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在線非接觸式測量帶鋼機械性能
2020-3-10 閱讀(781)
帶鋼機械性能在線非接觸測量系統基于完整的3MA技術，即，除了IP之外，系統集成了BN，HA和EC，開發并用于連續測定拉伸強度（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特性。
?? 應用技術發展
后來，早期的帶鋼機械性能無損測試系統原型被基于完整3MA技術的在線測量系統所替代，即，除了增量磁導率分析IP之外，系統中還實現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。基于3MA技術，德國Fraunhofer IZFP無損檢測技術研究院開發了一種在線非接觸式測試系統，用于連續測定各種鋼種的拉伸強度（Rm），屈服強度（Rp0.2）和其他機械技術特征。 3MA探頭集成在可移動的可旋轉支架中（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整為0°，45°和90°，這提供了從3MA測量值確定各向異性參數rm和Dr的可能性。
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| 3MA在線測試系統的可旋轉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構。 集成在測量室內的外部電子設備控制著測量過程。電子設備主要由3MA測量模塊，電動氣動設備控制，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）和數據管理（帶鋼生產線的DMS）系統。
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IP + EMAT設備相比，此處3MA非接觸式在線測量系統不必為每種鋼種開發單獨的校準。相反，發現可以將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 | 帶鋼鋼卷數量 |
| IF, 常規型 | 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 |
| 結構鋼 | 7.9 | 10.1 | 164 |
表： 鋼種等級和校準結果。
除了標準鋼質（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數據與Rm和Rp0.2數據的破壞性確定數據相關聯，以便確定校準函數。上表還根據3MA數據和破壞性數據之間的相關性的RMSE，顯示了此校準的結果。
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| 校準驗證結果； 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，即檢查已開發的校準功能的質量并評估此3MA應用程序的測量精度，使用已校準的3MA系統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果。這些圖中組合了所有四個鋼種的數據。
為了評估非破壞性數據和破壞性數據之間的偏差，下表列出了四種鋼種的RMSE值。
| 鋼種 | Rm [MPa]的RMSE | Rp0.2 [MPa]的RMSE | 帶鋼鋼卷數量 |
| IF, 常規型 | 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 |
| 結構鋼 | 7.5 | 12.1 | 34 |
表： 鋼號等級和Rm和Rp0.2的驗證測量結果
根據誤差傳播的規則，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。
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。
