Quét trong thép: Phát hiện khuyết tật chính và tầm quan trọng của kiểm soát chất lượng

Định nghĩa và khái niệm cơ bản

Quét trong bối cảnh của ngành công nghiệp thép đề cập đến một loại khuyết tật bề mặt cụ thể được đặc trưng bởi sự bất thường liên tục, thường cong hoặc tuyến tính, bề mặt xuất hiện dưới dạng một mẫu hoặc vệt riêng biệt trên sản phẩm thép. Nó chủ yếu được xác định trong quá trình kiểm tra trực quan hoặc thử nghiệm bề mặt và có thể biểu hiện dưới dạng sự thay đổi về độ hoàn thiện bề mặt, màu sắc hoặc các đặc điểm cấu trúc vi mô.

Về cơ bản, quét chỉ ra độ lệch so với chất lượng bề mặt lý tưởng, thường là do các bất thường trong quy trình hoặc sự không nhất quán về luyện kim. Sự hiện diện của nó có thể làm giảm vẻ đẹp thẩm mỹ, tính toàn vẹn của bề mặt và đôi khi là hiệu suất cơ học của các thành phần thép, đặc biệt là trong các ứng dụng đòi hỏi chất lượng bề mặt cao như tấm ô tô, máy móc chính xác hoặc bình chịu áp suất.

Trong khuôn khổ rộng hơn của đảm bảo chất lượng thép, quét được coi là một khuyết tật bề mặt có thể ảnh hưởng đến các bước xử lý tiếp theo, chẳng hạn như phủ hoặc hàn, và có thể đóng vai trò là chỉ báo về các vấn đề quy trình cơ bản. Đây cũng là một thông số quan trọng trong thử nghiệm vật liệu, đặc biệt là trong các giao thức kiểm tra không phá hủy (NDT) và kiểm tra bề mặt, để đảm bảo rằng các sản phẩm thép đáp ứng các tiêu chuẩn đã chỉ định về tính toàn vẹn và hiệu suất bề mặt.

Bản chất vật lý và nền tảng luyện kim

Biểu hiện vật lý

Ở cấp độ vĩ mô, vết quét xuất hiện dưới dạng một vệt, dải hoặc hoa văn giống như sóng chạy trên bề mặt của các tấm, dải hoặc tấm thép. Những hoa văn này thường có thể nhìn thấy bằng mắt thường và có thể thay đổi về chiều rộng, chiều sâu và độ tương phản tùy thuộc vào mức độ nghiêm trọng. Các vệt có thể mịn hoặc thô, sáng bóng hoặc xỉn màu, và đôi khi có sự đổi màu hoặc hình thành oxit.

Về mặt vi mô, quét biểu hiện dưới dạng các biến thể cục bộ trong địa hình bề mặt, cấu trúc vi mô hoặc phân bố ứng suất dư. Khi phóng đại, nó có thể cho thấy các đặc điểm cấu trúc vi mô kéo dài, ranh giới hạt không đều hoặc các vết nứt nhỏ thẳng hàng dọc theo các vệt. Lỗi này thường tương quan với tính dị hướng của cấu trúc vi mô hoặc các vùng biến dạng bề mặt.

Cơ chế luyện kim

Sự hình thành của quét chủ yếu được điều chỉnh bởi các cơ chế luyện kim và vật lý liên quan đến điều kiện gia công. Nó thường là kết quả của biến dạng không đều, tích tụ ứng suất dư hoặc sự không đồng nhất về cấu trúc vi mô trong quá trình cán nóng, cán nguội hoặc xử lý nhiệt.

Ví dụ, trong quá trình cán nóng, sự phân bố nhiệt độ không đồng đều hoặc căn chỉnh trục cán không đúng cách có thể gây ra các vệt bề mặt do giãn nở nhiệt khác biệt hoặc biến dạng cục bộ. Tương tự như vậy, trong quá trình cán nguội, sự phân bố ứng suất không đều hoặc bôi trơn không đủ có thể gây ra hiện tượng gợn sóng hoặc vệt bề mặt.

