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真空輥檢測在造紙機械中的應用與技術要求

簡介

真空輥是造紙機械中的核心部件之一，其功能是通過負壓作用吸附紙頁，輔助脫水、成形和傳遞。作為高速紙機的關鍵組件，真空輥的性能直接影響紙張的均勻性、干燥效率及設備運行穩定性。然而，在長期高負荷運轉中，真空輥易出現磨損、腐蝕、密封失效等問題，進而導致能耗增加或生產中斷。因此，對真空輥進行系統性檢測是保障造紙設備高效運行、降低維護成本的重要措施。

檢測的適用范圍

真空輥檢測主要適用于以下場景：

1. 新輥出廠驗收：驗證制造工藝是否符合設計要求；
2. 周期性維護檢查：預防潛在故障，延長使用壽命；
3. 故障診斷分析：針對異常振動、脫水效率下降等問題進行原因排查；
4. 技術改造評估：優化輥體結構或材質升級前后的性能對比。 檢測對象涵蓋各類造紙機中的真空輥，包括圓網紙機、長網紙機及特種紙機，適用材質涉及不銹鋼、陶瓷涂層等不同工藝的輥體。

檢測項目及簡介

1. 外觀與尺寸檢測

   • 內容：檢查輥體表面是否存在劃痕、凹坑、銹蝕等缺陷，測量輥徑、圓度、直線度等幾何參數。
   • 目的：確保輥體結構完整性，避免因尺寸偏差導致運行失衡。

2. 動平衡測試

   • 內容：通過旋轉測試評估輥體的質量分布均勻性，測定不平衡量。
   • 目的：減少高速旋轉時的振動，防止軸承過早損壞。

3. 材料性能檢測

   • 內容：分析輥體材質（如不銹鋼、碳纖維復合材料）的硬度、抗拉強度及耐腐蝕性。
   • 目的：驗證材料是否滿足高濕度、高酸堿環境的耐久性要求。

4. 密封性檢測

   • 內容：測試真空輥內部氣路及端面密封的泄漏率。
   • 目的：確保負壓系統的穩定性，防止因漏氣導致脫水效率降低。

5. 表面粗糙度與孔隙率分析

   • 內容：測量輥面微觀形貌，評估涂層或多孔結構的均勻性。
   • 目的：優化紙頁吸附與分離效果，減少斷紙風險。

檢測參考標準

真空輥檢測需依據以下國內外標準規范：

1. ISO 18649:2018 機械振動—旋轉機械的平衡要求 適用于動平衡測試，規定不同轉速下的允許殘余不平衡量。
2. TAPPI TIP 0404-21 造紙機械輥類部件檢測指南 提供輥體幾何尺寸、表面質量的檢測方法及判定依據。
3. GB/T 228.1-2021 金屬材料拉伸試驗方法 用于輥體材料的力學性能測試。
4. ASME B46.1-2019 表面紋理測量標準 規范輥面粗糙度與孔隙率的檢測流程。

檢測方法及相關儀器

1. 幾何尺寸檢測

   • 方法：使用三坐標測量機（CMM）對輥體的直徑、圓度等參數進行高精度掃描。
   • 儀器：Hexagon Global Classic CMM，精度可達±1.5 μm。

2. 動平衡測試

   • 方法：將真空輥安裝于動平衡機上，以工作轉速的80%-120%進行測試，通過傳感器采集振動數據。
   • 儀器：德國申克H35U動平衡測試儀，支持自動校正計算。

3. 密封性檢測

   • 方法：采用氦質譜檢漏儀對真空腔體加壓，通過氦氣泄漏率判斷密封性能。
   • 儀器：Leybold Phoenix L300i，檢測靈敏度達1×10?? mbar·L/s。

4. 材料性能分析

   • 方法：截取輥體試樣進行金相觀察和拉伸試驗，結合電化學工作站評估耐腐蝕性。
   • 儀器：蔡司Axio Imager金相顯微鏡、Instron 5985萬能試驗機。

5. 表面粗糙度與孔隙率測量

   • 方法：使用白光干涉儀掃描輥面，通過三維形貌重建計算Ra值及孔隙分布。
   • 儀器：Bruker ContourGT-K光學輪廓儀，分辨率0.1 nm。

結論

真空輥檢測是造紙機械質量控制體系中不可或缺的環節，其技術復雜性要求檢測機構同時具備精密儀器和正規經驗。通過標準化流程與先進設備的結合，企業可精準掌握真空輥的健康狀態，從而制定科學的維護策略。未來，隨著智能傳感技術的應用，在線監測系統有望進一步實現真空輥的實時狀態評估，推動造紙行業向更高效、更可靠的方向發展。