QC成果(降低GE超聲自動化探傷的復探率)

寶鋼特鋼有限公司條鋼廠探傷小組降低GE超聲自動化探傷的復探率

條鋼廠無損檢測自動生產線為美國GE公司的型號為ROTA130S的超聲自動化探傷設備。采用棒材直線前進探頭旋轉水浸法自動探傷，可以探測棒材直徑為φ40-φ100的圓鋼棒材，主要針對棒材進行中心缺陷及亞表面缺陷探傷。探頭最高轉速達到了1600轉/分。背景介紹

超聲探傷

復探GB/T12601.1《無損檢測術語超聲術語》解釋為：超聲波在被檢材料中傳播時，根據材料的缺陷所顯示的聲學性質對超聲波傳播的影響來探測其缺陷的方法GB/T12601.1《無損檢測術語超聲術語》解釋為：在超聲探傷中，對初探中發(fā)現的缺陷，用規(guī)定的靈敏度再次檢測。復探合格的歸入合格品，復探不合格的按照不合格品流轉名詞解釋

復探率合格入庫量誤報誤報率＝復探合格重量/探傷計劃量×100%誤報率復探率＝復探重量/探傷計劃量×100%其中，探傷計劃量指合同中需進行GE超聲自動化探傷的重量合格入庫量=初探合格重量+復探合格重量熱軋棒材在經過GE超聲初探后若有可疑信號需進行復探，復探料經過超聲探傷合格，此合格料初探所產生的信號稱之為誤報名詞解釋小組名稱條鋼廠探傷小組課題名稱降低GE超聲自動化探傷的復探率注冊號TAG124002661小組組長夏玲小組成立時間2010年1月14日課題類型現場型本次課題注冊日期2012月4月4日小組人數6本次活動時間平均年齡35活動次數12姓名年齡職稱組內分工小組概況2011年10月-2012年3月探傷情況分析表日期探傷計劃量（噸）探傷工作量（噸）復探量（噸）探傷工作量與探傷計劃量比值（%）復探率（%）2011年10月46004740140103.043.042011年11月48005245445109.279.272011年12月38004334534114.0514.05平均44004773373108.488.482012年1月360048491249134.6934.692012年2月280042151415150.5450.542012年3月340051191719150.5650.56平均326647271461144.7244.72小組發(fā)現在2012年1-3月的3個月中，自動生產線經常是滿負荷運轉卻仍然難以完成生產計劃，影響了入庫。發(fā)現問題現場情況選擇課題1、2012年1-3月份的探傷計劃量是2011年10-12月份的74%；2、1-3月份的探傷工作量卻是10-12月份的99%；3、2012年1-3月份的平均復探率是44.72%，遠高于11年10-12月的8.48%?！督档虶E超聲自動化探傷的復探率》選題理由2012年1-3月合格入庫量與探傷工作量表日期探傷計劃量（噸）合格入庫量（噸）復探量（噸）復探率（%）探傷工作量（噸）探傷工作量占合格入庫量的百分比（%）2012年1月36003538124934.694849137.052012年2月28002725141550.544215154.682012年3月34003358171950.565119152.44合計98009621438344.7214183144.721、小組調查2012年1-3月份的合格入庫量與實際探傷工作量2012年1-3月的復探率是44.72%，而探傷工作量占入庫量的百分達到了144.72%，其中需復探的量較大，可見整條生產線一半多的時間在做吊料、駁運和重復探傷的事情?，F狀調查2011年10月-2012年3月復探合格率表日期復探量（噸）復探合格量（噸）復探合格率（%）2012年1月1249118795.042012年2月1415134094.72012年3月1719167797.56小計4383420495.922011年10月1408862.862011年11月44522550.562011年12月53438872.66小計111970162.652、繼續(xù)調查了復探量中經復探合格的情況，并與2011的10-12月進行了對比

2012年1月-3月間復探合格率高達95.92%，而11年10-12月復探合格率為62.65%

現狀調查2011年10-12月各鋼種占計劃總量的百分比表

2011年10-12月各鋼種占計劃總量的百分比（%）碳結鋼重量（噸）651849.38合結鋼重量（噸）348626.41其他鋼種重量（噸）319624.21探傷計劃總量（噸）132001002012年1-3月各鋼種占計劃總量的百分比表

