Đứt cuộn: Lỗi chính trong kiểm soát và thử nghiệm chất lượng thép

Định nghĩa và khái niệm cơ bản

Sự cố vỡ cuộn là các khuyết tật bề mặt có thể nhìn thấy được, đặc trưng bởi các vết nứt hoặc tách rời không đều, thường không liên tục, xảy ra dọc theo chiều dài của cuộn thép trong quá trình xử lý hoặc vận chuyển. Các khuyết tật này biểu hiện dưới dạng các vết nứt dọc hoặc ngang, có thể làm giảm tính toàn vẹn bề mặt và chất lượng tổng thể của sản phẩm thép.

Trong bối cảnh kiểm soát chất lượng thép, đứt cuộn là chỉ số quan trọng về các vấn đề cơ bản liên quan đến độ dẻo của vật liệu, ứng suất dư hoặc điều kiện gia công. Chúng rất quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng vì chúng có thể dẫn đến việc từ chối sản phẩm, tăng chi phí sản xuất và khả năng hỏng hiệu suất trong các ứng dụng dịch vụ.

Trong khuôn khổ rộng hơn của sản xuất thép và thử nghiệm vật liệu, đứt cuộn đóng vai trò là chỉ số chất lượng chính. Việc phát hiện và phân tích chúng giúp chẩn đoán các bất thường trong quy trình, tối ưu hóa các thông số sản xuất và đảm bảo rằng sản phẩm cuối cùng đáp ứng các tiêu chuẩn đã chỉ định về chất lượng bề mặt và hiệu suất cơ học.

Bản chất vật lý và nền tảng luyện kim

Biểu hiện vật lý

Ở cấp độ vĩ mô, các vết nứt cuộn xuất hiện dưới dạng các vết nứt hoặc tách rời có thể nhìn thấy trên bề mặt của dải hoặc tấm thép, thường chạy dọc theo chiều dài của cuộn. Các vết nứt này có thể thay đổi về chiều rộng từ các vết nứt cực nhỏ đến các vết nứt rõ ràng rộng vài milimét, tùy thuộc vào mức độ nghiêm trọng.

Về mặt vi mô, các vết nứt cuộn được đặc trưng bởi các vết nứt nhỏ trong các lớp bề mặt, thường liên quan đến các vùng biến dạng cục bộ. Khi kiểm tra bằng kính hiển vi, chúng có thể xuất hiện dưới dạng các vết nứt nhỏ, dài thẳng hàng với các hướng ứng suất lăn hoặc kéo.

Các đặc điểm đặc trưng bao gồm các mẫu vết nứt không đều, thường có các cạnh lởm chởm và đôi khi đi kèm với độ nhám bề mặt hoặc tách lớp. Sự hiện diện của lớp oxit hoặc ô nhiễm bề mặt có thể làm tăng khả năng hiển thị và mức độ nghiêm trọng của các vết nứt cuộn dây.

Cơ chế luyện kim

Sự hình thành các vết đứt cuộn chủ yếu được thúc đẩy bởi sự tương tác của ứng suất cơ học, các đặc điểm cấu trúc vi mô và thành phần vật liệu. Trong quá trình gia công, chẳng hạn như cán nóng, cán nguội hoặc làm mát, ứng suất dư phát triển bên trong thép do biến dạng, chuyển đổi pha hoặc gradient nhiệt.

Các yếu tố vi cấu trúc, chẳng hạn như kích thước hạt, phân bố pha và hàm lượng tạp chất, ảnh hưởng đến độ dẻo và hành vi gãy của thép. Ví dụ, hạt thô hoặc hàm lượng tạp chất cao có thể hoạt động như chất tập trung ứng suất, thúc đẩy sự khởi đầu của vết nứt.

Cơ chế cơ bản liên quan đến ứng suất kéo cục bộ vượt quá độ bền gãy của thép, dẫn đến sự khởi đầu và lan truyền vết nứt dọc theo các vùng cấu trúc vi mô yếu. Trong quá trình làm mát hoặc biến dạng, sự co lại khác biệt hoặc sự định vị biến dạng có thể gây ra ứng suất kéo gây ra các vết nứt bề mặt.

