JP2010175248A - Equipment and method for diagnosing crack of table roller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、広くはテーブルローラに発生する亀裂等の異常を診断する診断装置及び診断方法に関するものであり、特に、テーブルローラに発生する亀裂に対して超音波振動を与えた場合に生じる亀裂の温度変動を赤外線サーモグラフィ装置で検出する亀裂診断装置及び診断方法に関するものである。 The present invention relates generally to a diagnostic apparatus and a diagnostic method for diagnosing abnormalities such as cracks occurring in a table roller, and in particular, cracks generated when ultrasonic vibration is applied to cracks generated in a table roller. The present invention relates to a crack diagnosis apparatus and a diagnosis method for detecting temperature fluctuations with an infrared thermography apparatus.
例えば、製鉄プラントにおける圧延ラインでは、鋼板を搬送するためにテーブルローラが多数備えられている。これらのテーブルローラには、運転中に鋼板の衝突により多大なる荷重がかかり、特に両端ネック部において表面腐食を起点とする亀裂が発生する。これらの亀裂は長期間の使用により進展し、テーブルローラの破断を引き起こす。 For example, in a rolling line in an iron manufacturing plant, a large number of table rollers are provided to transport steel plates. A great load is applied to these table rollers due to the collision of the steel plates during operation, and cracks originating from surface corrosion occur particularly at the neck portions at both ends. These cracks develop with long-term use and cause breakage of the table roller.
テーブルローラが突然破断すると、圧延ラインの停止につながり、その影響が大きい。そのため、メンテナンスなどによって圧延ラインが停止したときを利用して、定期的に亀裂の有無を検査している。 If the table roller breaks suddenly, the rolling line is stopped and the influence is great. For this reason, the presence or absence of cracks is periodically inspected using the time when the rolling line is stopped due to maintenance or the like.
従来のテーブルローラの亀裂を診断・検出する手段としては、亀裂部で磁束が漏洩することを利用した亀裂診断方法である磁粉探傷試験法(MT法)が用いられている(例えば、特許文献1)。 As a conventional means for diagnosing and detecting a crack in a table roller, a magnetic particle flaw detection test method (MT method), which is a crack diagnosis method using the leakage of magnetic flux at a crack portion, is used (for example, Patent Document 1). ).
しかし、上記特許文献1に記載の亀裂診断方法(MT法)には、次のような問題がある。すなわち、図3に示すように、通常、テーブルローラのローラ部1の両端のネック部2には、冷却水からローラネック部2を保護するために鋼鉄製の保護カバー3がかけられているが、上記特許文献1に記載の亀裂診断方法(MT法)を行う際には、ローラネック部2表面のグリースや汚れ・錆が擬似欠陥模様となるため、サンダー掛けやグリース除去の表面処理を施した後に亀裂診断を行う必要があり、これらの表面処理を行うために、ローラネック部2の保護カバー3を取り外す必要がある。
However, the crack diagnosis method (MT method) described in
しかしながら、ローラネック部2の保護カバー3の多くはボルト締結部のグリース溶着などの要因により取り外しが困難な場合が多く、圧延ラインでの検査・診断時間が増加する要因となっている。また、機械構造上から保護カバー3の取り外し自体が不可能な場合もあり、このような個所は検査・診断が不能となっていた。
However, many of the
本発明は、上記の状況に鑑みてなされたもので、テーブルローラネック部の保護カバーを取り外すことなく、テーブルローラに対する亀裂診断をMT法より短時間で行うことができる亀裂診断装置および亀裂診断方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above situation, and a crack diagnosis apparatus and a crack diagnosis method capable of performing crack diagnosis on a table roller in a shorter time than the MT method without removing the protective cover of the table roller neck portion. The purpose is to provide.
前記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。 In order to solve the above problems, the present invention has the following features.