Những thay đổi về cấu trúc vi mô như hạt dài, cấu trúc vi mô dạng dải hoặc sự phân tách các nguyên tố hợp kim cũng có thể góp phần tạo nên sự quét. Những đặc điểm cấu trúc vi mô này ảnh hưởng đến các đặc tính bề mặt và có thể biểu hiện dưới dạng các vệt hoặc bất thường có thể nhìn thấy được.

Thành phần thép đóng vai trò quan trọng; hàm lượng cao của một số nguyên tố hợp kim hoặc tạp chất nhất định có thể thúc đẩy quá trình phân tách vi mô, làm tăng khả năng quét. Các thông số xử lý như tốc độ cán, tỷ lệ khử và tốc độ làm nguội là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến quá trình quét.

Hệ thống phân loại

Phân loại chuẩn của quét thường xem xét mức độ nghiêm trọng, phạm vi và hình thức. Các loại phổ biến bao gồm:

• Vết quét nhỏ: Các vệt nhỏ chỉ nhìn thấy được khi phóng đại hoặc kiểm tra kỹ; ảnh hưởng tối thiểu đến chất lượng bề mặt.
• Quét vừa phải: Các vệt rõ ràng ảnh hưởng đến tính đồng nhất của bề mặt; có thể cần xử lý khắc phục.
• Quét nghiêm trọng: Các vệt nổi bật, sâu hoặc rộng làm ảnh hưởng đến tính toàn vẹn của bề mặt và có khả năng ảnh hưởng đến hiệu suất.

Một số tiêu chuẩn, chẳng hạn như ASTM A480 hoặc EN 10163, chỉ định các lớp khuyết tật bề mặt dựa trên kích thước, độ sâu và sự phân bố của các vệt. Ví dụ, Lớp 1 có thể biểu thị độ quét tối thiểu có thể chấp nhận được đối với các ứng dụng chung, trong khi Lớp 3 biểu thị các khuyết tật nghiêm trọng không phù hợp với các mục đích sử dụng có độ chính xác cao.

Việc giải thích các phân loại này sẽ hướng dẫn quyết định chấp nhận hay từ chối, với ngưỡng nghiêm trọng được điều chỉnh theo các yêu cầu ứng dụng cụ thể.

Phương pháp phát hiện và đo lường

Kỹ thuật phát hiện chính

Kiểm tra trực quan vẫn là phương pháp chính để phát hiện sự quét, đặc biệt là trong môi trường sản xuất. Các thanh tra viên được đào tạo sẽ kiểm tra bề mặt trong điều kiện ánh sáng được kiểm soát để xác định các vệt, gợn sóng hoặc đổi màu.

Các công cụ đo độ nhám bề mặt, chẳng hạn như máy đo độ nhám hoặc thiết bị quét laser, định lượng các điểm bất thường trên bề mặt liên quan đến quá trình quét. Các công cụ này đo địa hình bề mặt, cung cấp các thông số như độ nhám trung bình (Ra) hoặc độ gợn sóng (Wav).

Kính hiển vi quang học có thể được sử dụng để phân tích bề mặt chi tiết, tiết lộ các đặc điểm cấu trúc vi mô tương quan với quét. Các kỹ thuật tiên tiến như xử lý hình ảnh kỹ thuật số và hệ thống thị giác máy tăng cường độ chính xác và khả năng lặp lại của phát hiện.

Tiêu chuẩn và thủ tục thử nghiệm

Các tiêu chuẩn quốc tế như ASTM A480, ISO 2370 và EN 10163 chỉ định các quy trình kiểm tra bề mặt và phân loại khuyết tật. Quy trình điển hình bao gồm:

• Làm sạch bề mặt mẫu vật để loại bỏ bụi bẩn, dầu hoặc lớp oxit.
• Đảm bảo điều kiện chiếu sáng đồng đều, thường sử dụng ánh sáng khuếch tán hoặc ánh sáng rọi để làm nổi bật các đặc điểm bề mặt.
• Kiểm tra trực quan bề mặt ở độ phóng đại hoặc khoảng cách xác định.
• Ghi lại vị trí, kích thước và hình dạng của bất kỳ vệt hoặc bất thường nào.

Các phép đo độ nhám bề mặt được thực hiện theo các tiêu chuẩn như ISO 4287, với các thông số như Ra hoặc Rz được ghi lại tại nhiều điểm để đánh giá tính đồng nhất.

