[摘要) 用戶要求帶鋼產(chǎn)品的表面要作到100 的無(wú)缺陷。帶鋼生產(chǎn)過(guò)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(yùn)行速度高達(dá)每分鐘2200耒的情況下， 在線可測(cè)出小至半毫耒的缺陷。

1 前言 25年前，頻閃法檢測(cè)就已 I入鋼鐵工業(yè)，并成為檢測(cè)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(jiǎn)單而有效的方法，能在各個(gè)工序上憑借與表面質(zhì)量有關(guān)的全部知識(shí)來(lái)負(fù)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(jìn)的表面自動(dòng)檢則系統(tǒng)，但是還要裝備這里所講的價(jià)格并不太貴的頻閃檢測(cè)照明裝置。為何這些廠家要買兩套設(shè)備呢?其理由有兩個(gè)，一是要更加重視產(chǎn)品的質(zhì)量，二是基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的實(shí)踐，它可以輕而易舉地識(shí)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(wú)疑問(wèn)，今日鋼材質(zhì)量已空前提高。美國(guó)商務(wù)部最近的報(bào)告指出：福特汽車公司購(gòu)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(cè)，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(guò)程的富有經(jīng)驗(yàn)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(guò)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(shí)別、分類并作出決定。而且只有檢查人員才能識(shí)別缺陷，查明原固并采取解決問(wèn)題的措麓。能使鋼鐵廠實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，是工藝操作人員使用頻閃法檢測(cè)法這種專用檢測(cè)工具，而不是計(jì)算機(jī)。　　為什么頻閃法檢測(cè)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(fù)擔(dān)不起在每條生產(chǎn)線上都裝上自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備的費(fèi)用， 各個(gè)廠家采用普遍使用的檢測(cè)設(shè)備裝備他們的生產(chǎn)線，而不采用計(jì)算機(jī)，并取得了顯著的成果?！　☆l閃法照明可用于冷熱軋機(jī)、平整機(jī)、縱切線、矯直機(jī)、遇火與酸洗線、涂層作業(yè)與重卷等機(jī)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(gè)目標(biāo)物從眼前飛馳而過(guò)，眼球無(wú)法及時(shí)聚焦。目標(biāo)物呈現(xiàn)為模糊的影像是與物體移動(dòng)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(yùn)動(dòng)模糊感”?！　∮捎谟小斑\(yùn)動(dòng)模糊感”，目標(biāo)物之移動(dòng)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(jué)反應(yīng)的方式，類似于照相對(duì)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(dòng)，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(jī)的快門速度，以縮短光對(duì)底片上藥品的活化時(shí)間。由于暴光時(shí)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(gè)相當(dāng)于照相機(jī)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(fù)擔(dān)。從具有l(wèi)OW 30 s的持續(xù)時(shí)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(shí)間內(nèi)，以600m／min速度移動(dòng)的物體只移動(dòng)了0．1mm 其移動(dòng)距離如此之短，對(duì)眼睛而言可以視為靜止。模糊已被消除，而且對(duì)比度提高，這點(diǎn)對(duì)判定和測(cè)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(duì)缺陷作檢測(cè)和識(shí)別。如果眼睛一再觀看一個(gè)圖象，便能夠記住它。　　為了消除圖像煩惱的效應(yīng)+閃光速率應(yīng)超過(guò)人眼能識(shí)別到單個(gè)閃光時(shí)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(huì)感覺(jué)到光的脈動(dòng)，似乎像熒光或白熾燈那樣穩(wěn)定。