Thành phần thép đóng vai trò quan trọng; hợp kim có độ dẻo thấp, hàm lượng cacbon cao hoặc một số nguyên tố hợp kim như lưu huỳnh hoặc phốt pho có thể làm giảm độ dẻo dai và thúc đẩy quá trình hình thành đứt cuộn. Các điều kiện xử lý như tốc độ cán cao, bôi trơn không đủ hoặc tốc độ làm mát không phù hợp cũng có thể góp phần gây ra ứng suất dư và phát triển vết nứt.

Hệ thống phân loại

Phân loại chuẩn của các cuộn dây bị đứt thường xem xét mức độ nghiêm trọng, vị trí và hình dạng. Các loại phổ biến bao gồm:

• Vỡ cuộn nhỏ: Các vết nứt nhỏ, cục bộ không ảnh hưởng đến tính toàn vẹn của bề mặt tổng thể hoặc các đặc tính cơ học. Thường được chấp nhận trong giới hạn quy định.

• Đứt cuộn lớn: Các vết nứt lớn có thể dẫn đến tách lớp, bề mặt gồ ghề hoặc kết cấu yếu. Thường cần loại bỏ hoặc hành động khắc phục.

• Phân loại theo loại: Dựa trên hướng vết nứt—dọc hoặc ngang—và mối quan hệ của chúng với hướng lăn.

Mức độ nghiêm trọng thường được thể hiện bằng số hoặc bằng chất lượng, chẳng hạn như:

• Mức 1: Có vết nứt nhẹ trên bề mặt, tác động tối thiểu.

• Mức 2: Các vết nứt đáng chú ý ảnh hưởng đến hình thức bề mặt nhưng không ảnh hưởng đến tính toàn vẹn về mặt cấu trúc.

• Cấp độ 3: Các vết nứt nghiêm trọng gây ra hư hỏng bề mặt đáng kể và có khả năng gây ra hỏng hóc.

Việc giải thích các phân loại này phụ thuộc vào các tiêu chuẩn ứng dụng cụ thể, chẳng hạn như ASTM A480 hoặc EN 10130, trong đó nêu rõ mức độ khuyết tật có thể chấp nhận được đối với các loại thép và mục đích sử dụng cuối cùng khác nhau.

Phương pháp phát hiện và đo lường

Kỹ thuật phát hiện chính

Kiểm tra trực quan vẫn là phương pháp phổ biến nhất để phát hiện các vết đứt cuộn dây, đặc biệt là trong quá trình đánh giá chất lượng bề mặt. Người vận hành kiểm tra bề mặt cuộn dây dưới ánh sáng đầy đủ, thường được hỗ trợ bởi các công cụ phóng đại để tìm các vết nứt nhỏ.

Để phát hiện chính xác hơn, các phương pháp kiểm tra không phá hủy (NDT) được sử dụng:

• Kiểm tra hạt từ (MPI): Thích hợp cho thép sắt từ, MPI phát hiện các vết nứt trên bề mặt và gần bề mặt bằng cách áp dụng từ trường và các hạt sắt tích tụ tại các vị trí khuyết tật.

• Kiểm tra dòng điện xoáy: Sử dụng cảm ứng điện từ để xác định các vết nứt bề mặt, đặc biệt hiệu quả đối với các tấm và dải mỏng.

• Kiểm tra siêu âm (UT): Sử dụng sóng âm tần số cao để phát hiện các vết nứt bên dưới bề mặt hoặc bên trong, mặc dù kém hiệu quả hơn đối với các vết nứt trên bề mặt trừ khi kết hợp với các kỹ thuật sóng bề mặt.

• Kính hiển vi quang học và kỹ thuật số: Để phân tích bề mặt chi tiết, kính hiển vi có độ phân giải cao có thể xác định các vết nứt nhỏ và các đặc điểm bề mặt.

Tiêu chuẩn và thủ tục thử nghiệm

Các tiêu chuẩn quốc tế có liên quan bao gồm:

• ASTM E1252: Tiêu chuẩn thực hành về thử nghiệm không phá hủy cuộn thép.

• ISO 9712: Trình độ và chứng chỉ của nhân viên NDT.

• EN 10228: Kiểm tra không phá hủy các sản phẩm thép.

