板材表面质量在线检测方法概述

　　钢板是工业生产中不可或缺的原材料。近年来,随着对钢板的需求量不断增加,对其表面质量要求也越来越高。在生产高附加值的产品中,如汽车板、家电板、气瓶钢等,对板材的表面质量要求更是严格,而且主要是针对板材的使用性能提出的,比如耐磨性、疲劳强度、硬度、耐腐蚀性等等,其中尤为重要的是耐磨性和疲劳强度,是板材质量最重要的参数。目前,美国、日本等发达国家,在冷轧钢板轧机、热轧型钢以及酸洗线和镀锡线上,均采用了表面缺陷在线检测系统,且以无损检测为主,其中,在线的、实时的检测方法以其对表面无损伤、速度快、精度高等特点占据了主导位置。传统的无损检测方式主要有涡流检测技术、红外检测技术以及漏磁检测技术等。

　　近年来随着光电子技术的发展,兴起了基于激光扫描的计算机视觉检测技术和固体摄像器件检测法。前者因对于微小的或对比度小的缺陷分辨能力不足,需专用的光学系统,结构复杂,可维护性和升级性较差和操作成本高等因素而未被广泛采用。而固体摄像器件检测法则以其精准度高、智能性强、操作简便等优势遍及到各个检测领域。本文将介绍板材表面的缺陷形式、表面质量对使用性能的影响,以及几种常用的在线测量方式,并分析其特点。

　　1　板材表面质量的几种典型表面缺陷

　　在其轧制过程中,由于钢坯本身、轧制设备、轧制工艺等原因,导致轧制钢板表面出现了裂纹、氧化皮、结疤、辊印、刮伤、孔洞、针眼、鳞片、表皮分层、麻点等缺陷。这些缺陷不仅影响了产品外观,更重要的是降低了产品的抗腐蚀性、抗磨性、疲劳极限等使用性能。根据国标《热轧钢板表面质量的一般要求》(GB/T 14977—94),高质量的钢板表面主要存在以下几种缺陷[1]。

　　1·1　压痕和轧痕

　　压痕(凹陷)和轧痕(凸起)可按一定距离的间隔分布或无规则地分布在轧件的整个长度和宽度上。周期性出现的轧痕是由于轧辊或夹持辊破损造成的。压痕是由于轧辊或其他辊子上的粘贴异物造成的。

　　1·2　划伤和沟槽

　　由于轧件和设备之间相对运动摩擦造成的表面上宽度、深度和长度不同的机械损伤。它们基本上平行或垂直于轧制方向。可能有轻微的翻卷,而且很少含有氧化铁皮。

　　1·3　气泡

　　气泡位于紧结表皮以下,其形状和尺寸不同,而且是热轧时显现出来的。气泡是由于冶炼过程中、浇注过程中脱气不良造成的。

　　1·4　夹杂

　　表面上的非金属夹杂物,其尺寸和形状不同。夹杂沿轧制方向延伸,随机分布,并且其颜色与基体明显不同。夹杂主要由于锭坯表面粘有非金属夹杂物,轧制时未脱落。也可能是冶炼、浇注过程中带入的夹杂物、轧制后暴露出来。