2012年1-3月各鋼種占計劃總量的百分比（%）碳結鋼重量（噸）200420.45合結鋼重量（噸）628364.11其他鋼種重量（噸）151315.44探傷計劃總量（噸）98001003、小組對2011年10月-12月以及2012年1-3月生產線按鋼種進行了匯總：在2012年1-3月階段合結鋼所占的比例權重比上階段大大增加?，F狀調查2012年1-3月各鋼種的復探量表

碳結鋼合結鋼其他鋼種合計復探量（噸）58334673334383各鋼種復探量占總復探量的比例（%）13.3079.107.601004、小組再對2012年1-3月的復探量按鋼種進行了調查匯總

合結鋼的復探量占到了整個復探量的79.10%

現狀調查

其中合結鋼的誤報率高達53.92%“合結鋼的誤報率高”是本課題的癥結所在2012年1-3月各鋼種誤報率率

碳結鋼合結鋼其他鋼種合計復探量（噸）58334673334383復探合格量（噸）545338827142043個月各鋼種探傷計劃總量（噸）2004628315139800誤報率（%）27.253.9217.9142.95、小組成員繼續(xù)對2012年1、2、3三月按鋼種的復探合格量進行了統(tǒng)計，得到不同鋼種的誤報率現狀調查2011年1-12月合結鋼誤報率日期合結鋼探傷計劃量（噸）合結鋼復探量（噸）合結鋼復探合格量（噸）合結鋼誤報率（%）2011年1月61545386.182011年2月69423202.882011年3月100198727.192011年4月74544314.162011年5月103755424.052011年6612011年7月1662118885.292011年8月109212511510.532011年9月96517215816.372011年10月86462526.022011年11月124822518514.822011年126合計12702148912579.96、尋找目標依據為了尋找目標值，小組成員又調查了2011年全年合結鋼的誤報率情況現狀調查小組找到合結鋼誤報率11年2、3、4連續(xù)較好的三個月的平均值為5.04%小組認為可以將此目標作為合結鋼誤報率的目標!現狀調查計算目標值：※

2012年1-3月合結鋼的探傷計劃總量為6283噸若誤報率降到5.04%，則復探量=6283×5.04%=316.66噸同期，碳結鋼和其他鋼種的復探量=（583+333）=916噸，共復探量

=316.66+916=1232.66噸※2012年1-3月的探傷計劃總量為9800噸則復探率=1232.66/9800×100%=12.58%※所以，小組成員決定將目標定為：

將GE超聲自動化探傷的復探率≤12.58%現狀調查將GE超聲自動化探傷的復探率從44.72%降到≤12.58%確定目標合結鋼的誤報率高的原因分析關聯圖（共找到7項末端因素）原因分析在已經找到的7項末端因素中，由于“棒材內部組織晶粒粗大”是本小組無力解決的問題，屬于不可抗拒因素，故在要因確認前予以剔除需確認的六項末端因素：（一）探傷操作人員資質不達標；

（二）沒有清洗裝置；

（三）來料平直度差；

（四）旋轉頭前后的尼龍導套內徑尺寸偏大；

（五）對比試樣加工不規(guī)范；

（六）旋轉頭耦合水質差要因確認確認項目（一）探傷操作人員資質不達標

確認人夏玲、龔露

確認方法

查閱人力資源檔案標準要求GB9445-2088《無損檢測人員技術資格鑒定通則》中規(guī)定：Ⅰ級檢測人員在Ⅱ級或Ⅲ級人員指導監(jiān)督下進行檢測操作；Ⅱ級檢測人員根據確定的工藝安裝和校準儀器調查確認

生產線的生產模式為四班三運轉，GE超聲波探傷定崗人員為張永平、葉俊、樓永鋼和朱文杰，他們都具有冶金無損檢測人員技術資格鑒定委員會頒發(fā)的UT-Ⅱ證書（有效期都至20160731）

由于四班三運轉的生產模式，每月有一天的輪休和每年的帶薪年休假，安排單永華、邱東元、李聰和沈葉峰為頂崗人員。他們也都具有冶金無損檢測人員技術資格鑒定委員會頒發(fā)的UT-Ⅱ證書（有效期為20160731）確認結果