Các thủ tục tiêu chuẩn bao gồm:

1. Vệ sinh bề mặt để loại bỏ bụi bẩn, dầu hoặc lớp oxit có thể che khuất các vết nứt.

2. Hiệu chuẩn thiết bị phát hiện bằng các tiêu chuẩn tham chiếu có kích thước khuyết tật đã biết.

3. Quét có hệ thống dọc theo bề mặt cuộn dây, bao phủ tất cả các khu vực quan trọng.

4. Ghi lại vị trí, kích thước và mức độ nghiêm trọng của lỗi.

Các thông số quan trọng bao gồm cường độ từ trường (đối với MPI), tần số (đối với dòng điện xoáy) và hướng đầu dò, tất cả đều ảnh hưởng đến độ nhạy phát hiện.

Yêu cầu mẫu

Các mẫu thử nghiệm phải đại diện cho toàn bộ cuộn dây, bao gồm cả các vùng cạnh và trung tâm. Chuẩn bị bề mặt bao gồm vệ sinh và nếu cần, đánh bóng để loại bỏ các chất bẩn bề mặt hoặc độ nhám có thể cản trở việc phát hiện khuyết tật.

Xử lý bề mặt đảm bảo kết quả thử nghiệm nhất quán, đặc biệt là đối với các phương pháp quang học và từ tính. Đối với NDT, bề mặt phải nhẵn và không có lớp phủ hoặc cặn bã gây nhiễu tín hiệu phát hiện.

Kích thước mẫu và phạm vi diện tích bề mặt phụ thuộc vào kích thước cuộn dây và phương pháp thử nghiệm cụ thể. Các thông lệ tiêu chuẩn khuyến nghị kiểm tra nhiều vị trí để tính đến sự thay đổi.

Độ chính xác đo lường

Độ chính xác của phép đo phụ thuộc vào hiệu chuẩn thiết bị, kỹ năng của người vận hành và điều kiện bề mặt. Khả năng lặp lại và tái tạo được đảm bảo thông qua các quy trình chuẩn hóa và quy trình hiệu chuẩn.

Các nguồn gây ra lỗi bao gồm ô nhiễm bề mặt, thiết bị không thẳng hàng hoặc các yếu tố môi trường như nhiễu từ hoặc tiếng ồn.

Để đảm bảo chất lượng đo lường, việc hiệu chuẩn thường xuyên, đào tạo người vận hành và tuân thủ các tiêu chuẩn là điều cần thiết. Xác thực chéo bằng nhiều phương pháp có thể cải thiện độ tin cậy trong việc phát hiện lỗi.

Định lượng và Phân tích dữ liệu

Đơn vị đo lường và thang đo

Sự đứt cuộn dây được định lượng bằng:

• Chiều dài vết nứt: Đo bằng milimét hoặc inch, biểu thị chiều dài tối đa của vết nứt.

• Chiều rộng vết nứt: Cũng tính bằng milimét, biểu thị độ mở bề mặt của vết nứt.

• Mật độ vết nứt: Số vết nứt trên một đơn vị chiều dài hoặc diện tích bề mặt, được thể hiện bằng số vết nứt trên một mét hoặc trên một mét vuông.

• Chỉ số nghiêm trọng: Điểm tổng hợp kết hợp chiều dài, chiều rộng và mật độ vết nứt, thường được chuẩn hóa theo thang điểm từ 0 đến 10.

Về mặt toán học, chỉ số nghiêm trọng (SI) có thể được tính như sau:

$$SI = \frac{\sum_{i=1}^{n} (L_i \times W_i)}{A} $$

trong đó $L_i$ và $W_i$ là chiều dài và chiều rộng của mỗi vết nứt, và $A$ là diện tích bề mặt được kiểm tra.

Giải thích dữ liệu

Kết quả thử nghiệm được giải thích dựa trên ngưỡng đã thiết lập:

• Mức chấp nhận được: Chiều dài và mật độ vết nứt thấp hơn giới hạn quy định, cho thấy rủi ro tối thiểu.

• Mức cảnh báo: Đang tiến gần đến ngưỡng giá trị, cần theo dõi chặt chẽ hơn hoặc điều chỉnh quy trình.

• Mức độ loại bỏ: Vượt quá giới hạn, yêu cầu loại bỏ cuộn dây hoặc có biện pháp khắc phục.

Mối tương quan giữa mức độ nghiêm trọng của vết nứt và tính chất vật liệu được thiết lập thông qua dữ liệu thực nghiệm, liên kết mật độ vết nứt cao hơn với độ dẻo, độ dai hoặc khả năng chống ăn mòn giảm.

