QC成果 提高系泊链R5钢检测合格率

提高系泊链R5钢检测合格率一、小组介绍小组名称机清QC小组课题类型现场型课题名称提高系泊链R5钢检测合格率课题编号wcz100000081活动日期2009年12月～2010年8月组长刘凯

辅导员邹堃发布人赵志亮序号成员姓名性别年龄QC教育时间组内分工1组长俞晓达男4956课时生产协调2组员叶修俊男5256课时数据采集3组员赵志亮男4756课时材料总结4组员刘凯男3732课时出厂联系5组员夏宗民男4956课时探伤跟踪7组员宋江平男4732课时方案实施8组员金伟民男4832课时用户跟踪9组员刘祖表男4136课时技术指导二、工序介绍初轧厂圆钢生产工艺流程辊式矫直机倒角机2.1万吨圆钢5.5万吨圆钢三、名词解释1、磁粉探伤：

当工件被磁化后，若在工件表面或近表面存在裂纹等缺陷，便会在该处形成一漏磁场。该磁场将吸引、聚集检测过程中施加的磁粉或磁悬液，而形成缺陷显示。2、系泊链钢：系泊链主要用于海洋石油开采浮式生产系统、半潜式钻井平台等海洋石油平台设施，系泊链有R3、R3s、R4、R4s和R5等不同级别，其中R5是目前最高钢级系泊链，当前，宝钢研制R5系泊链钢属于国际领先水平。3、检测合格率：指质检站抽查评价指标；检测合格支数/检测总支数×100%四、选题理由厂部要求工序问题点提出课题系泊链R5钢是宝钢股份开发、研制的高端产品，精整检测合格率必须达到99%以上据统计2009.7-2009.11月系泊链R5钢检测合格率平均为94.16%，低于目标4.84%提高系泊链R5钢检测合格率五、制定目标

系泊链R5钢检测合格率由活动前94.16%提高到99%1、现状分析（一）

为找到关键影响因素，小组对2009.07～2009.11期间系泊链R5钢检测抽查情况进行了深入调查分析，统计结果见表6-1所示。

从表6-1中可以看出，2009.07～2009.11月，月平均检测合格率仅为：94.16%。离厂部99％的要求还有较大的差距。六、目标可行性分析表1系泊链钢检测抽查统计表2009.72009.82009.92009.102009.11检测支数（支）12412864334528612660合格支数（支）11482678319827412484不合支数（支）93186147120176检测合格率（%）92.593.595.695.893.4现状分析（二）

为了更好地把握现状，小组成员又对四班检测合格情况进行了调查。结果见下表6-2。作业区内容2009.72009.82009.92009.102009.11甲班检测支数（支）289802912578665合格支数（支）258772880557628不合支数（支）3130322137合格率（%）89.2796.2696.4996.3794.44乙班检测支数（支）3337281027745623合格支数（支）308687970737580不合支数（支）254157843合格率（%）92.4994.3794.4598.9393.10丙班检测支数（支）332711786789702合格支数（支）310660734744661不合支数（支）2251524541合格率（%）93.3792.8393.3894.3094.16丁班检测支数（支）287623620749670合格支数（支）272559614703615不合支数（支）156464655合格率（%）94.7789.7399.093.8691.79现状分析（三）

系泊链R5钢钢坯共分中间坯、头段坯（F段）和尾段坯（K段），针对以上检测表中不合格坯，小组又进一步分层调查，发现检测不合主要集中在头段坯（F段）和尾段坯（K段），见表6-4所示。项目2009.072009.082009.092009.102009.11F段不合（支）6193815679K段不合（支）2772555584中间段不合（支）52111913总不合支数（支）93186147120176

饼分图6-5中发现F段不合支数占整个不合支数的51%、K段不合占41%、中间坯只占8%；

现状分析（四）

小组继续对头段坯（F段）和尾段坯（K段）不合支数缺陷进行分析，发现主要不合中主要存在0.4mm以下发纹、裂缝、结疤、划伤、端部开裂、其他。对缺陷进行分析如表6-6所示。不合缺陷频数（支）频率（%）累计频率（%）0.4mm以下发纹57880.0680.06裂缝8712.0592.11结疤233.1995.29划伤162.2297.51端部开裂81.1098.61其他101.39100合计722

