提高中厚板超声波探伤合格率攻关实践

提高中厚板超声波探伤合格率攻关实践安阳钢铁集团公司技术中心汇报人：裴凤娟汇报内容项目背景探伤板生产工艺流程探伤不合格原因分析改进措施与效果结论1.项目背景超声波探伤是指利用超声波在不同介质中的声阻抗不同，穿过钢板后透射率、反射率也不同的原理，通过反映在探伤示波仪上的波形来判断钢板内部质量的一种无损检测方法。利用超声波探伤时，钢板内部严重的缺陷将阻碍超声波的行进形成伤波，被判为超声波探伤不合格。探伤钢属于高附加值钢，与生产同吨位的非探伤钢相比，它能为企业带来可观的经济效益。同时，也是企业具有较高的技术水平和产品质量的标志。

目前，我公司采用的是超声波离线人工探伤的方式，生产的探伤板钢种主要有锅炉和压力容器钢、低合金高强度结构钢、厚度方向性能钢板、建筑结构用钢板、欧标板和管线钢等。2011年1-7月安钢第二轧钢厂25mm以下薄规格钢板超声波探伤合格率97.08%，25mm及以上厚规格钢板探伤合格率为88.61%，厚规格探伤合格率偏低且波动较大，制约了订单正常接单与交货。2.探伤板生产工艺流程

转炉-LF精炼-（RH/VD真空处理）-板坯连铸机浇注-加热-除鳞-四辊可逆式轧机粗轧、精轧-测厚-矫直-冷却-翻板-剪切、定尺-修磨-喷号-探伤-入库。3.探伤不合格的原因分析

探伤合格率统计分析探伤不合格的原因分析探伤缺陷统计与检验分析3.1探伤合格率统计分析图1相同铸坯厚度的钢板探伤合格率注：图中“-B”表示钢板厚度<25mm，“-H”表示钢板厚度≥25mm锰偏析Q245R：

0.50-0.65%Q345R：

1.40-1.55%图2厚规格Q345R钢板探伤合格率钢中气体3.2探伤缺陷统计与检验分析钢板探伤不合格缺陷大多为沿轧制方向分布的条带状缺陷，位于板宽1/2～1/4之间或距钢板边部200～400mm,缺陷深度多在板厚的1/2处，呈断续分布，严重时成连续状，缺陷波为一个尖锐回波或一个参差不齐的回波，移动探头发现缺陷波并不连续。少数为点状缺陷或大面积缺陷，且多呈无规律性分布。图3探伤质量与钢板低倍关系（钢种低合金）注：红色方框表示该条试样探伤不合格的范围。中心偏析和疏松较为严重的位置往往探伤不合格。图4探伤不合格处的金相组织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%图5探伤试样扫描

电镜能谱分析试样厚度中心均有不同程度的异常组织存在，探伤不合格处比探伤合格处异常组织较多且尺寸较大，异常组织内部有清晰连续的裂纹存在，裂纹较长且严重。探伤合格处试样的异常组织内未见裂纹。探伤不合格处试样的厚度中心锰含量是基体的1.9~2.4倍，而探伤合格处仅为基体的1.2~1.8倍，可见异常组织是由于成分偏析形成的，而异常组织内部的裂纹则可能与严重的中心偏析有关。3.3探伤不合格的原因分析结合探伤理论和钢板质量缺陷，目前一般认为造成探伤不合格的钢材缺陷主要有以下几种：钢中气体含量较高钢中夹杂物集聚中心偏析及中心异常组织钢材内部裂纹

研究证明，由于中心存在P、S、C、Mn偏析，在轧后冷却的过程中，中心偏析处组织的CCT曲线右移，即使冷却到700～550℃温度区间也不发生奥氏体向铁素体和珠光体的转变，随温度的降低直接形成了塑性较差的贝氏体和马氏体等组织。由于其硬度及体积变化不同于周围的组织，在轧制变形或冷却过程中，容易产生应力集中，从而形成钢板中心部位的细小裂纹。若钢中H含量较高，氢原子容易向基体内部的晶格缺陷、位错、夹杂物或偏析处集聚，形成局部高氢浓度，产生极高的内压力，当超出临界压力后，即在基体内部形成显微裂纹，并进一步扩展，从而形成钢板中心部位的细小裂纹。探伤合格率统计探伤缺陷分布规律及其缺陷波特点探伤缺陷位置与低倍组织的关系探伤缺陷处显微组织分析探伤缺陷处能谱分析探伤生产工艺该厂钢板探伤不合是中心偏析和氢共同作用的结果4改进措施与效果

改进措施：严格控制入炉原材料质量，强化钢包和中间包烘烤，做好保护浇注，从源头减少向钢水中增氢。加强转炉出钢挡渣，二次精炼底吹气体流量控制应避免卷渣和促进夹杂物上浮排出，强化软搅拌效果，保证钢水洁净度。厚规格钢板（钢板厚度≥25mm）所用钢水全部采用真空精炼处理，并保证真空度良好且真空保持时间在15min以上；通过低过热度浇注、强化辊缝测量与调整、稳定拉速与二冷控制和提高对弧精度等措施，优化连铸坯质量控制。所有探伤板的原料铸坯全部采用堆冷48小时处理并保证堆冷效果。图6攻关前后的钢板探伤合格率对比（注：攻关前：2011年1-7月，攻关后：2011年8月-2012年8月。）攻关前探伤合格率

88.61%96.27%98.44%97.08%攻关后探伤合格率厚规格薄规格2012年安钢第二轧钢厂共计探伤108611t，其中厚规格钢板探伤19693t，厚规格探伤板产量同比增加23.82%，探伤合格率比攻关前提高了7.66%。该项目自开展工作以来，社会经济效益显著：提高了厚规格钢板的探伤合格率拓宽了探伤钢板的厚度规格提升了高附加值钢的创效水平提高了探伤板生产率，增加厚规格探伤板产量增强了探伤板订单保证能力提高了探伤板生产技术操作水平5结论通过分类统计钢板探伤合格率与探伤缺陷分布，并做典型探伤缺陷的组织与成分检验分析，结合生产实践与理论分析，认为该厂钢板探伤不合格主要是中心偏析和氢共同作用的结果。通过采取厚规格钢板全部