Phân tích thống kê

Nhiều phép đo trên các phần cuộn dây khác nhau được phân tích bằng các công cụ thống kê:

• Giá trị trung bình và độ lệch chuẩn: Để đánh giá mức độ lỗi trung bình và tính biến động.

• Khoảng tin cậy: Để ước tính phạm vi mà mức độ lỗi thực sự nằm trong một xác suất nhất định.

• Biểu đồ kiểm soát: Để theo dõi quá trình liên tục, phát hiện xu hướng hoặc sự thay đổi trong tình trạng xảy ra lỗi.

Kế hoạch lấy mẫu tuân theo các tiêu chuẩn như ASTM E228 hoặc ISO 2859, đảm bảo thu thập dữ liệu mang tính đại diện cho mục đích đánh giá chất lượng.

Tác động đến tính chất và hiệu suất của vật liệu

Tài sản bị ảnh hưởng	Mức độ tác động	Rủi ro thất bại	Ngưỡng quan trọng
Độ bền kéo	Vừa phải	Tăng	Chiều dài vết nứt > 10 mm
Độ dẻo	Có ý nghĩa	Cao	Mật độ vết nứt > 5 vết nứt/m
Khả năng chống ăn mòn bề mặt	Nhẹ	Vừa phải	Vết nứt bề mặt rộng > 2 mm
Cuộc sống mệt mỏi	Nghiêm trọng	Rất cao	Chiều dài vết nứt > 15 mm

Các vết nứt cuộn làm giảm tính toàn vẹn của bề mặt, dẫn đến tăng khả năng bị ăn mòn, giảm độ bền cơ học và các vị trí bắt đầu tiềm ẩn cho sự hỏng hóc do mỏi. Các vết nứt nhỏ hoạt động như các bộ tập trung ứng suất, đẩy nhanh quá trình lan truyền vết nứt dưới tải trọng dịch vụ.

Mức độ nghiêm trọng của các vết nứt cuộn dây có liên quan trực tiếp đến sự suy giảm hiệu suất. Các vết nứt lớn hơn hoặc nhiều hơn làm giảm độ dẻo và độ bền, làm tăng khả năng hỏng hóc thảm khốc trong quá trình sử dụng. Ngay cả các vết nứt nhỏ cũng có thể là điểm khởi đầu cho sự ăn mòn hoặc mỏi, đặc biệt là trong môi trường khắc nghiệt.

Hiểu được mối quan hệ giữa mức độ nghiêm trọng của lỗi và hiệu suất cho phép nhà sản xuất đặt ra các giới hạn có thể chấp nhận được và thực hiện các hành động khắc phục trước khi sản phẩm đến tay người dùng cuối.

Nguyên nhân và các yếu tố ảnh hưởng

Nguyên nhân liên quan đến quá trình

Các quy trình sản xuất chính ảnh hưởng đến quá trình đứt cuộn dây bao gồm:

• Cán nóng: Biến dạng quá mức hoặc làm mát không đúng cách có thể gây ra ứng suất kéo dư, thúc đẩy hình thành vết nứt.

• Cán nguội: Mức độ biến dạng cao mà không được bôi trơn đầy đủ hoặc làm mát có kiểm soát có thể gây nứt bề mặt.

• Làm mát và làm nguội: Tốc độ làm mát nhanh có thể gây ra ứng suất nhiệt, dẫn đến nứt bề mặt.

• Cắt và xử lý: Ứng suất cơ học trong quá trình cắt hoặc xử lý có thể gây ra hoặc lan rộng các vết nứt, đặc biệt là nếu bề mặt đã bị hư hỏng.

Các điểm kiểm soát quan trọng liên quan đến việc duy trì các thông số cán tối ưu, đảm bảo làm mát đồng đều và tránh ứng suất kéo quá mức trong quá trình xử lý.

Yếu tố thành phần vật liệu

Thành phần hóa học ảnh hưởng đáng kể đến khả năng mắc bệnh:

• Hàm lượng cacbon: Hàm lượng cacbon cao hơn làm giảm độ dẻo, tăng nguy cơ nứt.

• Lưu huỳnh và phốt pho: Các tạp chất làm thép giòn và thúc đẩy quá trình nứt.