Các thông số quan trọng bao gồm góc kiểm tra, cường độ chiếu sáng và độ phân giải đo lường, tất cả đều ảnh hưởng đến độ nhạy phát hiện khuyết tật.

Yêu cầu mẫu

Các mẫu phải được chuẩn bị theo các quy trình chuẩn, thường bao gồm vệ sinh bề mặt, mài hoặc đánh bóng để đảm bảo các điều kiện nhất quán. Đối với kiểm tra trực quan, bề mặt phải không có bụi bẩn, dầu hoặc oxy hóa.

Có thể cần phải xử lý bề mặt, chẳng hạn như mài nhẹ hoặc đánh bóng, để lộ các vệt hoặc độ gợn sóng bên dưới. Kích thước mẫu và vị trí phải đại diện cho toàn bộ sản phẩm để đảm bảo đánh giá hợp lệ.

Việc lựa chọn mẫu rất quan trọng; cần đưa vào các khu vực dễ xảy ra biến đổi quy trình hoặc các vùng khuyết tật đã biết để đánh giá chính xác mức độ phổ biến của quá trình quét.

Độ chính xác đo lường

Độ chính xác của phép đo phụ thuộc vào thiết bị được sử dụng và kỹ năng của người vận hành. Máy đo biên dạng và máy quét laser có độ lặp lại cao, nhưng hiệu chuẩn và thiết lập phù hợp là điều cần thiết để giảm thiểu lỗi.

Các nguồn lỗi bao gồm ô nhiễm bề mặt, sai lệch, rung động môi trường hoặc ánh sáng không nhất quán. Để đảm bảo chất lượng đo lường, nên hiệu chuẩn thường xuyên, đo nhiều lần và phân tích thống kê.

Khả năng tái tạo được cải thiện thông qua các quy trình chuẩn hóa, đào tạo người vận hành và môi trường thử nghiệm được kiểm soát.

Định lượng và Phân tích dữ liệu

Đơn vị đo lường và thang đo

Các điểm bất thường trên bề mặt liên quan đến quá trình quét được định lượng bằng các thông số như sau:

• Độ nhám trung bình (Ra): Giá trị trung bình số học của độ lệch bề mặt, được thể hiện bằng micrômét (μm).
• Chiều cao tối đa (Rz): Giá trị trung bình của năm đỉnh cao nhất và thung lũng thấp nhất, tính bằng μm.
• Độ gợn sóng (Wav): Định lượng độ gợn sóng bề mặt có bước sóng dài hơn, tính bằng μm.

Về mặt toán học, Ra được tính như sau:

[ Ra = \frac{1}{L} \int_0^L |z(x)| dx ]

trong đó ( z(x) ) là độ lệch bề mặt theo chiều dài ( L ).

Các hệ số chuyển đổi thường không cần thiết, nhưng để so sánh, giá trị độ nhám bề mặt có thể được liên hệ với mức độ nghiêm trọng về mặt thị giác.

Giải thích dữ liệu

Kết quả thử nghiệm được diễn giải dựa trên các giá trị ngưỡng được thiết lập trong các tiêu chuẩn hoặc thông số kỹ thuật của khách hàng. Ví dụ, giá trị Ra vượt quá 3 μm có thể được phân loại là quét nghiêm trọng đối với một số ứng dụng nhất định.

Sự xuất hiện của các vệt tương quan với độ nhám bề mặt tăng lên, có thể ảnh hưởng đến độ bám dính của lớp phủ, khả năng chống ăn mòn hoặc tính thẩm mỹ.

Tiêu chuẩn chấp nhận khác nhau; trong các ngành công nghiệp có độ chính xác cao, ngay cả độ quét nhỏ cũng có thể không được chấp nhận, trong khi trong các ứng dụng kết cấu chung, độ quét vừa phải có thể được chấp nhận.

Phân tích thống kê

Nhiều phép đo trên bề mặt được phân tích thống kê để xác định giá trị trung bình, độ lệch chuẩn và khoảng tin cậy. Phương pháp này đảm bảo đánh giá toàn diện về chất lượng bề mặt.

Kế hoạch lấy mẫu phải tuân theo các tiêu chuẩn công nghiệp như ISO 2859 hoặc MIL-STD-105, nêu rõ số lượng mẫu và mức độ kiểm tra để đạt được mức độ tin cậy mong muốn.

