[發(fā)明專利]一種基于現(xiàn)場金相及輥面變形量的爐輥壽命評估方法

有效

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• 申請日: 2020-08-03
• 公開（公告）號: CN111879226B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王衛(wèi)澤;曹舒凱;王魯;張英;黃繼波;王瓊琦;涂善東
• 申請（專利權(quán)）人: 華東理工大學(xué)
• 主分類號: G01B5/30
• 分類號: G01B5/30
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 宋麗榮

本發(fā)明涉及一種基于現(xiàn)場金相及輥面變形量的爐輥壽命評估方法，包括將金相組織有蠕變孔洞連接成裂紋的趨勢或有裂紋的出現(xiàn)確定為金相報廢標(biāo)準(zhǔn)，基于爐輥的金相組織進行蠕變損傷分析以判斷其是否達到金相報廢標(biāo)準(zhǔn)；將閾值L₀確定為變形量失效標(biāo)準(zhǔn)，基于爐輥的變形量L來判斷其是否直接繼續(xù)使用；根據(jù)爐輥變形量L，建立原始爐輥模型或修復(fù)處理后的爐輥模型；S4，基于對應(yīng)金相的爐輥蠕變材料參數(shù)，模擬得到基于金相及輥面變形量的爐輥壽命預(yù)測結(jié)果。根據(jù)本發(fā)明的爐輥壽命評估方法，以現(xiàn)場金相檢測以及爐輥變形量檢測為依據(jù)，充分考慮到爐輥蠕變損傷導(dǎo)致的微觀組織變化與性能的關(guān)系以及實際生產(chǎn)中爐輥輥面變形量與使用壽命的關(guān)系。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及在役爐輥壽命評估方法，更具體地涉及一種基于現(xiàn)場金相及輥面變形量的爐輥壽命評估方法。

背景技術(shù)

爐輥是連續(xù)退火爐內(nèi)用于傳輸鋼帶的重要部件，其輥面的表面狀態(tài)直接影響生產(chǎn)的帶鋼的質(zhì)量。爐輥要在溫度800℃以上的熱負(fù)荷和鋼坯負(fù)荷作用下轉(zhuǎn)動，同時又受到被加熱鋼坯的機械性損傷(碰撞、磨損等)，運行條件苛刻，因此通常選用SCH22(ZG40Cr25Ni20)奧氏體耐熱鋼作為爐輥材料。這種爐輥的設(shè)計壽命一般可達10萬小時，但是由于爐輥長期在高溫高壓的苛刻操作環(huán)境中，爐輥的微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生退化，導(dǎo)致輥面發(fā)生變形，軋制出來的鋼帶質(zhì)量不佳，造成生產(chǎn)上的經(jīng)濟嚴(yán)重?fù)p失，因此對在役爐輥定期壽命評估和失效檢測對退火爐的正常運行具有重要意義。

爐輥的損傷機理主要為蠕變損傷，蠕變損傷會引起爐輥材料脆化，材料微觀結(jié)構(gòu)中碳化物發(fā)生聚集和粗化，σ相析出，高溫及常溫斷后延伸率、沖擊功將顯著下降，因而爐輥輥面發(fā)生變形，導(dǎo)致軋制出來的鋼帶出現(xiàn)表面不平，造成工廠生產(chǎn)上的經(jīng)濟損失。

現(xiàn)有技術(shù)中給出的爐輥壽命評估方法，主要采用參數(shù)外推法或是參考爐管金相評價方法對爐輥蠕變損傷進行評價，而實際生產(chǎn)中爐輥操作環(huán)境與失效形式與爐管不同，爐輥變形量為爐輥失效的主要判斷依據(jù)。因此，對在役爐輥壽命評估目前還沒有標(biāo)準(zhǔn)有效的方法。

現(xiàn)場金相檢測技術(shù)是高溫構(gòu)件材料劣化的重要非破壞性檢測方法之一，主要用于構(gòu)件的高溫?fù)p傷情況和蠕變損傷評估。傳統(tǒng)方法通常根據(jù)金相中碳化物形貌及蠕變孔洞或裂紋等材料微觀組織特征，根據(jù)檢測人員經(jīng)驗來定性評估材料損傷程度。現(xiàn)有技術(shù)中并未給出對爐輥金相評價給出方法，主要是通過參考爐管金相評價方法來對爐輥金相進行評價，判斷過程中需要人為主觀對蠕變損傷情況進行區(qū)分，而爐輥的失效形式與操作環(huán)境與爐管并不完全相同，因此有必要提出更為標(biāo)準(zhǔn)的爐輥壽命評價方法。

發(fā)明內(nèi)容

為更加準(zhǔn)確便捷地評估在役爐輥的損傷狀態(tài)及壽命，本發(fā)明提供一種基于現(xiàn)場金相及輥面變形量分級的爐輥壽命評估方法。

根據(jù)本發(fā)明的基于現(xiàn)場金相及輥面變形量的爐輥壽命評估方法，包括以下步驟：S1，將金相組織有蠕變孔洞連接成裂紋的趨勢或有裂紋的出現(xiàn)確定為金相報廢標(biāo)準(zhǔn)，基于爐輥的金相組織進行蠕變損傷分析以判斷其是否達到金相報廢標(biāo)準(zhǔn)；S2，將閾值L₀確定為變形量失效標(biāo)準(zhǔn)，基于爐輥的變形量L來判斷其是否直接繼續(xù)使用；S3，根據(jù)爐輥變形量L，建立原始爐輥模型或修復(fù)處理后的爐輥模型；S4，基于對應(yīng)金相的爐輥蠕變材料參數(shù)，模擬得到基于金相及輥面變形量的爐輥壽命預(yù)測結(jié)果。

優(yōu)選地，步驟S1包括：如果爐輥的金相組織分析顯示有蠕變孔洞連接成裂紋的趨勢或有裂紋的出現(xiàn)，則判定爐輥達到報廢標(biāo)準(zhǔn)，壽命耗盡，需要報廢處理；如果爐輥的金相組織分析顯示未有出現(xiàn)裂紋的趨勢或未出現(xiàn)裂紋，則判定該爐輥未達到報廢標(biāo)準(zhǔn)，壽命未耗盡，可繼續(xù)使用。

優(yōu)選地，步驟S1包括：對爐輥進行現(xiàn)場覆膜金相檢測，獲得金相組織圖片信息，基于金相組織圖片信息進行蠕變損傷分析。

優(yōu)選地，對停工狀態(tài)的爐輥中間位置處的外表面進行打磨及拋光，然后進行現(xiàn)場覆膜金相檢測，獲得中間位置處的爐輥的n組金相組織圖片信息P(1)…P(n)。