• Nguyên tố hợp kim: Các nguyên tố như mangan và silic có thể ảnh hưởng đến độ dẻo dai và khả năng chống nứt.

• Tạp chất: Các tạp chất phi kim loại như oxit hoặc sunfua đóng vai trò là chất tập trung ứng suất, tạo điều kiện cho vết nứt hình thành.

Các thành phần được tối ưu hóa về độ dẻo và độ bền, với mức tạp chất thấp, có xu hướng chống lại sự hình thành đứt cuộn dây tốt hơn.

Ảnh hưởng của môi trường

Các yếu tố môi trường trong quá trình xử lý bao gồm:

• Biến động nhiệt độ: Làm mát nhanh hoặc phân bố nhiệt độ không đều gây ra ứng suất nhiệt.

• Độ ẩm và chất gây ô nhiễm bề mặt: Độ ẩm hoặc dầu bề mặt có thể ảnh hưởng đến tính chất bề mặt, ảnh hưởng đến quá trình nứt.

• Môi trường sử dụng: Môi trường ăn mòn có thể làm trầm trọng thêm các vết nứt bề mặt hiện có, dẫn đến sự lan truyền.

Các yếu tố phụ thuộc vào thời gian, chẳng hạn như lưu trữ kéo dài hoặc tiếp xúc với ứng suất tuần hoàn, cũng có thể làm cho tình trạng đứt cuộn dây hoặc các tác động của chúng trở nên tồi tệ hơn.

Tác động của lịch sử luyện kim

Các bước xử lý trước đó ảnh hưởng đến cấu trúc vi mô:

• Xử lý nhiệt: Ủ hoặc chuẩn hóa không đúng cách có thể tạo ra hạt thô hoặc ứng suất dư.

• Đặc điểm cấu trúc vi mô: Cấu trúc vi mô mịn, đồng đều làm tăng độ dẻo, giảm nguy cơ nứt.

• Biến dạng tích lũy: Nhiều lần cán mà không có biện pháp giảm ứng suất thích hợp có thể tích tụ ứng suất bên trong.

Hiểu biết về lịch sử luyện kim giúp chẩn đoán nguyên nhân gốc rễ gây đứt cuộn dây và thiết kế quy trình để giảm thiểu tình trạng này.

Chiến lược phòng ngừa và giảm thiểu

Biện pháp kiểm soát quy trình

Các biện pháp phòng ngừa bao gồm:

• Tối ưu hóa các thông số cán: Kiểm soát tốc độ biến dạng, nhiệt độ và tốc độ làm mát để giảm thiểu ứng suất dư.

• Chuẩn bị bề mặt: Đảm bảo bề mặt sạch và nhẵn trước khi xử lý để giảm thiểu các vị trí nứt.

• Bôi trơn và làm mát: Bôi trơn đầy đủ giúp giảm ma sát và ứng suất bề mặt; làm mát có kiểm soát giúp ngăn ngừa sự tích tụ ứng suất nhiệt.

• Quy trình xử lý: Xử lý nhẹ nhàng và bảo quản đúng cách sẽ ngăn ngừa hư hỏng cơ học có thể gây ra vết nứt.

Việc theo dõi thường xuyên các thông số quy trình bằng hệ thống kiểm soát phản hồi đảm bảo chất lượng đồng nhất và phát hiện sớm các sai lệch.

Phương pháp thiết kế vật liệu

Các thay đổi về vật liệu để giảm hiện tượng đứt cuộn dây bao gồm:

• Điều chỉnh hợp kim: Kết hợp các nguyên tố như niobi hoặc vanadi để tinh chỉnh kích thước hạt và cải thiện độ dẻo dai.

• Kỹ thuật vi cấu trúc: Đạt được cấu trúc vi mô đồng nhất thông qua xử lý nhiệt có kiểm soát.

• Kiểm soát tạp chất: Sử dụng phương pháp tinh luyện bằng thùng và luyện kim thứ cấp để giảm tạp chất phi kim loại.

• Chiến lược xử lý nhiệt: Áp dụng phương pháp ủ hoặc chuẩn hóa thích hợp để giảm ứng suất dư và cải thiện độ dẻo.

Những cách tiếp cận này giúp tăng cường khả năng chống nứt của thép trong quá trình gia công.