Biểu đồ kiểm soát quy trình thống kê (SPC) có thể theo dõi tính ổn định của quy trình theo thời gian, cho phép phát hiện sớm sự trôi dạt của quy trình dẫn đến sự hình thành quét.

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
Hoàn thiện bề mặt	Trung bình đến Nặng	Tăng nguy cơ hỏng lớp phủ	Ra > 3 μm
Chống ăn mòn	Vừa phải	Sự khởi đầu ăn mòn tăng tốc	Sự hiện diện của các vệt có vết nứt nhỏ
Mệt mỏi cơ học	Thấp đến trung bình	Các vị trí có khả năng nứt	Các vệt có thể nhìn thấy được căn chỉnh với các đặc điểm cấu trúc vi mô
Vẻ đẹp thẩm mỹ	Cao	Từ chối trong các ứng dụng trang trí	Các vệt sáng có thể nhìn thấy dưới ánh sáng tiêu chuẩn

Quét có thể làm giảm đáng kể hình thức bề mặt, dẫn đến việc loại bỏ trong các ngành công nghiệp mà chất lượng hình ảnh là yếu tố quan trọng. Nó cũng có thể đóng vai trò là điểm khởi đầu cho sự ăn mòn hoặc hỏng do mỏi, đặc biệt là nếu có các vết nứt nhỏ hoặc ứng suất dư.

Mức độ nghiêm trọng của vết quét tương quan với mức độ không đồng đều của bề mặt, ảnh hưởng đến hiệu suất của vật liệu khi sử dụng. Ví dụ, các vệt sâu hoặc rộng có thể làm hỏng lớp phủ bảo vệ hoặc thúc đẩy sự lan truyền vết nứt dưới tải trọng tuần hoàn.

Hiểu được mối quan hệ giữa mức độ nghiêm trọng của quá trình quét và sự xuống cấp của tài sản giúp thiết lập các giới hạn có thể chấp nhận được và hướng dẫn các hành động khắc phục.

Nguyên nhân và các yếu tố ảnh hưởng

Nguyên nhân liên quan đến quá trình

Các quy trình sản xuất như cán nóng, cán nguội và xử lý nhiệt là những yếu tố chính góp phần tạo nên sự hình thành quét. Các yếu tố chính bao gồm:

• Căn chỉnh con lăn và tình trạng bề mặt: Con lăn không thẳng hàng hoặc bị mòn sẽ gây ra biến dạng không đều, tạo ra các vệt.
• Độ đồng đều nhiệt độ: Làm nóng hoặc làm nguội không đồng đều gây ra sự giãn nở khác nhau, dẫn đến bề mặt gợn sóng.
• Kiểm soát bôi trơn và ma sát: Bôi trơn không đủ sẽ dẫn đến ma sát bề mặt không đều, gây ra vệt.
• Tốc độ lăn và tỷ lệ giảm: Tốc độ biến dạng quá mức có thể gây ra sự không đồng nhất về cấu trúc vi mô và sự không đồng đều trên bề mặt.
• Tốc độ làm mát: Làm mát nhanh hoặc không đều có thể gây ra hiện tượng dải cấu trúc vi mô, biểu hiện dưới dạng quét.

Các điểm kiểm soát quan trọng bao gồm bảo trì trục lăn thường xuyên, kiểm soát nhiệt độ chính xác và các thông số quy trình nhất quán để giảm thiểu tình trạng quét.

Yếu tố thành phần vật liệu

Thành phần hóa học ảnh hưởng đến khả năng quét:

• Nguyên tố hợp kim: Các nguyên tố như lưu huỳnh, phốt pho hoặc tạp chất phân tách có thể thúc đẩy quá trình phân tách vi mô, làm tăng sự hình thành vệt.
• Tính không đồng nhất về cấu trúc vi mô: Cấu trúc vi mô dạng dải hoặc hạt dài khiến bề mặt thép dễ xuất hiện các vệt.
• Tạp chất: Các tạp chất không phải kim loại hoặc oxit có xu hướng tích tụ dọc theo một số đặc điểm cấu trúc vi mô, làm nổi bật sự quét.