小组根据检测不合缺陷的类型，制作排列图，见图6-7.从以上排列图中可以看出，0.4mm以下发纹是造成检测不合的主要因素。2、可行性分析结论：依据以上分析，我们认为目标是可行的系泊链钢检测合格率≥99%的指标，是初轧厂的质量管理目标必须达到。现状分析可知，根据四班检测统计，2009年9月丁班检测合格率曾经达到过99.0%，2009年10月乙班检测合格率有过98.93%接近目标值记录。因此，完成厂部99％的目标，是能够实现的。从6-7排列图中可以看出，0.4mm以下发纹不合格支数占不合格总数的80.06%，小组如果将此项缺陷解决，合格率就可以达到99.8%，满足厂部提出的目标值99%以上，即：100-94.16%×（1-80.06%）=99.8%此课题是指令性课题，厂部组织了技术人员进行重点跟踪指导，而且，本小组大专及以上学历占71.4％，拥有2位关岗和1位技术带头人做技术支撑，有能力完成此目标。七、原因分析0.4mm以下发纹漏检人员技能检测设备材料检测方法探伤环境缺陷易漏判岗位轮换磁粉易堵塞速度设计不合理头尾漏检概率高照度值低磁粉液性能差设置不规范检查不力易疲劳喷嘴设计不合理检测速度快检测有盲区照射范围小易沉淀探伤参数设定不合理入库前未检查检查室暗表面状态差剥皮深度不够技能参差不齐灯间距大流动性差有黑斑八、要因论证末端因素一：岗位轮换探伤上岗合格率100%

标准

验证方法在不同时间段，分厂统一组织抽查考核

验证时间及验证人2009.12.12、12.25刘祖表

验证内容人数合格分应会抽查情况合格率（%）2009.12.125903人95分；2人90分100%2009.12.256906人95分以上100%结果：二次应会抽查合格率均达到100%。我们抽查了6名操作工，在磁粉探伤操作室，按点检、异常处理步骤、操作流程、管理事项、安全等五个方面的内容，采取实际操作、口答的方式进行应会抽查，抽查结果见下表3。非要因末端因素二：喷嘴设计不合理

磁粉液无堵塞

标准

验证方法确认磁粉液喷洒时，有否堵塞现象，被检钢坯表面磁粉液是否均匀分布。

验证时间及验证人2009.12.20刘凯

验证内容原意大利CGM设计喷嘴喷洒磁粉液，喷嘴呈铜管状，喷淋时，磁粉液呈扇状，由于磁粉大量沉淀，造成管路堵塞，受此影响喷嘴失去原有的使用功能，后设备方已对喷淋装置进行了改进，圆钢检测时，喷嘴改为管状形，见照片1，避免了喷嘴堵塞。

非要因末端因素三：检测速度快

0.4mm以上不合格率≤1%

标准

验证方法根据不同检测速度,验证实物质量。

验证时间及验证人2009.12.20叶修俊

验证内容按1档（5m/min）速度进行检测实验，电流值设定：9000Ats，结果见下表4。

要因日期炉号探伤支数合格支数不合格支数不合格圆钢编号09.12.06202113514656A6、6B4、6B19、6A20、6A2709.12.07575437A1、7A20、7A2509.12.08605558A8、8A13、8A14、8A22、8B2409.12.09565339A8、9A15、9A1709.12.125248412A7、12A9、12B6、12B26合计27625620不合格率7.25%结果显示：检测速度与缺陷漏检有直接关系，当辊道速度大于5m/min下检测，均发现0.4mm以上缺陷漏检问题，且辊道速度越快，漏检缺陷越深。见照片2。裂纹漏检制链弯环处裂纹被延伸。末端因素四：检测有盲区

验证内容根据实物抽查统计，确定头尾漏检的情况。抽查结果见下表5要因头尾漏检率≤1%标准

验证方法圆钢磁粉探伤是从意大利CGM公司引进，采用交流磁轭磁化，在磁化过程中头尾各100mm存在局限性，我们应确认头尾漏检的概率。

验证时间及验证人日期炉号探伤支数合格支数不合格支数不合格圆钢编号09.12.1320208854504（头部漏检）13A7、13A9、13A33、13B909.12.1458517（5支头部漏检）14A3、14A15、14A27、14B19、14B23、14B25、14B2609.12.1953503（2支头部漏检）19A11、19A22、19B809.12.2057507（头部漏检）20A2、20A16、20A27、20B9、20B14、20B16、20B2609.12.2151474（3支头部漏检）21B19、21A11、21A15、21A1709.12.2251465（3支尾部漏检）22A8、22B10、22B22、22B25、22A1909.12.2352475（4支尾部漏检）23A5、23A10、23A26、23B17、23B21合计37634135合格率90.69%结果显示：在35支不合格支数中，头尾漏检有28支，漏检率高达28/376=7.4%。见照片3。2009.12.20俞晓达

