[摘要) 用戶要求帶鋼產(chǎn)品的表面要作到100 的無缺陷。帶鋼生產(chǎn)過程中頻閃照明是質(zhì)量控制的有力手段。此種控制法能夠在帶鋼運行速度高達每分鐘2200耒的情況下， 在線可測出小至半毫耒的缺陷。

1 前言 25年前，頻閃法檢測就已 I入鋼鐵工業(yè)，并成為檢測工藝的支柱和質(zhì)量控制的主要手段。工藝操作人員利用這種簡單而有效的方法，能在各個工序上憑借與表面質(zhì)量有關(guān)的全部知識來負起生產(chǎn)的責(zé)任。　　有些廠家已經(jīng)裝備了復(fù)雜的技術(shù)先進的表面自動檢則系統(tǒng)，但是還要裝備這里所講的價格并不太貴的頻閃檢測照明裝置。為何這些廠家要買兩套設(shè)備呢?其理由有兩個，一是要更加重視產(chǎn)品的質(zhì)量，二是基于計算機系統(tǒng)的實踐，它可以輕而易舉地識別缺陷的狀況，但不能確定缺陷產(chǎn)生的原因以及消除的方法毫無疑問，今日鋼材質(zhì)量已空前提高。美國商務(wù)部最近的報告指出：福特汽車公司購買的鋼材退貨率從1982年的8 以上降到1992年的1 以下。由于所有生產(chǎn)表面質(zhì)量要求嚴(yán)格的汽車用鋼和家用電器用鋼的廠家均已使用了頻閃法檢測，因而上述退貨率的下降并不足為奇。此種高質(zhì)量水平并不排除熟悉生產(chǎn)過程的富有經(jīng)驗的質(zhì)量控制人員所起的重要作用。任何質(zhì)量管理的真正關(guān)鍵，均在于質(zhì)量檢查人員與操作人員在得到信息之后，如何反饋于生產(chǎn)過程?！　∪绻a(chǎn)品表面缺陷嚴(yán)重認(rèn)為要退貨，那么， 只有操作人員有能力識別、分類并作出決定。而且只有檢查人員才能識別缺陷，查明原固并采取解決問題的措麓。能使鋼鐵廠實現(xiàn)高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，是工藝操作人員使用頻閃法檢測法這種專用檢測工具，而不是計算機。　　為什么頻閃法檢測在提供高質(zhì)量產(chǎn)品方面能夠起著關(guān)鍵作用呢?那是固為生產(chǎn)廠家負擔(dān)不起在每條生產(chǎn)線上都裝上自動檢測設(shè)備的費用， 各個廠家采用普遍使用的檢測設(shè)備裝備他們的生產(chǎn)線，而不采用計算機，并取得了顯著的成果?！　☆l閃法照明可用于冷熱軋機、平整機、縱切線、矯直機、遇火與酸洗線、涂層作業(yè)與重卷等機組作業(yè)線， 以檢出和預(yù)防有損于成品的各種缺陷。

2 頻閃照明幫助的眼睛 操作者憑借眼睛去看缺陷，視力很快就要疲竭。一個目標(biāo)物從眼前飛馳而過，眼球無法及時聚焦。目標(biāo)物呈現(xiàn)為模糊的影像是與物體移動的速度和與眼睛間的距離有關(guān)這種效應(yīng)是眾所周知的“運動模糊感”?！　∮捎谟小斑\動模糊感”，目標(biāo)物之移動速度如在5O～lOOm／rain之間，眼力尚能承受，如速度高于lOOm／ rain，就看不清楚了。視覺反應(yīng)的方式，類似于照相對光的化學(xué)反應(yīng)。當(dāng)光射于化學(xué)藥品，激活了它并成像于底片。如果被拍照的目的物迅速移動，則留在底片上的影像便模糊不清，糾正的辦法，就是增大照相機的快門速度，以縮短光對底片上藥品的活化時間。由于暴光時間短．便能減少模糊，從而得到清晰、鮮明的圖像。顯然+人眼攝取圖象的速度是不可能加快的，這就要尋找一個相當(dāng)于照相機快門的代用品， 以便不分散或干擾操作者的注意力或加重其負擔(dān)。從具有l(wèi)OW 30 s的持續(xù)時間的頻閃光源發(fā)出的閃光將引起視網(wǎng)膜靜止的反應(yīng)。在此時間內(nèi)，以600m／min速度移動的物體只移動了0．1mm 其移動距離如此之短，對眼睛而言可以視為靜止。模糊已被消除，而且對比度提高，這點對判定和測試是很關(guān)鍵的提高閃光速率就能在視網(wǎng)膜上形成一系列圖像，便能更敏感地對缺陷作檢測和識別。如果眼睛一再觀看一個圖象，便能夠記住它?！　榱讼龍D像煩惱的效應(yīng)+閃光速率應(yīng)超過人眼能識別到單個閃光時的速率，閃光速率一般為每秒閃光50~60次以上。在這種速度下，人眼不會感覺到光的脈動，似乎像熒光或白熾燈那樣穩(wěn)定。

