Ako hodnotíte kvalitu kotúča z liatej ocele?

Vizuálna a rozmerová kontrola

Počiatočné posúdenie an valce z legovanej ocele začína dôkladným vizuálnym a rozmerovým vyšetrením. Tento základný krok identifikuje povrchové chyby a zaisťuje, že kotúč spĺňa presné fyzikálne špecifikácie pred pokročilejším testovaním. Inšpektori starostlivo skúmajú celý povrch valca vrátane valca a hrdla, či sa v ňom nenachádzajú akékoľvek známky nepravidelností odlievania, ako sú inklúzie piesku, pórovitosť plynu, troskové škvrny, studené uzávery alebo praskliny. Prítomnosť takýchto defektov, aj keď sú povrchové, môže pôsobiť ako koncentrátory napätia a viesť ku katastrofálnemu zlyhaniu pri zaťažení valcovaním. Súčasne sa kritické rozmery overujú pomocou presných prístrojov, ako sú mikrometre, posuvné meradlá a laserové skenery. Priemer valca, dĺžka, priemer hrdla a sústrednosť sa kontrolujú podľa tolerancií výrobného výkresu. Akákoľvek odchýlka, najmä hádzanie alebo kužeľ, môže spôsobiť vibrácie počas prevádzky frézy, čo vedie k nízkej kvalite produktu a zrýchlenému opotrebovaniu ložísk.

Analýza materiálu a mikroštruktúry

Vnútorná kvalita valca z legovanej ocele je určená jeho chemickým zložením a vnútornou mikroštruktúrou, ktorá priamo riadi jeho tvrdosť, pevnosť, húževnatosť a odolnosť proti opotrebovaniu. Táto analýza potvrdzuje, že kotúč je vyrobený zo správneho materiálu a bol riadne tepelne spracovaný.

Overenie chemického zloženia

Vykonáva sa spektroskopická analýza, často s použitím optickej emisnej spektrometrie (OES), na overenie percenta všetkých kľúčových legujúcich prvkov. Typická kontrola zahŕňa:

• Uhlík (C): Primárny determinant tvrdosti a pevnosti.
• Chróm (Cr): Zvyšuje tvrdosť, odolnosť proti opotrebovaniu a oxidáciu.
• Molybdén (Mo): Zvyšuje vytvrditeľnosť a pevnosť pri vysokých teplotách.
• Nikel (Ni): Zlepšuje húževnatosť a odolnosť proti nárazu.
• Vanád (V) a niób (Nb): Zjemňuje štruktúru zŕn a podporuje tvorbu karbidov.

Výsledky musia prísne zodpovedať špecifikovanému rozsahu tried, pretože aj malé odchýlky môžu výrazne zmeniť výkon.

Metalografická skúška

Vzorový výrez z rolky (často z vyradeného konca alebo špeciálne odliateho kupónu) sa pripraví, vyleští, vyleptá a skúma pod mikroskopom. Toto odhalí mikroštruktúru. Pre valec z vysokokvalitnej legovanej ocele je požadovaná štruktúra typicky temperovaná martenzitová alebo bainitová matrica s rovnomernou disperziou jemných, tvrdých karbidov. Hodnotitelia hľadajú:

• Veľkosť zrna: Pre vynikajúcu húževnatosť je preferovaná jemná, rovnomerná štruktúra zrna.
• Distribúcia karbidov: Karbidy by mali byť rovnomerne rozptýlené, bez veľkých zhlukov alebo sietí, ktoré môžu iniciovať praskliny.
• Nekovové inklúzie: Množstvo, typ (napr. sulfidy, oxidy) a tvar inklúzií sú hodnotené podľa noriem ako ASTM E45. Nižšie počty inklúzií sú rozhodujúce pre únavovú životnosť.

Testovanie mechanických a fyzikálnych vlastností

Táto fáza kvantifikuje výkonnostné charakteristiky valca v simulovaných prevádzkových podmienkach. Testovanie sa vykonáva na vzorkách vyrobených z tela valca alebo pripojených testovacích blokov odliatych z rovnakého tepla.

Meranie tvrdosti

Tvrdosť je najčastejšie kontrolovaná vlastnosť, ktorá označuje odolnosť proti opotrebovaniu. Meria sa cez čelo valca a hĺbku pomocou štandardizovaných metód:

Konzistentný profil tvrdosti po celej dĺžke valca a od povrchu k jadru (v rámci špecifikovaných limitov) je nevyhnutný na zabezpečenie rovnomerného opotrebovania a zabránenie odlupovaniu.

Ultrazvukové a nedeštruktívne testovanie (NDT)

NDT je rozhodujúca pre detekciu vnútorných chýb bez poškodenia kotúča. Ultrazvukové testovanie (UT) je primárna metóda, pri ktorej sa vysokofrekvenčné zvukové vlny prenášajú do kotúča. Na obrazovke sa zobrazujú odrazy od vnútorných diskontinuít, ako sú zmršťovacie dutiny, horúce trhliny alebo nefúzne zóny. Šikovný technik zmapuje umiestnenie, veľkosť a orientáciu akéhokoľvek defektu. Prijatie alebo odmietnutie je založené na vopred definovaných kritériách týkajúcich sa veľkosti defektu, umiestnenia (napr. podpovrchové verzus hlboké jadro) a jeho blízkosti ku kritickým namáhaným oblastiam, ako je zaoblenie krku. Iné metódy NDT, ako je Magnetic Particle Inspection (MPI), sa môžu použiť na povrchových plochách na odhalenie jemných prasklín.

História výkonu a monitorovanie v prevádzke

V prípade kotúčov, ktoré sú už v prevádzke, sa hodnotenie kvality presúva z laboratórnych testov na metriky prevádzkového výkonu. Tieto údaje z reálneho sveta sú neoceniteľné pri overovaní počiatočnej kvality a pri usmerňovaní budúcich nákupov. Kľúčové ukazovatele výkonnosti (KPI) sa starostlivo sledujú pre každú súpravu valcov, vrátane celkovej tonáže zvalcovanej pred potrebou opätovného brúsenia, počtu cyklov prebrúsenia dosiahnutých počas životnosti a dôvodov konečného vyradenia z prevádzky (napríklad opotrebovanie, odlupovanie, porucha ložiska krku). Konzistentný a vynikajúci výkon vo viacerých kampaniach od konkrétneho výrobcu alebo taveniny je silným indikátorom vysokej a konzistentnej kvality. Tieto údaje sa často zostavujú do pasu alebo denníka valcov, čím sa vytvára komplexná história životnosti, ktorá informuje o plánoch údržby a výbere valcov pre rôzne stolice.

Audit a certifikácia dodávateľov

Hodnotenie kvality kotúča presahuje rámec fyzického produktu k schopnostiam a spoľahlivosti výrobcu. Komplexný dodávateľský audit hodnotí celý výrobný proces. To zahŕňa kontrolu ich certifikácií systému manažérstva kvality (napr. ISO 9001), kontrolu zlievárenských postupov, kontrolu procesu tavenia, zariadenia na tepelné spracovanie a obrábacie schopnosti. Kontrola certifikátov o skúške dodávateľa (Material Test Certificates alebo Mill Certificates) na chemické a mechanické vlastnosti je povinná. Renomovaný dodávateľ poskytuje plnú sledovateľnosť od čísla tepla taveniny až po hotový kotúč. Nadviazanie partnerstva s technicky zdatným dodávateľom, ktorý vykonáva prísne kontroly počas procesu, je často najefektívnejšou dlhodobou stratégiou na zabezpečenie konzistentnej kvality kotúča.