提高中厚板超聲波探傷合格率攻關(guān)實(shí)踐

1、安陽鋼鐵集團(tuán)公司安陽鋼鐵集團(tuán)公司 技術(shù)中心技術(shù)中心 匯報(bào)人：裴鳳娟匯報(bào)人：裴鳳娟匯報(bào)內(nèi)容匯報(bào)內(nèi)容項(xiàng)目背景探傷板生產(chǎn)工藝流程探傷不合格原因分析改進(jìn)措施與效果結(jié)論1. 項(xiàng)目背景 超聲波探傷是指利用超聲波在不同介質(zhì)中的聲阻抗不同，穿過鋼板后透射率、反射率也不同的原理，通過反映在探傷示波儀上的波形來判斷鋼板內(nèi)部質(zhì)量的一種無損檢測(cè)方法。利用超聲波探傷時(shí)，鋼板內(nèi)部嚴(yán)重的缺陷將阻礙超聲波的行進(jìn)形成傷波，被判為超聲波探傷不合格。 探傷鋼屬于高附加值鋼，與生產(chǎn)同噸位的非探傷鋼相比，它能為企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，也是企業(yè)具有較高的技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量的標(biāo)志。 目前，我公司采用的是超聲波離線人工探傷的方式，生產(chǎn)

2、的探傷板鋼種主要有鍋爐和壓力容器鋼、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼、厚度方向性能鋼板、建筑結(jié)構(gòu)用鋼板、歐標(biāo)板和管線鋼等。 2011年1-7月安鋼第二軋鋼廠25mm以下薄規(guī)格鋼板超聲波探傷合格率97.08%，25mm及以上厚規(guī)格鋼板探傷合格率為88.61%，厚規(guī)格探傷合格率偏低且波動(dòng)較大，制約了訂單正常接單與交貨。2. 2.探傷板生產(chǎn)工藝流程探傷板生產(chǎn)工藝流程 轉(zhuǎn)爐-LF精煉-（RH/VD真空處理）-板坯連鑄機(jī)澆注-加熱-除鱗-四輥可逆式軋機(jī)粗軋、精軋-測(cè)厚-矯直-冷卻-翻板-剪切、定尺-修磨-噴號(hào)-探傷-入庫(kù)。3. 探傷不合格的原因分析 u探傷合格率統(tǒng)計(jì)分析探傷合格率統(tǒng)計(jì)分析u探傷不合探傷不合格格的的原因

3、分析原因分析u探傷缺陷統(tǒng)計(jì)與檢驗(yàn)分析探傷缺陷統(tǒng)計(jì)與檢驗(yàn)分析3.1 3.1 探傷探傷合格率統(tǒng)計(jì)分析合格率統(tǒng)計(jì)分析圖1 相同鑄坯厚度的鋼板探傷合格率注：圖中“-B”表示鋼板厚度25mm，“-H”表示鋼板厚度25mm錳錳偏偏析析Q245R： 0.50-0.65%Q345R： 1.40-1.55%圖2 厚規(guī)格Q345R鋼板探傷合格率鋼鋼中中氣氣體體3.2 3.2 探傷缺陷統(tǒng)計(jì)與檢驗(yàn)分析探傷缺陷統(tǒng)計(jì)與檢驗(yàn)分析 鋼板探傷不合格缺陷大多為沿軋制方向分布的條帶狀缺陷，位于板寬1/21/4之間或距鋼板邊部200400mm,缺陷深度多在板厚的1/2處，呈斷續(xù)分布，嚴(yán)重時(shí)成連續(xù)狀，缺陷波為一個(gè)尖銳回波或一個(gè)參差不齊

4、的回波，移動(dòng)探頭發(fā)現(xiàn)缺陷波并不連續(xù)。少數(shù)為點(diǎn)狀缺陷或大面積缺陷，且多呈無規(guī)律性分布。圖 3 探傷質(zhì)量與鋼板低倍關(guān)系（鋼種低合金）注：紅色方框表示該條試樣探傷不合格的范圍。中心偏析和疏松較為嚴(yán)重的位置往往探傷不合格。圖 4 探傷不合格處的金相組織Mn ：2.92%Mn： 3.54%Mn ：3.07%Mn：3.09%Mn：3.23%Mn：3.10%Mn：3.08%Mn ：2.63%Mn： 2.31%Mn：1.46%Mn： 1.83%圖5 探傷試樣掃描 電鏡能譜分析u 試樣厚度中心均有不同程度的異常組織存在，探傷不合格處比探傷合格處異常組織較多且尺寸較大，異常組織內(nèi)部有清晰連續(xù)的裂紋存在，裂紋較長(zhǎng)且