末端因素五：照射范围小

验证内容非要因目前采用左右各一只400W紫外线灯（见照片4），而波长范围为320-400nm的紫外光激发荧光磁粉的磁痕，中心波长一般为365nm，所以，照射范围小,在很大程度上，影响了检测效果。照度≥1200μw/cm2标准

验证方法

验证时间及验证人现场用照度计测试2009.12.20秦志和

结果在紫外线灯0.5m处，照度大于1200μw/cm2。末端因素六：磁粉易沉淀

灵敏度检测正常

标准

验证方法使用国产NY-1:250型磁粉与进口LY－20conc型荧光磁粉对比试验。

验证时间及验证人2009.12.12～12.16

赵志亮

验证内容为了能有效检测出细小裂纹、发纹等缺陷，选用日本MARKTEC公司LY－20conc型荧光磁粉，该磁粉颗粒大小约2000目（粒径3~7μm），流动性好，无结块不沉积。非要因标准探伤试片（15/100）对比检测日本LY－20conc型荧光磁粉液

国产NY-1:250型荧光磁粉液

照片5A1-15/100型探伤试片检测图像对比选用目前要求最高的A1-15/100型磁粉探伤试片，将其贴在系泊链钢上，采用连续磁化法进行加磁，使用手持紫外线探伤灯进行照射并观察缺陷图像。从照片3的试片磁痕显示，日本MARKTEC公司LY－20conc型荧光磁粉液缺陷图像清晰明亮，而国产NY-1:250型荧光磁粉液缺陷图像对比不明显，较模糊。照片6MARKTEC公司荧光磁粉液在操作室紫外线下实际探伤效果照片末端因素七：剥皮深度不够

表面无黑斑

标准

验证方法实物对比试验

验证时间及验证人2009.12.10～12.23夏宗民

验证内容圆钢表面的剥皮效果直接影响到磁探的检测效果。在试制的二炉系泊链钢中由于表面剥皮不到位而存在大量的黑斑，黑斑的存在降低了圆钢表面光洁度，磁粉检测时穿过的磁力线数量减少，影响了磁场的正常分布，同时磁粉的流动性也受到影响，降低了磁探的检测效果，从而在黑斑处产生漏检。见照片7。非要因从照片中可以看出，一旦表面出现黑斑，检测时会出现伪磁痕显示，会掩盖缺陷磁痕显示，引起表面裂纹、发纹等漏判。2009.12．10～12.23，我们优化了剥皮参数，结果见表6圆钢规格单边剥皮深度（mm）0.10.20.30.40.5Ф87辊道速度（m/min）3.13.02.62.52.3结果：探伤3炉次R5钢，为发现钢坯表面黑斑。见照片8末端因素八：探伤参数设定不合理

0.4mm以下发纹检测不合格率≤0.5%

标准

验证方法用磁场强度计现场确认。

验证时间及验证人2009.12.12～12.14宋江平验证内容目前圆钢磁粉探伤磁化电流值按规格固定一个值，虽然达到了岗位规程规定的磁场强度值，但需要检测出小于0.2mm以下发纹、小裂纹，是属于高灵敏度检测，磁场强度值必须要达到48A/cm以上，所以磁场强度值低是造成表面发纹、小裂纹没被检测出的原因之一。表7是检测二炉R5钢时用磁场强度计，测到的磁场强度。要因表7磁场强度测试记录表炉号规格电流值AtS磁场强度A/m备注500163Ф8790003600～3800500164Ф8790003600～3800结果磁场强度为：3600～3800A/m,在标准范围之内。现场我们按此磁场强度检测R5钢，跟踪后发现，表面质量情况不太理想，跟踪统计如下表8。炉号207581207573状态退火态未退火态退火态未退火态抽查支数（支）1861022381120.2mm以下发纹漏检支数（支）18141923不合格率（%）11.11%10.77%结果：抽查发现，0.4mm以下发纹不合格率高达10.94%。末端因素九：入库前未检查