GE超聲波探傷人員都具備UT-Ⅱ證書，都能具體獨立實施無損檢測工作不是要因確認地點

條鋼廠質檢站辦公室確認時間

2012年4月26日頂崗人員上崗資格證書定崗人員上崗資格證書要因確認確認項目（二）沒有清洗裝置確認人趙煒、支衛(wèi)剛確認方法現場調查+目視標準要求來料拋丸，表面無松散氧化皮，無金屬屑調查確認1、2012年5月8日和15日分別對以下兩個軋?zhí)柕谋砻鎾佂柽M行了跟蹤和檢查

軋?zhí)枲t號鋼號規(guī)格長度日期班別拋丸2W04245261A187316MnCrS56560005月8日丁是2W04378261A190816MnCrS54560005月15日丁是拋丸前（表面氧化皮堆積）

拋丸后（表面氧化皮清理干凈）要因確認確認項目（二）沒有清洗裝置調查確認2、雖然熱軋棒材表面拋丸符合工藝標準，但在熱軋棒材探傷過程中，探頭晶片在生產料探傷（5月25日檢查，探傷量4500噸）一個月后，表面會有金屬鐵屑附著，且不易掉落，經現場目測和檢驗，是拋丸丸粒在將熱軋棒材的表面氧化皮打碎后形成的細小金屬粉末粘附在棒材表面，超聲波探傷采用的方式水浸探傷法，探頭旋轉，棒材直線前進，熱軋棒材進入旋轉腔內后，由于探傷設備前沒有清洗裝置，棒材在旋轉頭內經過耦合劑——水的潤濕后掉落在探頭晶片表面形成金屬塊，一旦探頭晶片工作，發(fā)射聲波，就會形成一個偽信號，造成誤報確認結果由于沒有清洗裝置，導致拋丸丸粒的金屬屑粘附在探頭晶片表面，產生誤報。所以，沒有清洗裝置

是要因確認地點生產線現場確認時間

2012年5月30日

誤報信號探頭晶片運行一個月后（探傷4500噸）表面有金屬屑雜質的照片GE操作系統(tǒng)顯示有金屬屑造成的誤報信號圖要因確認確認項目（三）來料平直度差確認人趙煒、支衛(wèi)剛確認方法塞尺、直尺檢測+目視+查閱工藝規(guī)程標準要求公司技術文件，編號為YAGHB-2012的《條鋼廠棒一技術規(guī)程》規(guī)定：來料須矯直，矯直精度≤1.5mm/m(包括頭尾）

調查確認

2012年5月8日和15日抽檢了2W04245和2W04378以下兩個軋?zhí)柕纳a線料的矯直前后的平直度，工具為塞尺和直尺，結果如下：一、5月8日2W04245平直度檢驗記錄表二、5月15日2W04378平直度檢驗記錄表要因確認確認項目（三）來料平直度差調查確認矯直前后生產料對比照片確認結果經過矯直后的生產料平直度都≤1.5mm/m,滿足工藝要求不是要因確認地點生產線現場確認時間

2012年5月15日

矯直前的生產料（平直度≥2mm/m)

矯直后的生產料（平直度≤1.5mm/m)要因確認確認項目（四）旋轉頭前后的尼龍導套內徑尺寸偏大確認人夏玲、龔露確認方法

現場測試+國家標準標準要求導套內徑尺寸磨損量對探傷結果沒有影響

調查確認

小組成員進行棒材中心偏移量的測試，用棒材中心的偏移量來等同于導套內徑的磨損量。（圖一）是探頭晶片垂直入射，缺陷回波為80%，當棒材移動1.60mm，即偏移聲束中心1.60mm,缺陷回波只有40%（圖二），也就是需要提高靈敏度6dB才能將缺陷檢測出來，但靈敏度一味提高的同時，噪聲和雜波信號也提高了，產生了誤報。確認結果導向套的磨損會導致中心偏移，產生信號誤報，所以經過現場跟蹤和試驗，旋轉頭前后的尼龍導套內徑尺寸偏大