[1]テーブルローラの亀裂を非破壊かつ非開放で診断する亀裂診断装置であって、テーブルローラ表面に接触させることにより超音波振動を与える超音波振動発生装置と、該超音波振動発生装置をテーブルローラ上に固定し、任意の圧力で押し付ける機構を持つ固定装置と、テーブルローラ表面に発生する温度変化を反射板を介して赤外線サーモグラフィで計測する表面温度検出手段とを備えていることを特徴とするテーブルローラの亀裂診断装置。 [1] A crack diagnostic apparatus for diagnosing cracks in a table roller in a non-destructive and non-open manner, an ultrasonic vibration generating apparatus that applies ultrasonic vibration by contacting the table roller surface, and the ultrasonic vibration generating apparatus A fixing device having a mechanism for fixing on a table roller and pressing it with an arbitrary pressure, and a surface temperature detecting means for measuring a temperature change generated on the surface of the table roller with an infrared thermography through a reflector. Table roller crack diagnosis device.
[2]前記超音波振動発生装置は、超音波を発生させる超音波振動子と超音波振幅を増幅する超音波ホーンを備え、該超音波ホーンをテーブルローラ表面に接触させることにより超音波振動を与えることを特徴とする前記[1]に記載のテーブルローラの亀裂診断装置。 [2] The ultrasonic vibration generator includes an ultrasonic vibrator that generates ultrasonic waves and an ultrasonic horn that amplifies the ultrasonic amplitude, and makes ultrasonic vibrations by bringing the ultrasonic horn into contact with the surface of the table roller. The apparatus for diagnosing cracks in a table roller as described in [1] above.
[3]前記超音波ホーンは金属片であることを特徴とする前記[2]に記載のテーブルローラの亀裂診断装置。 [3] The table roller crack diagnosis apparatus according to [2], wherein the ultrasonic horn is a metal piece.
[4]前記超音波ホーンの材料の音響インピーダンスは、テーブルローラの材料の音響インピーダンスと等しいことを特徴とする前記[2]または[3]に記載のテーブルローラの亀裂診断装置。 [4] The table roller crack diagnosis apparatus according to [2] or [3], wherein the acoustic impedance of the material of the ultrasonic horn is equal to the acoustic impedance of the material of the table roller.
[5]前記固定装置は、テーブルローラに対して超音波振動を入射させるために、前記超音波振動発生装置をテーブルローラ表面に任意の力で接触させる機構を有することを特徴とする前記[1]〜[4]のいずれかに記載のテーブルローラの亀裂診断装置。 [5] The fixing device includes a mechanism for bringing the ultrasonic vibration generating device into contact with the surface of the table roller with an arbitrary force in order to cause ultrasonic vibration to enter the table roller. ] The crack diagnosis apparatus of the table roller in any one of [4].
[6]前記固定装置は、水平方向の安定のために、診断対象のテーブルローラを含む複数の隣接テーブルローラ上部に接点を持つ土台部と、前記超音波振動発生装置を保持し任意の力でテーブルローラに押し付ける機構を持つ保持部とを備えるとともに、診断対象のテーブルローラにベルトで固定される機構を有することを特徴とする前記[1]〜[5]のいずれかに記載のテーブルローラの亀裂診断装置。 [6] In order to stabilize in the horizontal direction, the fixing device holds a base portion having a contact point on a plurality of adjacent table rollers including a table roller to be diagnosed, and the ultrasonic vibration generating device with an arbitrary force. The table roller according to any one of [1] to [5], further including a holding unit having a mechanism that presses against the table roller, and a mechanism that is fixed to the table roller to be diagnosed by a belt. Crack diagnostic device.
[7]前記固定装置は、テーブルローラを回転させることにより、前記土台部がテーブルローラ上を移動することを特徴とする前記[6]に記載のテーブルローラの亀裂診断装置。 [7] The table roller crack diagnosis apparatus according to [6], wherein the fixing device rotates the table roller to move the base portion on the table roller.