Kỹ thuật khắc phục

Nếu phát hiện cuộn dây bị đứt trước khi giao hàng, các giải pháp khắc phục bao gồm:

• Sửa chữa bề mặt: Mài hoặc đánh bóng cơ học để loại bỏ các vết nứt trên bề mặt, nếu có thể.

• Xử lý nhiệt: Ủ giảm ứng suất để giảm ứng suất dư và ngăn chặn sự lan truyền vết nứt.

• Cuộn lại hoặc cán lại: Xử lý lại các cuộn dây bị lỗi để cải thiện chất lượng bề mặt.

Tiêu chí chấp nhận đối với các sản phẩm đã khắc phục phụ thuộc vào tiêu chuẩn ngành và yêu cầu sử dụng cuối cùng, cân bằng giữa chi phí và hiệu suất.

Hệ thống đảm bảo chất lượng

Việc triển khai các hệ thống QA mạnh mẽ bao gồm:

• Giao thức kiểm tra: Kiểm tra trực quan và NDT thường xuyên ở các giai đoạn quan trọng.

• Tài liệu quy trình: Lưu giữ hồ sơ chi tiết về các thông số quy trình và sự cố xảy ra.

• Đào tạo nhân viên: Đảm bảo người vận hành có kỹ năng phát hiện lỗi và kiểm soát quy trình.

• Cải tiến liên tục: Sử dụng phản hồi từ các cuộc thanh tra để tinh chỉnh quy trình và ngăn ngừa tái diễn.

Việc tuân thủ các tiêu chuẩn như ISO 9001 và các thông số kỹ thuật cụ thể của ngành sẽ đảm bảo chất lượng sản phẩm đồng nhất.

Ý nghĩa công nghiệp và các nghiên cứu điển hình

Tác động kinh tế

Việc cuộn dây bị đứt có thể dẫn đến hậu quả tài chính đáng kể:

• Chi phí loại bỏ và làm lại: Việc xử lý hoặc loại bỏ thêm làm tăng chi phí sản xuất.

• Thời gian ngừng sản xuất: Thiết bị dừng hoạt động để sửa lỗi làm giảm năng suất.

• Bảo hành và trách nhiệm: Việc hỏng hóc do vết nứt bề mặt có thể dẫn đến việc thu hồi sản phẩm tốn kém hoặc phải chịu trách nhiệm pháp lý.

• Uy tín thương hiệu: Các vấn đề về chất lượng liên tục làm giảm lòng tin của khách hàng và khả năng cạnh tranh trên thị trường.

Phát hiện và phòng ngừa hiệu quả là rất quan trọng để duy trì lợi nhuận và vị thế trên thị trường.

Các ngành công nghiệp bị ảnh hưởng nhiều nhất

Các lĩnh vực mà tình trạng đứt cuộn dây đặc biệt nghiêm trọng bao gồm:

• Ngành công nghiệp ô tô: Tính toàn vẹn của bề mặt rất quan trọng đối với độ bám dính của sơn và hiệu suất kết cấu.

• Hàng không vũ trụ: Tiêu chuẩn chất lượng bề mặt nghiêm ngặt đòi hỏi vật liệu không có khuyết tật.

• Kết cấu: Thép kết cấu phải đáp ứng tiêu chuẩn về độ bền và độ dẻo dai cao.

• Kéo và định hình sâu: Các vết nứt bề mặt có thể lan rộng trong quá trình định hình, dẫn đến hỏng hóc.

Những ngành công nghiệp này đòi hỏi kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt và thường sử dụng các phương pháp phát hiện tiên tiến.

Ví dụ về nghiên cứu tình huống

Một trường hợp đáng chú ý liên quan đến một nhà sản xuất thép gặp phải tình trạng cuộn thép thường xuyên bị đứt trong quá trình cán nguội. Phân tích nguyên nhân gốc rễ cho thấy tốc độ làm mát không phù hợp dẫn đến ứng suất kéo dư. Các hành động khắc phục bao gồm điều chỉnh thông số quy trình và tinh chỉnh cấu trúc vi mô thông qua xử lý nhiệt. Sau khi triển khai, tỷ lệ lỗi giảm 70%, cải thiện đáng kể năng suất và sự hài lòng của khách hàng.