是要因確認地點生產線現場確認時間

2012年5月10日—8月22日

圖一探頭垂直入射，回波反射最高80%圖二棒材偏移探頭中心，回波反射只到40%

要因確認確認項目（五）對比試樣加工不規(guī)范確認人李聰、吳磊磊確認方法特鋼公司管理標準+現場檢查標準要求公司管理標準（無損檢測對比試樣管理實施細則》中規(guī)定：質量保證部無損檢測中心負責對加工完成的及使用中的對比試樣進行計量校準，并簽發(fā)報告調查確認

條鋼廠所有的超聲波探傷對比試樣全部委托上級專業(yè)管理部門——特鋼質量保證部無損檢測中心加工制作，加工完畢后，由檢測中心出具專門的測試報告。（附:校準記錄與報告）

確認結果超聲波探傷對比試樣加工規(guī)范，符合工藝要求

不是要因確認地點探傷作業(yè)區(qū)辦公室

確認時間

2012年5月31日

2012年1月17日由質保部出具的《無損檢測試樣校準記錄及報告》

（有效期為一年）要因確認確認項目（六）旋轉頭耦合水質差

確認人李聰、吳磊磊確認方法

特鋼公司管理標準+現場檢查標準要求水浸法探傷對水質的要求是：水質清潔，肉眼觀察無明顯雜質調查確認

2012年4月30日、5月9日、5月15日三次對探傷水槽內的水進行了取樣，通過目視檢查，確認現場探傷用水水質無明顯雜質確認結果探傷用水水質清潔，可以滿足水浸法探傷條件

不是要因確認地點探傷作業(yè)區(qū)辦公室

確認時間2012年5月21日

探傷用水水質取樣圖要因確認沒有清洗裝置旋轉頭前后的尼龍導套內徑尺寸偏大最終確定二項主要原因合結鋼的誤報率高要因確認由于尼龍導套內徑尺寸已經確定，但內徑的磨損量問題較復雜，小組成員在制定對策前先對“探傷旋轉體前后的尼龍導套內徑尺寸偏大”進行了內徑尺寸磨損量優(yōu)選（一）首先小組成員確定磨損量的驗收標準

※

在YB/T4082-2000〈〈鋼管自動超聲探傷系統(tǒng)綜合性能測試方法〉〉中，對探傷設備誤報率和漏報率做了如下的規(guī)定：在規(guī)定的生產速度下，連續(xù)測試100次，漏報率為0，誤報率≤3%。棒材探傷設備驗收基準測試方法參照鋼管探傷設備綜合性能測試標準。

※

小組成員確定：以超聲設備在最高探傷速度下連續(xù)測試100次后，漏報率和誤報率的數值作為最終的確定內徑允許磨損的量。

對策制定

（二）現場測試

※

我們先選取規(guī)格為Ф70mm的有人工缺陷的對比試樣，選取棒材內徑尺寸磨損量以0.5mm為步進，即內徑尺寸為Ф72.5mm、Ф73mm、Ф73.5mm、Ф74mm在設備允許的最大速度56米/分的速度下進行測試，連續(xù)通過100次，結果如下：尼龍導套內徑尺寸Ф（mm)72.57373.574缺陷信號幅度下降（%）5204565靈敏度數值（dB）42444750漏報率（%）0000誤報率（%）02610由于標準要求誤報率≤3%，所以我們選取的導套內徑的最大使用尺寸可以到73mm，即磨損量只有1mm.

※

然后我們在生產線上進行了下線規(guī)格Ф40mm和上線規(guī)格Ф100mm如上所述的試驗，對下線規(guī)格Ф40mm，尼龍導套內徑使用的最大尺寸是Ф43mm，即磨損量是1mm；對上線規(guī)格Ф100mm，尼龍導套內徑使用的最大尺寸是Ф103mm，即磨損量也是1mm