Thép có thành phần đồng nhất và cấu trúc vi mô được kiểm soát ít bị quét hơn, trong khi thép hợp kim cao hoặc thép chứa nhiều tạp chất dễ bị quét hơn.

Ảnh hưởng của môi trường

Điều kiện môi trường trong quá trình xử lý phát triển quét va chạm:

• Nhiệt độ và độ ẩm môi trường: Sự thay đổi có thể ảnh hưởng đến tốc độ làm mát và quá trình oxy hóa bề mặt.
• Môi trường xử lý: Môi trường oxy hóa thúc đẩy sự hình thành oxit, có thể làm nổi bật các vệt.
• Rung động và nhiễu loạn cơ học: Rung động bên ngoài trong quá trình lăn hoặc xử lý có thể gây ra hiện tượng bề mặt gợn sóng.
• Môi trường sử dụng: Môi trường ăn mòn có thể làm trầm trọng thêm tình trạng bề mặt không bằng phẳng, đặc biệt nếu quá trình quét tạo ra các vết nứt nhỏ hoặc khe hở.

Các yếu tố phụ thuộc vào thời gian, chẳng hạn như tiếp xúc lâu với môi trường ăn mòn, có thể làm trầm trọng thêm các khuyết tật bề mặt liên quan đến quét.

Tác động của lịch sử luyện kim

Các bước xử lý trước ảnh hưởng đến quá trình quét:

• Xử lý nhiệt cơ: Xử lý nhiệt không đủ hoặc làm mát không đều có thể để lại ứng suất dư và tính dị hướng về cấu trúc vi mô.
• Sự tiến hóa về cấu trúc vi mô: Các cấu trúc vi mô dạng dải do cán hoặc rèn có thể biểu hiện dưới dạng các vệt.
• Biến dạng tích lũy: Nhiều chu kỳ xử lý có thể tạo ra các vùng biến dạng bề mặt dễ bị quét.
• Làm cứng bề mặt: Làm cứng quá mức có thể gây biến dạng bề mặt cục bộ, dẫn đến hình thành vệt.

Hiểu biết toàn bộ lịch sử luyện kim giúp chẩn đoán và ngăn ngừa hiện tượng quét.

Chiến lược phòng ngừa và giảm thiểu

Biện pháp kiểm soát quy trình

Việc ngăn chặn quét đòi hỏi phải kiểm soát quy trình chặt chẽ:

• Bảo trì trục lăn: Kiểm tra thường xuyên, căn chỉnh và hoàn thiện bề mặt trục lăn để tránh biến dạng không đều.
• Quản lý nhiệt độ: Đảm bảo sưởi ấm và làm mát đồng đều để tránh sự chênh lệch nhiệt độ.
• Tối ưu hóa bôi trơn: Sử dụng chất bôi trơn thích hợp và theo dõi ứng dụng để giảm vệt do ma sát.
• Tối ưu hóa thông số quy trình: Duy trì tốc độ cán, tỷ số giảm và tốc độ làm mát ổn định.
• Kiểm soát rung động: Cách ly thiết bị để giảm thiểu rung động bên ngoài ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt.

Việc triển khai các hệ thống giám sát thời gian thực, chẳng hạn như cảm biến nhiệt độ hồng ngoại và tự động hóa quy trình, sẽ tăng cường khả năng phòng ngừa lỗi.

Phương pháp thiết kế vật liệu

Các sửa đổi về vật liệu có thể làm giảm khả năng quét:

• Điều chỉnh hợp kim: Chọn thành phần có xu hướng phân tách tối thiểu.
• Kỹ thuật vi cấu trúc: Đạt được cấu trúc hạt đồng nhất thông qua quá trình xử lý nhiệt cơ có kiểm soát.
• Tối ưu hóa xử lý nhiệt: Áp dụng phương pháp ủ hoặc chuẩn hóa thích hợp để giảm ứng suất dư và đồng nhất cấu trúc vi mô.
• Lớp phủ bề mặt: Áp dụng lớp phủ bảo vệ hoặc làm mịn trong quá trình xử lý để che phủ hoặc giảm sự hình thành vệt.

Thiết kế thép có tính chất cân bằng và tính đồng nhất về cấu trúc vi mô sẽ tăng cường khả năng chống quét.