3 幾個錯誤的概念 有關(guān)頻閃法檢測有幾個不正碓的觀念應(yīng)予研究。下列事實不太明顯，即頻閃燈光關(guān)閉的時間遠遠大于閃光的時間。在閃光檢測的情況下，以1o s秒的光脈沖，每秒閃光7o次頻閃操作。從數(shù)學(xué)的含義上說，不閃光的時間占99 以上。　　人們應(yīng)該想到， 為什么人的眼睛不能分辨頻閃燈光經(jīng)常處于“關(guān)閉” 的狀態(tài)下的道理，人的眼球的柱狀和錐狀接受器好似化學(xué)藥品的電容器，被光照射以后，產(chǎn)生一個瞬時的化學(xué)反應(yīng)。光移去后，反應(yīng)呈指數(shù)率衰減，在大約350#s后，衰減到只有峰值的十分之一。事實上，人的眼睛吸收的光，如海綿之吸水，會很快地均勻散布開，而其蒸發(fā)速率則很慢。視覺的暫留性，恰說明我們無法察覺電影或電視熒屏上一個個的畫面，這種畫面圖像以每秒5O～6O張的速度出現(xiàn)在屏幕上?！　〉诙€有關(guān)金屬工業(yè)中使用頻閃法檢測的錯誤概念是，光必須與軋制狀態(tài)同步。然而為了尋找表面缺陷，并不提倡它同步。其區(qū)別在于，鋼鐵工業(yè)中不但要尋找多發(fā)性缺陷，也要尋找偶發(fā)現(xiàn)的缺陷。因而閃光速率的設(shè)定是著眼于表面晶粒狀的缺陷，而且通常在每秒65～85次之間。這個頻率遠在各次閃射可看到的速率之上。在正常軋制方式下的任何缺陷均能易于暴露出來?！　∽尮馀c軋機同步，并非人們所想象的那么有用。困難在于我們往往并不知道什么是與光同步，但是在以一種速度設(shè)定閃光率時+這種速度不允許在兩次閃光的時間間隙內(nèi)讓材料流過15cm 以上，則檢測人員會有多次機會觀察缺陷的流過?！　〉谌齻€誤解是，基于便于看見在移動的表面上出現(xiàn)的缺陷，最好要使用高照射度的光。前已述及，要找到能代替照相機快門的東西，除非我們的眼球能像控制照相機快門一樣，強光只能產(chǎn)生較亮的模糊圖像而已。光無需強，只要能給以清晰明確的圖象即可?！　￠W光燈提供的則是只有幾個微秒短的光脈沖。在特定場合，幾百瓦的頻閃光源即可看得一清二楚。10～30 s微秒的脈沖，起到了快門的作用，在人的眼睛上留下一系列的清晰圖像。早已熟悉表面缺陷的經(jīng)過培訓(xùn)的檢查人員和軋機操作工，在速度高達2000m／min的物流面前，能夠馬上把缺陷識別出來。新工人在閃光燈下亦很容易找到缺陷并能很快學(xué)會在高速物流下識別的方法。

4 有效的應(yīng)用 要使頻閃檢測儀正常工作，在檢測場所的亮度應(yīng)是周圍的四倍 周圍的光是直接或間接照射在被檢查表面的普照光 當(dāng)測定環(huán)境亮度時要把熒光燈、白熾燈、石英燈、鈉氣或水銀蒸氣燈以及自然光線考慮在內(nèi)?！　…h(huán)境亮度可用亮度計測定 亮度計的最小刻度為lO0~2000Ix，將亮度計放在被檢測場所的中間可提供精確的讀數(shù)。大多數(shù)檢查站的亮度約為500Ix， 故閃光照度用2000Ix是良好的，如周圍亮度低，則閃光亮度也可以相應(yīng)降下來?！　樽岊l閃儀照明用于不同的場合，要了解它在與光源不同距離內(nèi)光的分布與光照度 閃光燈頭的恒定照度圖(Isolux)有助于選擇適用的裝置，它給出了光源與被檢查表面的距離。各生產(chǎn)線的速度、表面光潔度、有無油脂、觀測點等等環(huán)境均不同 各生產(chǎn)線上要根據(jù)檢查人員與帶鋼所處的相關(guān)位置，去調(diào)整光反射于眼睛的角度以找出最佳的設(shè)置點?！　榉乐归W光燈不受高速斷帶或尾段(切頭)飛出的損壞，閃光燈且要裝在離帶鋼表面2～3m以外，反光鏡與鏡頭通常用來在檢查的表面上聚光?！　≤垯C上使用頻閃法檢查，往往要通過薄霧區(qū)。這種蒸汽或油霧形成潮濕的微粒，分布于大氣中 頻閃光使此類微粒凝結(jié)，并讓操作人員的視線能夠透過此類微粒 當(dāng)然，它并非消除此微粒而只是使得便于檢查而已操作人員認(rèn)為使用頻閃法檢測效果良好，眼睛并不緊張。

