提高中厚板超聲波探傷合格率攻關實踐

提高中厚板超聲波探傷合格率攻關實踐安陽鋼鐵集團公司技術中心匯報人：裴鳳娟匯報內(nèi)容項目背景探傷板生產(chǎn)工藝流程探傷不合格原因分析改進措施與效果結論1.項目背景超聲波探傷是指利用超聲波在不同介質中的聲阻抗不同，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)部質量的一種無損檢測方法。利用超聲波探傷時，鋼板內(nèi)部嚴重的缺陷將阻礙超聲波的行進形成傷波，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)濟效益。同時，也是企業(yè)具有較高的技術水平和產(chǎn)品質量的標志。

目前，我公司采用的是超聲波離線人工探傷的方式，生產(chǎn)的探傷板鋼種主要有鍋爐和壓力容器鋼、低合金高強度結構鋼、厚度方向性能鋼板、建筑結構用鋼板、歐標板和管線鋼等。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較大，制約了訂單正常接單與交貨。2.探傷板生產(chǎn)工藝流程

轉爐-LF精煉-（RH/VD真空處理）-板坯連鑄機澆注-加熱-除鱗-四輥可逆式軋機粗軋、精軋-測厚-矯直-冷卻-翻板-剪切、定尺-修磨-噴號-探傷-入庫。3.探傷不合格的原因分析

探傷合格率統(tǒng)計分析探傷不合格的原因分析探傷缺陷統(tǒng)計與檢驗分析3.1探傷合格率統(tǒng)計分析圖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錳偏析Q245R：

0.50-0.65%Q345R：

1.40-1.55%圖2厚規(guī)格Q345R鋼板探傷合格率鋼中氣體3.2探傷缺陷統(tǒng)計與檢驗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1/2～1/4之間或距鋼板邊部200～400mm,缺陷深度多在板厚的1/2處，呈斷續(xù)分布，嚴重時成連續(xù)狀，缺陷波為一個尖銳回波或一個參差不齊的回波，移動探頭發(fā)現(xiàn)缺陷波并不連續(xù)。少數(shù)為點狀缺陷或大面積缺陷，且多呈無規(guī)律性分布。圖3探傷質量與鋼板低倍關系（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，裂紋較長且嚴重。探傷合格處試樣的異常組織內(nèi)未見裂紋。探傷不合格處試樣的厚度中心錳含量是基體的1.9~2.4倍，而探傷合格處僅為基體的1.2~1.8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重的中心偏析有關。3.3探傷不合格的原因分析結合探傷理論和鋼板質量缺陷，目前一般認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700～550℃溫度區(qū)間也不發(fā)生奧氏體向鐵素體和珠光體的轉變，隨溫度的降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)生應力集中，從而形成鋼板中心部位的細小裂紋。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、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，當超出臨界壓力后，即在基體內(nèi)部形成顯微裂紋，并進一步擴展，從而形成鋼板中心部位的細小裂紋。探傷合格率統(tǒng)計探傷缺陷分布規(guī)律及其缺陷波特點探傷缺陷位置與低倍組織的關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果4改進措施與效果

改進措施：嚴格控制入爐原材料質量，強化鋼包和中間包烘烤，做好保護澆注，從源頭減少向鋼水中增氫。加強轉爐出鋼擋渣，二次精煉底吹氣體流量控制應避免卷渣和促進夾雜物上浮排出，強化軟攪拌效果，保證鋼水潔凈度。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間在15min以上；通過低過熱度澆注、強化輥縫測量與調(diào)整、穩(wěn)定拉速與二冷控制和提高對弧精度等措施，優(yōu)化連鑄坯質量控制。所有探傷板的原料鑄坯全部采用堆冷48小時處理并保證堆冷效果。圖6攻關前后的鋼板探傷合格率對比（注：攻關前：2011年1-7月，攻關后：2011年8月-2012年8月。）攻關前探傷合格率

88.61%96.27%98.44%97.08%攻關后探傷合格率厚規(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%，探傷合格率比攻關前提高了7.66%。該項目自開展工作以來，社會經(jīng)濟效益顯著：提高了厚規(guī)格鋼板的探傷合格率拓寬了探傷鋼板的厚度規(guī)格提升了高附加值鋼的創(chuàng)效水平提高了探傷板生產(chǎn)率，增加厚規(guī)格探傷板產(chǎn)量增強了探傷板訂單保證能力提高了探傷板生產(chǎn)技術操作水平5結論通過分類統(tǒng)計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分析，結合生產(chǎn)實踐與理論分析，認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果。通過采取厚規(guī)格鋼板全部