[8]テーブルローラ表面から放射される赤外線を反射させることにより、テーブルローラ上方からテーブルローラ下面の計測が可能となるように、反射板を取付けたことを特徴とする前記[1]〜[7]のいずれかに記載のテーブルローラの亀裂診断装置。 [8] The above-described [1] to [7], wherein a reflecting plate is attached so that infrared rays radiated from the surface of the table roller are reflected so that measurement of the lower surface of the table roller is possible from above the table roller. ] The crack diagnostic apparatus of the table roller in any one of.
[9]テーブルローラの亀裂を非破壊かつ非開放で診断する亀裂診断方法であって、超音波振動発生装置をテーブルローラ表面に接触させることにより超音波振動を入射して亀裂に温度変化を与える励起ステップと、テーブルローラ表面に発生する温度変化を反射板を介して赤外線サーモグラフィで計測する計測ステップとを有することを特徴とするテーブルローラの亀裂診断方法。 [9] A crack diagnosis method for diagnosing a crack in a table roller in a non-destructive and non-open manner, wherein the ultrasonic vibration is incident on the surface of the table roller by bringing the ultrasonic vibration generator into contact with the surface of the table roller, and the crack is subjected to temperature changes A method for diagnosing cracks in a table roller, comprising: an excitation step; and a measurement step of measuring a temperature change generated on the surface of the table roller with an infrared thermography through a reflector.
本発明においては、テーブルローラネック部の保護カバーを取り外すことなく、テーブルローラに対する亀裂診断をMT法より短時間で行うことができる。 In the present invention, the crack diagnosis for the table roller can be performed in a shorter time than the MT method without removing the protective cover of the table roller neck.
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明の一実施形態に係るテーブルローラの亀裂診断装置および亀裂診断方法として、ここでは、圧延機のテーブルローラの亀裂診断に適用した場合について述べる。この実施形態における側面図と正面図を図1(a)と図1(b)に示す。また、この実施形態における動作フローチャートを図2に示す。 As a table roller crack diagnosis apparatus and crack diagnosis method according to an embodiment of the present invention, here, a case where the present invention is applied to crack diagnosis of a table roller of a rolling mill will be described. A side view and a front view of this embodiment are shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b). An operation flowchart in this embodiment is shown in FIG.
まず、図1に関して説明する。図1中、14〜16は圧延テーブルローラ(内、14が診断対象の圧延テーブルローラ)、4は圧延テーブルローラのローラ部、5は圧延テーブルローラのネック部、6は冷却水からテーブルローラネック部5を保護するための鋼鉄製の保護カバー、7は電動機である。一般的に、鉄鋼製品の圧延ラインでは、電動機7からの出力がテーブルローラを回転させて、テーブルローラローラ部4上の鋼材を運搬する。
First, FIG. 1 will be described. In FIG. 1, 14 to 16 are rolling table rollers (in which 14 is a rolling table roller to be diagnosed), 4 is a roller portion of the rolling table roller, 5 is a neck portion of the rolling table roller, and 6 is a table roller neck from cooling water. A steel protective cover 7 for protecting the
この実施形態においては、図1(a)に示すように、テーブルローラ14のローラ部4に、超音波振動発生装置8が固定装置9を介して設置されている。超音波振動発生装置8は、超音波振動子8aと超音波ホーン8bを備えており、超音波ホーン8bがテーブルローラローラ部4の表面に接触している。また、超音波ホーン8bはテーブルローラ14と同質材で作られており、テーブルローラ14と超音波ホーン8bとの間の音響インピーダンス差を0にすることにより、超音波振動の入射を最適化している。
In this embodiment, as shown in FIG. 1A, an
固定装置9は、図1(b)に示すように、隣接ローラテーブル15および16に渡すことにより平面方向の安定を保つ機能を持つ土台部9bと、超音波振動発生装置8を保持し任意の力でテーブルローラ14に押し付ける機構を持つ保持部9aから構成され、診断対象のテーブルローラ14に対して、ベルト10でテーブルローラローラ部4に垂直方向に固定されている。また、テーブルローラネック部5の診断終了後は、テーブルローラ14及び隣接テーブルローラ15、16を回転させることにより、土台部9bがテーブルローラローラ部上を移動するので、次の診断対象のテーブルローラに固定装置9および超音波振動発生装置8を容易に移動させることができる。
As shown in FIG. 1 (b), the
反射板11は、診断対象であるテーブルローラ14のネック部5から放射される赤外線を、テーブルローラ14上方に設置された赤外線カメラ12の方向に反射させるためのアルミ板であり、テーブルローラ14のネック部5の下方に設置されている。このアルミ板の反射板11は、赤外線を高効率に反射させるために表面が鏡面加工されていることが望ましい。
The reflecting
なお、図1中の13は、反射板11を介して赤外線カメラ12で計測されたテーブルローラネック部5の表面温度分布を分析して亀裂を表示および記録する分析表示記録装置である。
次に、以上のように構成されたこの実施形態に係る亀裂診断装置の動作を図2に示すフローチャートに基づいて説明する。 Next, the operation of the crack diagnosis apparatus according to this embodiment configured as described above will be described based on the flowchart shown in FIG.
