带钢机械性能在线非接触测量系统基于完整的3ma技术,即,除了ip之外,系统集成了bn,ha和ec,开发并用于连续测定拉伸强度(rm),屈服强度(rp0 .2),断裂延伸率以及各种钢种的其他机械技术特性。
➤❘ 应用技术发展
后来,早期的带钢机械性能无损测试系统原型被基于完整3ma技术的在线测量系统所替代,即,除了增量磁导率分析ip之外,系统中还实现了巴克豪森噪音分析bn,高次谐波分析ha和多频涡流分析ec。不再需要使用emat传感器来测量深冲参数。基于3ma技术,德国fraunhoferizfp无损检测技术研究院开发了一种在线非接触式测试系统,用于连续测定各种钢种的拉伸强度(rm),屈服强度(rp0.2)和其他机械技术特征。 3ma探头集成在可移动的可旋转支架中(请参见下图)。 可以将主磁场与带材的轧制方向之间的方向调整为0°,45°和90°,这提供了从3ma测量值确定各向异性参数rm和dr的可能性。
3ma在线测试系统的可旋转3ma探头支架和工作台支架
同样,可将探头支架安装到液压可调工作台架上,该工作台配有定距滚轮。为了避免由于焊缝或带钢上的锌沉积物而损坏探头,必须在逃生警告的情况下快速降低整个结构。 集成在测量室内的外部电子设备控制着测量过程。电子设备主要由3ma测量模块,电动气动设备控制,与支持信号的接口组成,例如焊缝识别,仪表脉冲或带钢速度信号,以及与工厂过程控制(pcs)和数据管理(带钢生产线的dms)系统。
为了校准,使用了来自12种不同钢种的约11,000条钢带。与早期原型系统ip + emat设备相比,此处3ma非接触式在线测量系统不必为每种钢种开发单独的校准。相反,发现可以将12个钢种合并为四个校准类别,如下表所示。
钢种 rm [mpa]的rmse rp0.2 [mpa]的rmse 带钢钢卷数量
if, 常规型 5.4 8.2 2667
if, 高强度钢 11.3 12.3 7764
bh烘烤硬化钢 5.8 8.8 1294
结构钢 7.9 10.1 164
表: 钢种等级和校准结果。
除了标准钢质(普通钢和建筑钢)外,还研究了无间隙(if)钢和高强度材料。在条带的开始和末端确定的3ma数据与rm和rp0.2数据的破坏性确定数据相关联,以便确定校准函数。上表还根据3ma数据和破坏性数据之间的相关性的rmse,显示了此校准的结果。
校准验证结果; 比较3ma测量值和破坏性测量值:(a)拉伸强度rm和(b)屈服强度rp0.2。
为了验证校准,即检查已开发的校准功能的质量并评估此3ma应用程序的测量精度,使用已校准的3ma系统进行了一系列比较测量。将rm和rp0.2的非破坏性确定值与从超过2700条带材的破坏性拉伸测试中测得的值进行比较。下图的图表显示了此比较的结果。这些图中组合了所有四个钢种的数据。
为了评估非破坏性数据和破坏性数据之间的偏差,下表列出了四种钢种的rmse值。
钢种 rm [mpa]的rmse rp0.2 [mpa]的rmse 带钢钢卷数量
if, 常规型 5.3 7.4 1985
if, 高强度钢 6.8 9.3 68
bh烘烤硬化钢 11.2 15.6 55
结构钢 7.5 12.1 34
表: 钢号等级和rm和rp0.2的验证测量结果
根据误差传播的规则,这两种方法(nd和d)的测量不确定性将对rmse有所贡献,即und和ud分别是非破坏性测量和破坏性测量的不确定性。 如上表所示,rmse值接近破坏性拉伸试验的已知测量不确定度,表明3ma的测量不确定度在相同范围内。
可以使用3ma的rm和rp0.2的在线测量来精确确定线圈的接受范围,如下图所示。在带材位置范围x>200 m和x<2400 m中,不超过260 mpa的阈值水平(接受线)。
在线测量长度为2500 m的线圈中的屈服强度rp0.2;带材起点,终点和中间的rp0.2破坏性测量值也显示为红点。显示了表示阈值rp0.2 = 260 mpa的验收线。