5、嚴(yán)重。探傷合格處試樣的異常組織內(nèi)未見裂紋。u 探傷不合格處試樣的厚度中心錳含量是基體的1.92.4倍，而探傷合格處僅為基體的1.21.8倍，可見異常組織是由于成分偏析形成的，而異常組織內(nèi)部的裂紋則可能與嚴(yán)重的中心偏析有關(guān)。3.3 3.3 探傷探傷不合格的原因分析不合格的原因分析 結(jié)合探傷理論和鋼板質(zhì)量缺陷，目前一般認(rèn)為造成探傷不合格的鋼材缺陷主要有以下幾種：鋼中氣體含量較高鋼中夾雜物集聚中心偏析及中心異常組織鋼材內(nèi)部裂紋 研究證明，由于中心存在P、S、C、Mn偏析，在軋后冷卻的過程中，中心偏析處組織的CCT曲線右移，即使冷卻到700550溫度區(qū)間也不發(fā)生奧氏體向鐵素體和珠光體的轉(zhuǎn)變，隨溫度的降

6、低直接形成了塑性較差的貝氏體和馬氏體等組織。由于其硬度及體積變化不同于周圍的組織，在軋制變形或冷卻過程中，容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，從而形成鋼板中心部位的細(xì)小裂紋。 若鋼中H含量較高，氫原子容易向基體內(nèi)部的晶格缺陷、位錯(cuò)、夾雜物或偏析處集聚，形成局部高氫濃度，產(chǎn)生極高的內(nèi)壓力，當(dāng)超出臨界壓力后，即在基體內(nèi)部形成顯微裂紋，并進(jìn)一步擴(kuò)展，從而形成鋼板中心部位的細(xì)小裂紋。探傷合格率統(tǒng)計(jì)探傷缺陷分布規(guī)律及其缺陷波特點(diǎn)探傷缺陷位置與低倍組織的關(guān)系探傷缺陷處顯微組織分析探傷缺陷處能譜分析探傷生產(chǎn)工藝該廠鋼板探傷不合是中心偏析和氫共同作用的結(jié)果該廠鋼板探傷不合是中心偏析和氫共同作用的結(jié)果4 改進(jìn)措施與效果 改進(jìn)措施

7、：改進(jìn)措施：u嚴(yán)格控制入爐原材料質(zhì)量，強(qiáng)化鋼包和中間包烘烤，做好保護(hù)澆注，從源頭減少向鋼水中增氫。u加強(qiáng)轉(zhuǎn)爐出鋼擋渣，二次精煉底吹氣體流量控制應(yīng)避免卷渣和促進(jìn)夾雜物上浮排出，強(qiáng)化軟攪拌效果，保證鋼水潔凈度。u厚規(guī)格鋼板（鋼板厚度25mm）所用鋼水全部采用真空精煉處理，并保證真空度良好且真空保持時(shí)間在15min以上；u通過低過熱度澆注、強(qiáng)化輥縫測(cè)量與調(diào)整、穩(wěn)定拉速與二冷控制和提高對(duì)弧精度等措施，優(yōu)化連鑄坯質(zhì)量控制。u所有探傷板的原料鑄坯全部采用堆冷48小時(shí)處理并保證堆冷效果。圖6 攻關(guān)前后的鋼板探傷合格率對(duì)比（注：攻關(guān)前：2011年1-7月，攻關(guān)后：2011年8月-2012年8月。）攻關(guān)前探傷合

8、格率攻關(guān)前探傷合格率 88.61% 96.27% 98.44% 97.08%攻關(guān)后探傷合格率攻關(guān)后探傷合格率厚規(guī)格薄規(guī)格 2012年安鋼第二軋鋼廠共計(jì)探傷108611t，其中厚規(guī)格鋼板探傷19693t，厚規(guī)格探傷板產(chǎn)量同比增加23.82%，探傷合格率比攻關(guān)前提高了7.66%。該項(xiàng)目自開展工作以來，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益顯著：u提高了厚規(guī)格鋼板的探傷合格率u拓寬了探傷鋼板的厚度規(guī)格u提升了高附加值鋼的創(chuàng)效水平u提高了探傷板生產(chǎn)率，增加厚規(guī)格探傷板產(chǎn)量u增強(qiáng)了探傷板訂單保證能力u提高了探傷板生產(chǎn)技術(shù)操作水平5 結(jié)論u通過分類統(tǒng)計(jì)鋼板探傷合格率與探傷缺陷分布，并做典型探傷缺陷的組織與成分檢驗(yàn)分析，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐與理論分析，認(rèn)為該廠鋼板探傷不合格主要是中心偏析和氫共同作用的結(jié)果。u通過采取厚規(guī)