用户抽检不合格率≤1%以下标准

验证方法现场由小组人员定期对实物检查、确认。

验证时间及验证人2009.12.15叶修俊

验证内容由于圆钢磁探设备检测精度为0.2mm以上，检测存在局限性，缺陷很容易漏检，我们现场抽检了5炉R5钢，结果见下表9。要因表9用户抽检统计表日期炉号探伤数量（支）合格数（支）不合格数（支）不合格圆钢编号09.12.06207340595546A6、6B4、6B1909.12.07262427A1、7A2009.12.08434038A8、8A13、8A14、8A22、8A2409.12.09181359A8、9A1509.12.122220212A3合计16815216不合格率9.52%09.12.132073393232109.12.14141047A21、7A2209.12.192725219A31、19A3209.12.203432220A2、20B26合计107989不合格率8.4%结果，用户抽检不合格率平均达8.95%，均高于目标值1%。末端因素十：易疲劳

3小时/次换班

标准

验证方法在磁探操作室，规定每3小时轮换一次，检查发现，操作工均按标准执行。

验证时间及验证人2009.12.16赵志亮

验证内容人在紫外线灯照射下，眼睛易疲劳，为了保证检测精度，提高合格率，我们实施换班检测的方法。

非要因经过逐条调查、实验，我们确认造成系泊链R5钢检测合格率低的主要原因是：检测速度快1检测有盲区2探伤参数设定不合理3入库前未检查4九、制定对策针对主要因素，小组对每项对策进行综合评价，见表9-1

表9-1对策（方案）综合评价表序号评价内容评价值表示◎○△1有效性预计有效性达90%以上能解决50%问题可以解决10%问题2可实施性本小组能解决需其他部门协助难度大，需外单位合作3经济性小组自行解决需要投入1-2万元费用5万，很难解决4可靠性持续运行预计运行2-3年临时措施几个月后还会发生5时间性实施一周以内实施用时1月3个月以上实施小组根据得分最高为最佳对策，见表9-2

表9-2对策评价选择表序号要因对策评价综合得分选定方案有效性可实施性经济型可靠性时间性1检测速度快重新接线布置○○△◎○15原检测速度降低50%◎○○◎◎17★利用检测脚踏控制△○◎△◎152检测有盲区改进检测方法○◎◎○◎21★更换磁轭装置◎○△◎○173参数设置不合联系厂家重新配置◎○△◎○17优化磁化电流值◎◎◎○◎21★4入库未检查入库框架检查○△○△◎13增加人工检查工序○◎◎◎◎26★注：◎标识5分；○表示3分；△表示1分要因项目对策目标措施责任者地点时间检测速度快设定最佳检测速度0.4mm以上不合格率由7.25%下降为1%联系设备方改进辊道速度，反复试验，寻找最合适的检测速度赵志亮磁探室2010.1.1～2010.1.20检测有盲区改进检测方法头尾漏检率由7.4%下降1%头尾进入检测区域，采用标记速度检测叶修俊磁探室2010.1.5～2010.1.30探伤参数设定不合理优化磁化电流值0.4mm以下发纹不合格率由10.94%下降0.5%在保证灵敏度前提下，优化磁化电流，保证检测精度俞晓达磁探室2010.1.4～2010.1.10入库前未检查增加人工检查手段用户抽检不合格率由8.95%下降到零

改进精整工艺路径，制定实施人工检查方法刘凯3#跨场地2010.1.8～2010.1.24十、对策实施实施一：设定最佳检测速度

圆钢磁粉探伤在检测时坯料在辊道上边旋转边前进，观察出坯料上的缺陷并迅速作出标记，CGM辊道速度设定有一挡5m/min、二挡10m/min、三挡15m/min，标记速度为1.0m/min。实施前，用一挡速度检测作业，辊道速度也比较快；由于细裂缝、发纹缺陷深度又比较浅，表面磁痕显示不是很清晰，操作工不能迅速判别，从而造成表面0.2mm以上缺陷漏检概率高。见照片9。针对检测速度快坯料易漏检问题，由技术组刘祖表，带领探伤工赵志亮、刘凯、叶修俊负责现场实验，根据不同速度检测对比实物漏检情况，最终确定最佳检测速度。实施后，将圆钢线探伤辊道速度改进为一挡2m/min、二挡5m/min、三挡10m/min。检测系泊链钢时规定用一挡2m/min，这样使系泊链钢在磁轭间充分磁化，系泊链钢表面的0.2mm以上缺陷磁痕准确显示，保证探伤人员对缺陷的磁痕做出正确判断。实施前实施后一档速度（m/min)52二档速度（m/min)105三档速度（m/min)1510实施后小结：实施后我们抽查了4炉R5钢，抽查中未发现裂纹缺陷漏检，抽查结果见下表11。丁班1支0.05mm凹坑漏检207852322010.1.25乙班无207851322010.1.24丙班2支0.1mm发纹漏检207853322010.1.22甲班无漏检207854322010.1.21责任班缺陷类型炉号抽查支数检查时间实施二:控制头尾检测盲区

