn)工藝問題

——減少浪費(fèi)

3、測徑儀

對無縫鋼管的外徑尺寸的檢測，采用需要克服高溫、高速、氧化鐵皮、蒸汽煙霧、震動、大直徑等問題。為此，我們采用了一下辦法解決。

首先，對無縫鋼管的檢測采用光學(xué)測量原理，實(shí)現(xiàn)無損測量，光電測頭采用間距可筒雙鏡筒測頭模式，其測頭距離可自動調(diào)節(jié)，這樣可以實(shí)現(xiàn)多種規(guī)格的外徑檢測，針對生產(chǎn)中的多種無縫鋼管的檢測也可實(shí)現(xiàn)。光學(xué)測量設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)高精度的在線無損檢測，測量能達(dá)到實(shí)時測量，測量頻率可以達(dá)到500Hz~1000Hz，實(shí)現(xiàn)高速測量。

其次，測徑儀采用正壓分流冷卻防塵技術(shù)，并使用高壓鼓風(fēng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)吹掃防塵，清除測頭附近的氧化鐵皮、水霧粉塵等干擾，并有過鋼導(dǎo)槽，引導(dǎo)無縫鋼管通過，測徑儀整體采用全鑄鐵結(jié)構(gòu)，器件采用工業(yè)器件，保證其在惡略環(huán)境中的精確測量，同時其測頭部分安裝有冷卻防塵系統(tǒng)，使其能夠測量高溫狀態(tài)下的無縫鋼管，700℃~ llOO℃的檢測均可。

我們經(jīng)過多次試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)造成抖動誤差的主要原因有兩個：一是被測物抖動時CCD芯片的成像有虛影現(xiàn)象，造成CCD芯片輸出的信號壓差降低、寬度增大；二是信號采集和通訊傳輸存在不同步現(xiàn)象，不同時刻的信號組合在一起造成數(shù)據(jù)混亂。我們通過采用亮度在50000mcd以上的進(jìn)口LED光源，將測頭的曝光時間縮短到了100微秒，即相當(dāng)于采樣頻率10000Hz。消除了被測物抖動時的虛影現(xiàn)象。同時在電路系統(tǒng)中采用了光源—信號采集單元脈沖同步、多路采集同步、信號采集—通訊傳輸同步等多項(xiàng)同步技術(shù)，徹底消除了抖動誤差。因此無縫鋼管軋制中的震動并不會影響測量的精準(zhǔn)。

測徑儀解決了在軋制中遇到的難題，并且測徑儀內(nèi)部沒有太多的易損部件，使用壽命長，可以長時間的使用，只需定期進(jìn)行一些清潔維護(hù)，維護(hù)簡單，時間短，為無縫管材的無間斷測量帶來巨大的便利。測徑儀測量可得到較大直徑、較小直徑、平均直徑、橢圓度等多種信息。

4、管端缺陷

無縫鋼管的管端是非常容易產(chǎn)生缺陷的，針對這一問題，在無縫鋼管生產(chǎn)好后，采用管端缺陷檢測裝置機(jī)管端激光測厚儀進(jìn)行測量即可。

4.1、管端缺陷檢測

管端缺陷檢測采用工業(yè)相機(jī)拍攝和圖像處理技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對管端缺陷的檢測，并根據(jù)檢測結(jié)果向切割鋸和輸送設(shè)備發(fā)出“切割”或“放行”信號。圖像處理的方式是在統(tǒng)計(jì)模型下識別鋼管內(nèi)孔中是否存在塌陷管壁的截面以及塌陷量的大小，進(jìn)而判斷出管端是否需要鋸切。

4.2、管端激光測厚儀

無縫鋼管在軋制完成后管的兩端會存在壁厚不均勻等缺陷，因此每根鋼管都要將兩端切除一部分。由于每根管存在缺陷的管端長度不等，所以在切除時難以確定具體的切除長度。管端壁厚檢測設(shè)備通過連續(xù)檢測壁厚來確定存在缺陷的管端長度，并在缺陷與合格部位分界線上通過打標(biāo)機(jī)做出標(biāo)記，為切管工序提供尺寸依據(jù)。管端激光測厚儀除了可以測量壁厚尺寸外，還可以檢測該部分的內(nèi)徑、外徑等尺寸。

結(jié)語

在無縫鋼管生產(chǎn)中應(yīng)用測量設(shè)備，能確保對不同規(guī)格的鋼管尺寸進(jìn)行檢測，顯示生產(chǎn)中的多種數(shù)據(jù)，對工藝所需的各項(xiàng)信息進(jìn)行檢測，通過監(jiān)視相關(guān)直徑，早期發(fā)現(xiàn)輥磨損或生產(chǎn)中的其它問題，提高生產(chǎn)率（監(jiān)測質(zhì)量趨勢）。為無縫鋼管的生產(chǎn)帶來巨大的便利，提升其品質(zhì)。


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