まず、超音波振動発生装置8をテーブルローラローラ部4に接触させ、テーブルローラ14全体に超音波振動を与える(S100)。具体的には、超音波振動子8aに電気信号を与えることにより超音波信号を発生させ、その振動を超音波ホーン8bで増幅し、超音波ホーン8bをテーブルローラローラ部4に接触させることにより超音波振動を伝える。
First, the
次に、テーブルローラネック部5の温度分布を、取得する(S101)。具体的には、反射板11を介してテーブルローラネック部5の下面から放出される赤外線を、テーブルローラローラ部4上方に設置した赤外線カメラ12の方向に反射し、赤外線カメラ12で計測する。赤外線カメラ12で計測されたテーブルローラネック部5の表面温度分布を分析表示記録装置13に二次元表示し、温度変異部として亀裂を検出する(S102)。
Next, the temperature distribution of the table
最後に、テーブルローラ14及び隣接テーブルローラ15、16を回転させ、次の検査対象テーブルローラに固定冶具9及び超音波振動発生装置8等を設置する(S103)。
Finally, the
以上説明したように、この実施形態に係るテーブルローラの亀裂診断装置は、テーブルローラ14表面に超音波振動を与える超音波振動発生装置8と、超音波振動発生装置8をテーブルローラローラ部4上に固定し、任意の圧力で押し付ける機構を持つ固定装置9と、テーブルローラネック部5表面に発生する温度変化をアルミ製の反射板11を介して赤外線サーモグラフィで計測する表面温度検出手段(赤外線カメラ12と分析表示記録装置13)から構成される。超音波振動発生装置8はテーブルローラローラ部4に固定装置9およびベルト10により固定されており、固定装置9は超音波振動発生装置8を任意の力でテーブルローラローラ部4表面に接触させる機構を有するので、テーブルローラローラ部4表面に超音波振動発生装置8を接触させることによりテーブルローラローラ部4表面に超音波を入射させることが可能となった。
As described above, the table roller crack diagnosis apparatus according to this embodiment includes the
また、アルミ製の反射板11を取付けたことにより、テーブルローラ14の上方から保護カバー6に覆われていないテーブルローラネック部5の下面の診断が可能となり、保護カバー6を取り外さない非開放診断が可能となった。
Further, by attaching the
さらに、テーブルローラを回転させることにより、固定装置9および超音波振動発生装置8を容易に移動することができるので効率的な診断が可能となった。
Further, by rotating the table roller, the fixing
1 テーブルローラローラ部
2 テーブルローラネック部
3 保護カバー
4 圧延テーブルローラローラ部
5 圧延テーブルローラネック部
6 保護カバー
7 電動機
8 超音波振動発生装置
8a 超音波振動子
8b 超音波ホーン
9 固定装置
9a 保持部
9b 土台部
10 ベルト
11 反射板
12 赤外線カメラ
13 分析表示記録装置
14 圧延テーブルローラ
15 圧延テーブルローラ
16 圧延テーブルローラ
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