Một ví dụ khác liên quan đến một nhà cung cấp có vết nứt bề mặt gây ra sự ăn mòn sớm trong các ứng dụng sử dụng cuối. Kiểm tra bề mặt xác định các vị trí bắt đầu nứt liên quan đến tạp chất. Nâng cấp quy trình tinh chế để giảm tạp chất và thực hiện các giao thức chuẩn bị bề mặt nghiêm ngặt hơn đã loại bỏ nguồn khuyết tật.

Bài học kinh nghiệm

Những bài học chính của ngành bao gồm:

• Tầm quan trọng của việc kiểm soát ứng suất dư thông qua các thông số xử lý được tối ưu hóa.

• Sự cần thiết của việc kiểm tra bề mặt toàn diện và thử nghiệm không phá hủy.

• Giá trị của việc kiểm soát vi cấu trúc và quản lý tạp chất trong việc ngăn ngừa nứt.

• Lợi ích của việc giám sát quy trình liên tục và vòng phản hồi để ngăn ngừa lỗi.

Theo thời gian, những biện pháp này đã phát triển thành biện pháp tốt nhất trong ngành, giúp giảm tình trạng đứt cuộn dây và nâng cao chất lượng sản phẩm nói chung.

Các điều khoản và tiêu chuẩn liên quan

Các lỗi hoặc thử nghiệm liên quan

• Nứt bề mặt: Thuật ngữ chung cho bất kỳ vết nứt bề mặt nào, bao gồm cả vết đứt cuộn dây.

• Tách lớp: Sự tách lớp trong tấm thép, thường liên quan hoặc trầm trọng hơn do cuộn thép bị đứt.

• Độ nhám bề mặt: Kết cấu bề mặt có thể ảnh hưởng đến khả năng nhìn thấy và hình thành vết nứt.

• Kiểm tra hạt từ (MPI): Một phương pháp thử nghiệm để phát hiện vết nứt trên bề mặt và gần bề mặt.

• Kiểm tra dòng điện xoáy: Phương pháp không phá hủy để phát hiện vết nứt bề mặt.

Các thuật ngữ liên quan này giúp đánh giá toàn diện chất lượng bề mặt và đặc điểm khuyết tật.

Tiêu chuẩn và thông số kỹ thuật chính

Các tiêu chuẩn chính bao gồm:

• ASTM A480/A480M: Thông số kỹ thuật tiêu chuẩn cho tấm, lá và dải thép không gỉ, bao gồm tiêu chí chất lượng bề mặt.

• ISO 9712: Trình độ của nhân viên NDT trong việc phát hiện khuyết tật.

• EN 10228: Kiểm tra không phá hủy các sản phẩm thép.

• JIS G 0552: Tiêu chuẩn công nghiệp Nhật Bản về kiểm tra bề mặt tấm thép.

Có thể có sự khác biệt giữa các khu vực, với các tiêu chuẩn cụ thể được điều chỉnh theo thông lệ và yêu cầu của ngành tại địa phương.

Công nghệ mới nổi

Những tiến bộ trong phát hiện và phòng ngừa bao gồm:

• Quét laser và lập hồ sơ bề mặt 3D: Để lập bản đồ khuyết tật bề mặt chi tiết.

• Xử lý hình ảnh kỹ thuật số: Phát hiện và phân loại vết nứt tự động.

• Giám sát phát xạ âm thanh: Phát hiện vết nứt nhỏ trong quá trình xử lý.

• Trí tuệ nhân tạo (AI): Phân tích dự đoán để tối ưu hóa quy trình và dự báo lỗi.

Những phát triển trong tương lai nhằm mục đích cải thiện độ nhạy phát hiện, giảm các kết quả dương tính giả và cho phép kiểm soát quy trình theo thời gian thực, qua đó giảm thiểu tối đa tình trạng đứt cuộn dây.

---

Bài viết toàn diện này cung cấp hiểu biết chi tiết về sự cố đứt cuộn trong ngành thép, bao gồm bản chất, phát hiện, tác động, nguyên nhân và cách phòng ngừa, được hỗ trợ bởi các tiêu chuẩn và nghiên cứu tình huống. Quản lý đúng cách sự cố đứt cuộn là điều cần thiết để đảm bảo sản phẩm thép chất lượng cao và duy trì khả năng cạnh tranh của ngành.