5 生產(chǎn)設(shè)備上的應(yīng)用 正如任何工器具一樣，其潛力取決于使用者的技能 一個新手用頻閃法照明能夠很容易地找到缺陷，挑出次品或判定制品的表面質(zhì)量等級。但頻閃法檢查僅當(dāng)它被掌握在一個有經(jīng)驗、有質(zhì)量意識、能識別異常、判定原因并解決問題的操作者的手中時，才體現(xiàn)它的真正的價值?！　∩a(chǎn)管理者們擔(dān)心，使用頻閃光法檢查，車間所有的軋材將因檢查人員現(xiàn)在可看到每一個微小的缺陷而阻止發(fā)貨。每個工序都必然會有能被看到的小的表面瑕疵，但此類缺陷不足以導(dǎo)致被用戶判為退貨。操作者會很快地知道把這些不重要的缺陷挑選出來?！　∽畛蹼A段，堅持全面質(zhì)量管理的公司與用戶共同努力，生產(chǎn)廠能夠解決導(dǎo)致用戶退貨的質(zhì)量問題，也能把消滅最微小的缺陷作為自己長期的工作目標(biāo) 對于某些先天性的工藝缺陷的認(rèn)識，能使我們進一步調(diào)研其形成的原因并找到消除它的最佳辦法。事實已表明，裝上頻閃照明后的一年之內(nèi)， 由于班組的努力已經(jīng)排除了導(dǎo)致細小缺陷的大多數(shù)工藝問題?！　☆l閃照明初次導(dǎo)入鋼鐵工業(yè)時，只在檢測和重卷作業(yè)線上對帶鋼全寬范圍進行檢查，來保證有瑕疵的板卷不送到用戶之手。但很快就知道了，頻閃儀照明可以在所有全速運行的生產(chǎn)線上進行檢查。這不僅消除了在檢查和重卷作業(yè)線上的附加處理，而且由于作業(yè)線上不再需要為檢查而放慢速度而提高機組的產(chǎn)量。進一步的經(jīng)驗則表明，操作人員能夠識別小到0．5ram 的缺陷并在高速下判定其嚴(yán)重程度從而決定對該板卷的處理。　　另一實例是降低成本提高經(jīng)濟效益。對已經(jīng)送到平整機組的表面有鱗片或分層的板卷，操作者可以跟蹤封鎖并轉(zhuǎn)送于酸洗機組，因為如果剩下的還在生產(chǎn)，則板面的鐵皮可能壓入軋輥導(dǎo)致軋輥的損壞 比如，還可以進而考查一下冷軋機上看到的分層與鱗片，首先想到的是與熱軋有關(guān)。但進一步研究表明實際上起源于澆鑄工藝，但問題在那里沒有暴露而一直帶到冷軋?！　彳垯C上的檢查，使表面檢查面臨新的挑戰(zhàn)。不但加工過程中存在固有的危險性，而且高溫度，造成檢查人員無法站立進行在線檢查，赤熱使人幾乎無法靠近觀看表面缺陷調(diào)節(jié)頻閃儀照明亮度并與專用的視頻攝象機聯(lián)合工作的方法可避免在高溫下作業(yè)，從而可讓操作人員好象帶鋼已經(jīng)冷卻了那樣去檢查帶鋼表面質(zhì)量。視頻檢查還可在操縱臺上或其他安全的地方遙控進行。視頻錄像機亦能獲得這種畫面。操作員可以重放已經(jīng)看過的任何表面錄像并把它保持在屏幕上， 以評價其嚴(yán)重程度并判定其起因在熱軋廠，采用視頻輔助的頻閃法表面質(zhì)量檢查可做到逐個鋼卷檢查，而不是第5卷、第10卷、第15卷或第25卷作帶鋼頭尾抽樣檢查，即使位于帶鋼中央的孔洞、劃痕、氧化鐵皮等表面缺陷亦會被看到。在鋼卷上出現(xiàn)的輥印，采用頻閃法第一個鋼卷就可發(fā)現(xiàn)。這比以前作頭尾檢查要損失20卷之多要好?！　≈T如乾潤碳鋼球、阿格瑪、LTV、中山鋼球套、美鋼聯(lián)和蒂森等鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，為提高質(zhì)量帶鋼以及降低成本，已在熱軋帶鋼廠使用視頻檢查法任何鋼鐵廠，安全是極其重要的， 由于帶鋼的軋制速度和張力的變化有時會引起帶鋼破碎或斷帶等事故，所以在這樣的地區(qū)作業(yè)時操作人員要特別注意安全，使用大功率固定安裝的頻閃法照明裝置，照射在帶鋼的全寬度上，使操作人員與帶鋼保持一個安全的距離，必須為緊靠帶鋼而拿著頻閃燈具檢查整個帶鋼表面質(zhì)量的檢查人員排除可能出現(xiàn)的危險?！　】刹捎眯滦偷念l閃儀的檢查光源，這種光源能在2m 以外覆蓋幾平方米的檢查區(qū)域。這種照明裝置可在鍍錫板與電鍍鋅作業(yè)線上攜帶使用。