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技術(shù)支持

基于3MA技術(shù)的帶鋼機械性能在線非接觸測量系統(tǒng)

更新時間:2020-09-07   點擊次數(shù):1132次

帶鋼機械性能在線非接觸測量系統(tǒng)基于完整的3MA技術(shù),即,除了IP之外,系統(tǒng)集成了BN,HA和EC,開發(fā)并用于連續(xù)測定拉伸強度(Rm),屈服強度(Rp0 .2),斷裂延伸率以及各種鋼種的其他機械技術(shù)特性。

應用技術(shù)發(fā)展

后來,早期的帶鋼機械性能無損測試系統(tǒng)原型被基于完整3MA技術(shù)的在線測量系統(tǒng)所替代,即,除了增量磁導率分析IP之外,系統(tǒng)中還實現(xiàn)了巴克豪森噪音分析BN,高次諧波分析HA和多頻渦流分析EC。不再需要使用EMAT傳感器來測量深沖參數(shù)。基于3MA技術(shù),德國Fraunhofer IZFP無損檢測技術(shù)研究院開發(fā)了一種在線非接觸式測試系統(tǒng),用于連續(xù)測定各種鋼種的拉伸強度(Rm),屈服強度(Rp0.2)和其他機械技術(shù)特征。 3MA探頭集成在可移動的可旋轉(zhuǎn)支架中(請參見下圖)。 可以將主磁場與帶材的軋制方向之間的方向調(diào)整為0°,45°和90°,這提供了從3MA測量值確定各向異性參數(shù)rm和Dr的可能性。

3MA在線測試系統(tǒng)的可旋轉(zhuǎn)3MA探頭支架和工作臺支架

 

同樣,可將探頭支架安裝到液壓可調(diào)工作臺架上,該工作臺配有定距滾輪。為了避免由于焊縫或帶鋼上的鋅沉積物而損壞探頭,必須在逃生警告的情況下快速降低整個結(jié)構(gòu)。 集成在測量室內(nèi)的外部電子設(shè)備控制著測量過程。電子設(shè)備主要由3MA測量模塊,電動氣動設(shè)備控制,與支持信號的接口組成,例如焊縫識別,儀表脈沖或帶鋼速度信號,以及與工廠過程控制(PCS)和數(shù)據(jù)管理(帶鋼生產(chǎn)線的DMS)系統(tǒng)。
為了校準,使用了來自12種不同鋼種的約11,000條鋼帶。與早期原型系統(tǒng)IP + EMAT設(shè)備相比,此處3MA非接觸式在線測量系統(tǒng)不必為每種鋼種開發(fā)單獨的校準。相反,發(fā)現(xiàn)可以將12個鋼種合并為四個校準類別,如下表所示。

鋼種Rm [MPa]的RMSERp0.2 [MPa]的RMSE帶鋼鋼卷數(shù)量
IF, 常規(guī)型5.48.22667
IF, 高強度鋼11.312.37764
BH烘烤硬化鋼5.88.81294
結(jié)構(gòu)鋼7.910.1164

表: 鋼種等級和校準結(jié)果。

 

除了標準鋼質(zhì)(普通鋼和建筑鋼)外,還研究了無間隙(IF)鋼和高強度材料。在條帶的開始和末端確定的3MA數(shù)據(jù)與Rm和Rp0.2數(shù)據(jù)的破壞性確定數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián),以便確定校準函數(shù)。上表還根據(jù)3MA數(shù)據(jù)和破壞性數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性的RMSE,顯示了此校準的結(jié)果。

校準驗證結(jié)果; 比較3MA測量值和破壞性測量值:(a)拉伸強度Rm和(b)屈服強度Rp0.2。

 

為了驗證校準,即檢查已開發(fā)的校準功能的質(zhì)量并評估此3MA應用程序的測量精度,使用已校準的3MA系統(tǒng)進行了一系列比較測量。將Rm和Rp0.2的非破壞性確定值與從超過2700條帶材的破壞性拉伸測試中測得的值進行比較。下圖的圖表顯示了此比較的結(jié)果。這些圖中組合了所有四個鋼種的數(shù)據(jù)。
為了評估非破壞性數(shù)據(jù)和破壞性數(shù)據(jù)之間的偏差,下表列出了四種鋼種的RMSE值。

鋼種Rm [MPa]的RMSERp0.2 [MPa]的RMSE帶鋼鋼卷數(shù)量
IF, 常規(guī)型5.37.41985
IF, 高強度鋼6.89.368
BH烘烤硬化鋼11.215.655
結(jié)構(gòu)鋼7.512.134

表: 鋼號等級和Rm和Rp0.2的驗證測量結(jié)果 

 

根據(jù)誤差傳播的規(guī)則,這兩種方法(nd和d)的測量不確定性將對RMSE有所貢獻,即und和ud分別是非破壞性測量和破壞性測量的不確定性。 如上表所示,RMSE值接近破壞性拉伸試驗的已知測量不確定度,表明3MA的測量不確定度在相同范圍內(nèi)。
可以使用3MA的Rm和Rp0.2的在線測量來確定線圈的接受范圍,如下圖所示。在帶材位置范圍x>200 m和x<2400 m中,不超過260 MPa的閾值水平(接受線)。

在線測量長度為2500 m的線圈中的屈服強度Rp0.2;帶材起點,終點和中間的Rp0.2破壞性測量值也顯示為紅點。顯示了表示閾值Rp0.2 = 260 MPa的驗收線

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