Kỹ thuật khắc phục

Nếu phát hiện hiện tượng quét sau khi sản xuất, các hành động khắc phục bao gồm:

• Mài hoặc đánh bóng bề mặt: Loại bỏ các vệt bề mặt để phục hồi chất lượng bề mặt.
• Phun bi: Tạo ra ứng suất nén dư để cải thiện tính toàn vẹn của bề mặt.
• Xử lý nhiệt lại: Áp dụng phương pháp ủ giảm ứng suất để giảm ứng suất dư và tính không đồng nhất về mặt vi cấu trúc.
• Lớp phủ hoặc ốp: Phủ các bề mặt bị lỗi bằng lớp bảo vệ để ngăn ngừa sự ăn mòn hoặc xuống cấp thêm.

Tiêu chí chấp nhận đối với các sản phẩm đã khắc phục phụ thuộc vào tiêu chuẩn công nghiệp và yêu cầu ứng dụng.

Hệ thống đảm bảo chất lượng

Hệ thống QA mạnh mẽ bao gồm:

• Kiểm tra và thử nghiệm thường xuyên: Đánh giá bằng mắt và bằng dụng cụ theo lịch trình trong quá trình sản xuất.
• Tài liệu quy trình: Lưu giữ hồ sơ chi tiết về các thông số và độ lệch của quy trình.
• Đào tạo: Đảm bảo nhân viên có kỹ năng nhận biết lỗi và kiểm soát quy trình.
• Tuân thủ tiêu chuẩn: Tuân thủ các tiêu chuẩn có liên quan như thông số kỹ thuật ASTM, ISO và EN.
• Cải tiến liên tục: Sử dụng phản hồi từ các cuộc thanh tra để tinh chỉnh quy trình và giảm thiểu tình trạng quét rác.

Việc triển khai kiểm soát quy trình thống kê (SPC) và hệ thống quản lý chất lượng (QMS) đảm bảo chất lượng sản phẩm đồng nhất.

Ý nghĩa công nghiệp và các nghiên cứu điển hình

Tác động kinh tế

Các lỗi quét có thể dẫn đến chi phí đáng kể:

• Từ chối và làm lại: Việc xử lý hoặc loại bỏ thêm sẽ làm tăng chi phí sản xuất.
• Giảm năng suất: Thời gian dành cho việc phát hiện và khắc phục lỗi làm chậm trễ việc giao hàng.
• Bảo hành và trách nhiệm: Việc hỏng hóc do lỗi bề mặt có thể dẫn đến yêu cầu bồi thường tốn kém.
• Uy tín thương hiệu: Chất lượng bề mặt đồng đều là yếu tố quan trọng để đảm bảo sự hài lòng của khách hàng và khả năng cạnh tranh trên thị trường.

Việc giảm thiểu quét giúp giảm tổng chi phí sản xuất và nâng cao độ tin cậy của sản phẩm.

Các ngành công nghiệp bị ảnh hưởng nhiều nhất

Các lĩnh vực mà việc quét rác đặc biệt quan trọng bao gồm:

• Ngành công nghiệp ô tô: Bề mặt hoàn thiện ảnh hưởng đến tính thẩm mỹ, khả năng chống ăn mòn và độ bám dính của sơn.
• Hàng không vũ trụ: Chất lượng bề mặt cao là điều cần thiết cho hiệu suất khí động học và tuổi thọ chịu mỏi.
• Sản xuất bình chịu áp suất: Tính toàn vẹn bề mặt ảnh hưởng đến khả năng chống ăn mòn và độ an toàn của kết cấu.
• Kết cấu: Thép kết cấu có vết sọc trên bề mặt có thể bị loại bỏ vì lý do thẩm mỹ hoặc độ bền.

Những ngành công nghiệp này đòi hỏi tiêu chuẩn chất lượng bề mặt nghiêm ngặt, khiến việc kiểm soát quét trở nên vô cùng quan trọng.