由于钢坯边旋转边前进，检测时部分人员采用直视钢坯检测法，造成发纹，尤其头尾各100mm处漏检，而且，操作工检测时，按设定速度检测，因此，头尾漏检概率很高。根据现场实践，我们采取斜视检测，当钢坯进入检测区域，检测人员保持右斜视钢坯底部，一旦发现缺陷钢坯正好旋转至正上方，为了避免头尾盲区漏检，头尾检测时用标记速度1.0m/min检测。斜视检测钢坯

标记速度检测

实施后小结：改进检测方法，采用标记速度检测后，系泊链钢头尾盲区检测漏检概率明显下降，检测精度提高，我们抽查了3炉次，只发现头尾1支发纹漏检。日期炉号探伤支数合格支数不合格支数不合格圆钢编号2010.1.620725351483支裂纹漏检17A7、17A9、13A33、13B92010.1.820725252491支头部漏检、2支划伤14A3、14A15、14A27、14B19、14B23、14B25、14B262010.1.2120733953512支裂纹漏检19A11、19A22、19B8合计1561488结果显示：在8支不合格支数中，头尾漏检有1支，漏检概率达1/156=0.64%。实施三:优化探伤检测参数

实施前：圆钢在线探伤设备磁化电流值，厂家出厂时已经按0.2mm精度预设，预设按尺寸范围（从70毫米到160毫米）分为8个子范围，每个10毫米，并且可以为各个子范围设置一个A-TS预设值。见下表。系泊链钢实验时选择9000A-ts，此时，磁场强度36～38A/cm，磁场强度与磁化电流值成正比，虽然达到了规定的磁场强度值，但很难检测出小于0.2mm以下发纹、小裂纹。实施后，优化磁化电流设定值

经过现场多次验证，我们在原预设参考电流值基础上，优化磁化电流，将磁化电流值选择到10500AtS检测系泊链钢，达到高灵敏度的磁场强度。表2磁场强度测试对比表规格（mm）电流值（AtS）磁场强度（A/m）Ф87105005100～5400实施后小结：实施后，实施后，我们检测了4炉R5钢，结果发现0.4mm以下发纹漏检由10.94%下降0.48%。炉号207575207729状态退火态退火态抽查支数（支）5365060.2mm以下漏检支数（支）23不合格率（%）0.37%0.59%实施四:入库前人工检查确认

增加后续人工检查：增加人工检查流程，在三跨增设人工检查台架，见上照片。

退火矫直砂轮倒角砂轮剥皮超探磁探修磨打捆标记出厂原系泊链钢工艺路径：退火矫直砂轮倒角砂轮剥皮超探磁探修磨打捆出厂人工检查标记人工补修磨手提磁粉抽查改进后工艺路径：制定实施人工检查、磁探抽查制度（1）检查在专门检查台架上开展。（2）检查时，一次吊运5～6支，人站立在钢坯中间位置，边检查边滚动。（3）检查时在圆钢端部作“△”或“Y”标记，按120度三个面滚动检查，检查时使用光源照射，不要正对钢坯表面，要借助光源侧向检查。（4）发现缺陷人工标记，及时用角向砂轮机打磨干净。（5）R5钢检测时，定尺分头、中、尾三段抽查，10、90段或修磨量大，质量不佳的圆钢，采取全长检测，并用磁探抽检。（5）检测重点部位应集中在修磨处或修磨周边区域。实施后小结

实施后，根据用户反馈信息，用户抽检不合格率由8.95%下降到零。十一、效果检查1、目标效果对比

由于我们采取了一系列有针对性的措施，系泊链R5钢检测合格率低的问题得到了较好的解决，检测合格率由活动前94.16％的提高到了活动后2010.2-2010.5的99.13%，完成了小组活动预期目标值。巩固期2010.6－8月检测合格率为99.41%。2010.22010.32010.42010.52010.62010.72010.8检测支数（支）2393295057862615282047758合格支数（支）2372292557362015202035753不合支数（支）2125568125检测合格率（%）99.1299.1599.1399.0499.48%99.41%99.34%实施后：99.13%巩固期：99.41%2.现状对比

我们小组对0.4mm以下