Como você avalia a qualidade de um rolo de liga de aço fundido?

Inspeção Visual e Dimensional

A avaliação inicial de um rolos de aço fundido de liga começa com um exame visual e dimensional completo. Esta etapa fundamental identifica defeitos superficiais e garante que o rolo atenda às especificações físicas precisas antes de testes mais avançados. Os inspetores examinam meticulosamente toda a superfície do rolo, incluindo o cano e os gargalos, em busca de quaisquer sinais de irregularidades na fundição, como inclusões de areia, porosidade de gás, manchas de escória, fechamentos a frio ou rachaduras. A presença de tais defeitos, mesmo que superficiais, pode atuar como concentradores de tensão e levar a falhas catastróficas sob cargas rolantes. Simultaneamente, as dimensões críticas são verificadas usando instrumentos de precisão como micrômetros, paquímetros e scanners a laser. O diâmetro do cano, o comprimento, os diâmetros do gargalo e a concentricidade são verificados em relação às tolerâncias do desenho de fabricação. Qualquer desvio, especialmente no batimento ou conicidade, pode causar vibração durante a operação do moinho, levando à má qualidade do produto e ao desgaste acelerado do rolamento.

Análise de Materiais e Microestrutura

A qualidade intrínseca de um rolo de liga de aço fundido é determinada por sua composição química e microestrutura interna, que governam diretamente sua dureza, resistência, tenacidade e resistência ao desgaste. Esta análise confirma que o rolo é feito com o tipo correto de material e foi devidamente tratado termicamente.

Verificação da composição química

A análise espectroscópica é realizada, muitas vezes usando espectrometria de emissão óptica (OES), para verificar a porcentagem de todos os principais elementos de liga. Uma verificação típica inclui:

• Carbono (C): Determinante primário de dureza e resistência.
• Cromo (Cr): Aumenta a dureza, o desgaste e a resistência à oxidação.
• Molibdênio (Mo): Aumenta a temperabilidade e a resistência a altas temperaturas.
• Níquel (Ni): Melhora a tenacidade e a resistência ao impacto.
• Vanádio (V) e Nióbio (Nb): Refine a estrutura do grão e promova a formação de carbonetos.

Os resultados devem estar estritamente de acordo com a faixa de classificação especificada, pois mesmo pequenos desvios podem alterar significativamente o desempenho.

Exame Metalográfico

Uma seção de amostra do rolo (geralmente da extremidade descartada ou de um cupom especialmente moldado) é preparada, polida, gravada e examinada ao microscópio. Isso revela a microestrutura. Para um rolo de liga de aço fundido de alta qualidade, a estrutura desejada é tipicamente uma matriz de martensita ou bainita temperada com uma dispersão uniforme de carbonetos duros e finos. Os avaliadores procuram:

• Tamanho do grão: Uma estrutura de grão fina e uniforme é preferida para uma tenacidade superior.
• Distribuição de Carboneto: Os carbonetos devem ser dispersos uniformemente, sem grandes aglomerados ou redes que possam iniciar rachaduras.
• Inclusões não metálicas: A quantidade, tipo (por exemplo, sulfetos, óxidos) e formato das inclusões são classificados de acordo com padrões como ASTM E45. Contagens de inclusão mais baixas são críticas para a vida em fadiga.

Testes de propriedades mecânicas e físicas

Esta fase quantifica as características de desempenho do rolo sob condições de serviço simuladas. O teste é realizado em amostras usinadas a partir do corpo do rolo ou blocos de teste anexados fundidos a partir do mesmo calor.

Medição de Dureza

A dureza é a propriedade verificada com mais frequência, indicando resistência ao desgaste. É medido em toda a face e profundidade do cilindro do rolo usando métodos padronizados:

Um perfil de dureza consistente em todo o comprimento do cano e da superfície ao núcleo (dentro dos limites especificados) é essencial para garantir desgaste uniforme e evitar lascas.

Ensaios ultrassônicos e não destrutivos (END)

O END é fundamental para detectar falhas internas sem danificar o rolo. O teste ultrassônico (UT) é o método principal, onde ondas sonoras de alta frequência são transmitidas para o rolo. Os reflexos de descontinuidades internas, como cavidades de contração, rasgos quentes ou zonas de não fusão, são exibidos em uma tela. Um técnico qualificado mapeia a localização, tamanho e orientação de qualquer defeito. A aceitação ou rejeição é baseada em critérios predefinidos relativos ao tamanho do defeito, localização (por exemplo, subsuperfície vs. núcleo profundo) e sua proximidade com áreas de tensão crítica, como o filete do pescoço. Outros métodos de END, como a Inspeção de Partículas Magnéticas (MPI), podem ser usados ​​em áreas superficiais para revelar rachaduras finas.

Histórico de desempenho e monitoramento em serviço

Para rolos já em serviço, a avaliação da qualidade passa dos testes laboratoriais para as métricas de desempenho operacional. Esses dados do mundo real são inestimáveis ​​para validar a qualidade inicial e orientar compras futuras. Os principais indicadores de desempenho (KPIs) são meticulosamente monitorados para cada conjunto de rolos, incluindo a tonelagem total laminada antes de exigir a reafiação, o número de ciclos de reafiação alcançados ao longo de sua vida útil e os motivos para a remoção final de serviço (por exemplo, desgaste, lascamento, falha do rolamento do pescoço). O desempenho consistente e superior em diversas campanhas de um fabricante ou derretimento específico é um poderoso indicador de qualidade alta e consistente. Esses dados são frequentemente compilados em um passaporte ou registro de rolo, criando um histórico de vida abrangente que informa os cronogramas de manutenção e a seleção de rolos para diferentes suportes de laminação.

A Auditoria e Certificação de Fornecedores

A avaliação da qualidade do rolo vai além do produto físico, abrangendo a capacidade e a confiabilidade do fabricante. Uma auditoria abrangente de fornecedores avalia todo o processo de produção. Isso inclui a revisão das certificações do sistema de gestão da qualidade (por exemplo, ISO 9001), a inspeção das práticas de fundição, o controle do processo de fusão, as instalações de tratamento térmico e as capacidades de usinagem. A revisão dos certificados de teste do fornecedor (Certificados de Teste de Material ou Certificados de Fábrica) para propriedades químicas e mecânicas é obrigatória. Um fornecedor respeitável fornece rastreabilidade total desde o número de calor de fusão até o rolo acabado. Estabelecer uma parceria com um fornecedor tecnicamente competente que conduz inspeções rigorosas durante o processo é muitas vezes a estratégia mais eficaz a longo prazo para garantir uma qualidade consistente dos rolos.