Ví dụ về nghiên cứu tình huống

Một nhà sản xuất thép đã gặp phải tình trạng vệt bề mặt thường xuyên ở các tấm cán nguội, dẫn đến tỷ lệ loại bỏ cao. Phân tích nguyên nhân gốc rễ cho thấy các lô không thẳng hàng và làm mát không đều. Các hành động khắc phục bao gồm phục hồi lô, điều chỉnh thông số quy trình và cải thiện tính đồng nhất của quá trình làm mát. Sau khi triển khai, tỷ lệ quét giảm 85%, giúp giảm đáng kể chi phí làm lại.

Một trường hợp khác liên quan đến thép cường độ cao được sử dụng trong các thành phần hàng không vũ trụ, trong đó các dải vi cấu trúc gây ra các vệt có thể nhìn thấy. Các sửa đổi xử lý nhiệt và đồng nhất vi cấu trúc đã loại bỏ các vệt, cải thiện chất lượng bề mặt và hiệu suất cơ học.

Bài học kinh nghiệm

Những bài học chính của ngành bao gồm:

• Tầm quan trọng của việc kiểm soát quy trình toàn diện để ngăn ngừa tình trạng quét rác.
• Cần phát hiện sớm thông qua kiểm tra và đo lường thường xuyên.
• Giá trị của việc hiểu biết về lịch sử luyện kim để chẩn đoán nguyên nhân gốc rễ.
• Lợi ích của việc tích hợp các chiến lược thiết kế, xử lý và kiểm tra để giảm thiểu khuyết tật.

Các tiêu chuẩn ngày càng phát triển và công nghệ phát hiện tiên tiến tiếp tục cải thiện khả năng quản lý khuyết tật bề mặt.

Các điều khoản và tiêu chuẩn liên quan

Các lỗi hoặc thử nghiệm liên quan

• Độ gợn sóng: Các gợn sóng bề mặt có bước sóng lớn hơn thường liên quan đến sự quét.
• Độ nhám bề mặt: Đo lường định lượng các điểm không đồng đều trên bề mặt, liên quan đến mức độ quét.
• Cấu trúc vi mô dạng dải: Sự không đồng nhất về cấu trúc vi mô có thể biểu hiện dưới dạng các vệt hoặc dải trên bề mặt.
• Vệt oxit: Sự đổi màu bề mặt hoặc các vệt do sự hình thành oxit trong quá trình xử lý.

Các phương pháp thử nghiệm bổ sung bao gồm thử nghiệm siêu âm để tìm khuyết tật dưới bề mặt và thử nghiệm thẩm thấu thuốc nhuộm để tìm vết nứt trên bề mặt.

Tiêu chuẩn và thông số kỹ thuật chính

• ASTM A480: Tiêu chuẩn kỹ thuật cho tấm, lá và dải thép không gỉ và chịu nhiệt.
• ISO 2370: Chất lượng bề mặt thép—đánh giá trực quan.
• EN 10163: Sản phẩm thép phẳng cán nguội—điều kiện giao hàng kỹ thuật.
• JIS G 0552: Phân loại khuyết tật bề mặt cho tấm thép.

Tiêu chí chấp nhận thay đổi tùy theo ứng dụng, trong đó các ngành công nghiệp có độ chính xác cao sẽ áp dụng các giới hạn chặt chẽ hơn.

Công nghệ mới nổi

Những tiến bộ bao gồm:

• Kiểm tra quang học tự động (AOI): Hệ thống thị giác máy tốc độ cao để phát hiện lỗi.
• Đo bề mặt bằng tia laser: Đo độ gợn sóng và độ nhám của bề mặt không tiếp xúc.
• Xử lý hình ảnh kỹ thuật số: Phân tích định lượng các vệt và hoa văn bề mặt.
• Cảm biến giám sát quy trình: Phản hồi thời gian thực để điều chỉnh quy trình nhằm ngăn chặn tình trạng quét.

Những phát triển trong tương lai hướng đến việc tích hợp khả năng nhận dạng lỗi do AI điều khiển và kiểm soát quy trình dự đoán để chủ động giảm thiểu sự cố quét.

---

Bài viết toàn diện này cung cấp hiểu biết sâu sắc về "Quét" trong ngành thép, bao gồm định nghĩa, cơ sở vật lý và luyện kim, phương pháp phát hiện, tác động đến tính chất, nguyên nhân, phòng ngừa và ý nghĩa của ngành, phù hợp với các tiêu chuẩn hiện hành và xu hướng công nghệ.