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皮带输送机是现代散状物料运输的主要输送设备, 它广泛用于矿山、冶金、化工、电站和港口等工业领域。滚筒是皮带输送机的主要部件, 滚筒轴更是重中之重。皮带输送机的传动滚筒轴属锻件, 要受到交变的弯矩、扭矩以及冲击等载荷, 所以对质量要求高, 滚筒在精加工后, 还必须进行热处理。材料一般选用45#中碳钢, 若轴材料存在内部缺陷, 可能导致生产加工过程中的事故, 如断裂伤人、热处理后产生裂纹甚至发生轴暴现象。即使在加工过程中未反映出来, 这种隐患也将导致皮带输送机使用中的更大事故。所以, 必须重视生产加工过程中的检测。
导致滚筒轴内部缺陷的原因及检测方法分析介绍如下。
一、材质为铸锭类的铸件。这类铸件外表光滑, 表面粗糙度在二级以上, 有的甚至光亮如镜, 头尾切除平直, 直径一般大于150mm，长度一般不超过3m。由于铸钢件凝固温度区间较大, 且钢液凝固时要发生体积收缩, 除组织不匀外, 往往存在着各种铸造缺陷, 如缩孔、疏孔、气泡、偏析以及在缩孔和疏孔周围积聚着各种低熔点的杂质区域偏析、非金属杂质、晶内化学成分不均匀的晶内偏析等。若用锻造补偿缺陷方法进行超声波探伤, 其缺陷对超声波有严重的散射、吸收, 因而反射信号极低, 只出现声波衰减、始波展宽、无回波等显示情况。此外由于铸造时, 钢水注入模型后与模型壁最先接触的表层金属温度下降快,形成较细的晶粒, 因而一般在其表面和近表面不生产裂纹。所以在上述超声波探伤的结果下, 就没有必要再进行渗透、磁粉等方式的表面控伤。如无特殊要求, 也无需进行低倍断口金相检查。这类铸钢件的化学成分极乱, 含碳量很高, 硫、磷等有害元素含量严重超标, 往往名义上是合金结构钢, 实际上只是普碳铸钢。
二、轧制钢材或经过锻造、但未切除钢锭的上部或冒口。这类钢材表面粗糙, 一端切除平直, 一端受挤凸起呈球面状。一批料长短不均，一般在2m以下, 有多种直径。多为大型钢厂合格品上切除下来的料头、冒口或轧材的端头部分, 由小型锻造厂锻造而成。由于钢锭在浇注时, 其上部形成缩孔。缩孔周围的非金属夹杂物、低熔点杂质富集形成区域偏析, 虽经轧制或锻造但孔洞愈合效果很差, 极易形成开裂和折叠。这种由于原始缩孔形成的裂纹和折叠一般为内藏封闭式, 故在纵波超声控伤中, 从一端起约100mm范围内波形正常, 即底波窄细、回波保持标准高度, 未见任何伤波反映。而越过这个区域则出伤波, 即波幅由低渐高再骤低呈不连续变化状态, 缺陷严重时回波可能消失, 伤波的高度和位置在底波和回波之间变动。这一区域的长度不定, 但一般不超过500mm。此后又进入了底波清晰、回波高耸、无伤波的优质材料区, 一直延伸到轴材的另一端。缺陷区的低倍金相组织的特点是折叠或裂纹与锻件表面呈锐角分布, 由表及里。作酸浸试验时, 如流线清楚, 则可见流线顺着裂纹弯曲, 其显微组织的特点是无论折叠或裂纹均呈弯曲状态或波纹形, 裂纹的周围均有严重的脱碳现象, 其中心为浅灰色的氧化夹杂物质。
