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在線非接觸式測量帶鋼機械性能
2020-3-10 閱讀(621)
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(yīng)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(dǎo)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。
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| 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RMSE | Rp0.2 [MPa]的RMSE | 帶鋼鋼卷數(shù)量 |
| IF, 常規(guī)型 | 5.4 | 8.2 | 2667 |
| IF, 高強度鋼 | 11.3 | 12.3 | 7764 |
| BH烘烤硬化鋼 | 5.8 | 8.8 | 1294 |
| 結(jié)構(gòu)鋼 | 7.9 | 10.1 | 164 |
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。
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| 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(yīng)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RMSE | Rp0.2 [MPa]的RMSE | 帶鋼鋼卷數(shù)量 |
| IF, 常規(guī)型 | 5.3 | 7.4 | 1985 |
| IF, 高強度鋼 | 6.8 | 9.3 | 68 |
| BH烘烤硬化鋼 | 11.2 | 15.6 | 55 |
| 結(jié)構(gòu)鋼 | 7.5 | 12.1 | 34 |
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的在線測量來精確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。