3 幾個(gè)錯(cuò)誤的概念 有關(guān)頻閃法檢測(cè)有幾個(gè)不正碓的觀念應(yīng)予研究。下列事實(shí)不太明顯，即頻閃燈光關(guān)閉的時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于閃光的時(shí)間。在閃光檢測(cè)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(shuō)，不閃光的時(shí)間占99 以上?！　∪藗儜?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(gè)瞬時(shí)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(shí)上，人的眼睛吸收的光，如海綿之吸水，會(huì)很快地均勻散布開，而其蒸發(fā)速率則很慢。視覺(jué)的暫留性，恰說(shuō)明我們無(wú)法察覺(jué)電影或電視熒屏上一個(gè)個(gè)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。　　第二個(gè)有關(guān)金屬工業(yè)中使用頻閃法檢測(cè)的錯(cuò)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(gè)頻率遠(yuǎn)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(lái)?！　∽尮馀c軋機(jī)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(shí)+這種速度不允許在兩次閃光的時(shí)間間隙內(nèi)讓材料流過(guò)15cm 以上，則檢測(cè)人員會(huì)有多次機(jī)會(huì)觀察缺陷的流過(guò)?！　〉谌齻€(gè)誤解是，基于便于看見在移動(dòng)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(jī)快門的東西，除非我們的眼球能像控制照相機(jī)快門一樣，強(qiáng)光只能產(chǎn)生較亮的模糊圖像而已。光無(wú)需強(qiáng)，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(gè)微秒短的光脈沖。在特定場(chǎng)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(guò)培訓(xùn)的檢查人員和軋機(jī)操作工，在速度高達(dá)2000m／min的物流面前，能夠馬上把缺陷識(shí)別出來(lái)。新工人在閃光燈下亦很容易找到缺陷并能很快學(xué)會(huì)在高速物流下識(shí)別的方法。

4 有效的應(yīng)用 要使頻閃檢測(cè)儀正常工作，在檢測(cè)場(chǎng)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(cè)定環(huán)境亮度時(shí)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(jì)測(cè)定 亮度計(jì)的最小刻度為lO0~2000Ix，將亮度計(jì)放在被檢測(cè)場(chǎng)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(lái)。　　為讓頻閃儀照明用于不同的場(chǎng)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(wú)油脂、觀測(cè)點(diǎn)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(diǎn)?！　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(lái)在檢查的表面上聚光?！　≤垯C(jī)上使用頻閃法檢查，往往要通過(guò)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(guò)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(cè)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(gè)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(jí)。但頻閃法檢查僅當(dāng)它被掌握在一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)、有質(zhì)量意識(shí)、能識(shí)別異常、判定原因并解決問(wèn)題的操作者的手中時(shí)，才體現(xiàn)它的真正的價(jià)值。　　生產(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(gè)微小的缺陷而阻止發(fā)貨。每個(gè)工序都必然會(huì)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(huì)很快地知道把這些不重要的缺陷挑選出來(lái)?！　∽畛蹼A段，堅(jiān)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(wèn)題，也能把消滅最微小的缺陷作為自己長(zhǎng)期的工作目標(biāo) 對(duì)于某些先天性的工藝缺陷的認(rèn)識(shí)，能使我們進(jìn)一步調(diào)研其形成的原因并找到消除它的最佳辦法。事實(shí)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(xì)小缺陷的大多數(shù)工藝問(wèn)題?！　☆l閃照明初次導(dǎo)入鋼鐵工業(yè)時(shí)，只在檢測(cè)和重卷作業(yè)線上對(duì)帶鋼全寬范圍進(jìn)行檢查，來(lái)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(yùn)行的生產(chǎn)線上進(jìn)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(jī)組的產(chǎn)量。進(jìn)一步的經(jīng)驗(yàn)則表明，操作人員能夠識(shí)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(duì)該板卷的處理。　　另一實(shí)例是降低成本提高經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)已經(jīng)送到平整機(jī)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(jī)組，因?yàn)槿绻Ｏ碌倪€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(jìn)而考查一下冷軋機(jī)上看到的分層與鱗片，首先想到的是與熱軋有關(guān)。但進(jìn)一步研究表明實(shí)際上起源于澆鑄工藝，但問(wèn)題在那里沒(méi)有暴露而一直帶到冷軋?！　彳垯C(jī)上的檢查，使表面檢查面臨新的挑戰(zhàn)。不但加工過(guò)程中存在固有的危險(xiǎn)性，而且高溫度，造成檢查人員無(wú)法站立進(jìn)行在線檢查，赤熱使人幾乎無(wú)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(jī)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(tái)上或其他安全的地方遙控進(jìn)行。視頻錄像機(jī)亦能獲得這種畫面。操作員可以重放已經(jīng)看過(guò)的任何表面錄像并把它保持在屏幕上， 以評(píng)價(jià)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(gè)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(huì)被看到。在鋼卷上出現(xiàn)的輥印，采用頻閃法第一個(gè)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(rùn)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(shí)會(huì)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(shí)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(gè)安全的距離，必須為緊靠帶鋼而拿著頻閃燈具檢查整個(gè)帶鋼表面質(zhì)量的檢查人員排除可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)。　　可采用新型的頻閃儀的檢查光源，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。