※小組成員決定：

尼龍導套內徑使用最大尺寸=棒材公稱尺寸+3mm，即磨損量為≤1mm對策制定序號要因對策目標措施地點負責人完成日期1沒有清洗裝置預濕棒材表面，減少金屬屑進入探傷旋轉頭內探頭晶片表面金屬屑的粘附率為01、在進入探傷設備前安裝一套水清洗裝置；2、去除表面松散氧化鐵屑；3、減少探頭晶片表面的金屬屑雜質?，F場趙煒2012年6月4日-9月27日2旋轉頭前后尼龍導向套尺寸偏大確定導套內徑加工尺寸及偏差，規(guī)定磨損量內徑磨損量≤1mm1、繪制尼龍導套的內徑加工尺寸，內徑尺寸為棒材公稱尺寸+2mm;2、制定尼龍導套內徑的磨損量的要求;3、在使用過程中每班卡量，對內徑磨損量有監(jiān)控?，F場夏玲2012年8月27-9月25日對策制定實施一針對要因“沒有清洗裝置”按對策實施

※小組成員決定在進入探傷設備前安裝一套水清洗裝置，可以有效的去除熱軋棒材表面松散的金屬鐵屑；

※2012年6月4日開始，小組成員趙煒、支衛(wèi)剛和李聰進行現場測繪，并通過設備管理室委外加工制作；

※2012年8月5日由設備管理室負責在探傷設備前安裝了一套水清洗裝置，由小組成員進行了驗收后交付現場使用。2012年8月5日安裝的水清洗裝置

對策實施1、去除表面松散氧化鐵屑※檢查要求：表面松散氧化鐵屑去除率≥90%※檢查方法：目視和手檢※2012年8月6日，趙煒、支衛(wèi)剛對未進入清洗裝置前和進入清洗裝置后的棒材表面抽取了10根進行了檢驗。2012年8月6日目視檢驗表序號進入清洗裝置后表面氧化鐵屑去除率備注1100%298%3100%4100%5100%6100%7100%8100%9100%10100%小目標檢查對策實施小目標檢查2、減少探頭晶片表面的金屬屑雜質

※水清洗裝置安裝完成使用后，我們要檢查在同等的探傷量下，金屬鐵屑在探頭晶片的粘附情況。在2012年8月6日，我們在旋轉頭更換了一個新的探頭晶片。由于8月份共探傷了2600噸，一個月的檢查時間晶片表面的與前期的4500噸的過鋼量沒有可比性，所以我們到9月27日，待探傷了4800噸后，拆下檢查，晶片表面干凈沒有金屬鐵屑塊。

2012年5月25日探頭晶片2012年9月27日檢查（探傷量4500噸）（探傷量4800噸）表面金屬鐵屑多表面無金屬鐵屑

“探頭晶片表面金屬屑的粘附率為0”的目標完成對策實施實施二針對要因“旋轉頭前后的尼龍導套內徑尺寸偏大”按對策實施一、小組成員夏玲和龔露繪制了尼龍導套的內徑加工尺寸，內徑尺寸為棒材公稱尺寸+2mm

2012年8月27日，小組成員設計了圖紙報生產技術室備案，經生產技術室審核，圖紙編號為287-27/4棒材規(guī)格Ф（mm)內徑加工尺寸Ф(mm)棒材規(guī)格Ф（mm)內徑加工尺寸Ф(mm)4042707245477577485080825052858755559092605795976567100102導套外徑和寬度尺寸加工要求見圖（圖紙編號287-27/4）

根據生產線檢測規(guī)格，導向套內徑加工要求為：對策實施二、制定尼龍導套的磨損量文件

2012年8月31日，小組成員制定了尼龍導套的磨損量工藝通知，報質檢站探傷主任工程師審核后由質檢站批準統(tǒng)一下發(fā)，文件名為《關于棒一探傷設備生產準備操作步驟和異常處置及報修流程管理的通知》（文件編號為AGZ0T12-005）。

通知自2012年9月1日起實施，知中規(guī)定：

※生產準備操作步驟中3.3和4.3條款：檢查尼龍導套內徑大?。▽變葟健苌a規(guī)格＋３mm)并記錄；※操作人員異常情況處理中1.1條款：若導套內徑>生產規(guī)格+3mm則立即更換導套后生產。

檢查尼龍導套內徑大?。▽變葟健苌a規(guī)格＋３mm)并記錄若導套內徑>生產規(guī)格+3mm則立即更換導套后生產AGZ0T12-005《關于棒一探傷設備生產準備操作步驟和異常處置及報修流程管理的通知》對策實施小目標檢查在使用過程中每班卡量，對內徑磨損量進行監(jiān)控※夏玲、龔露、李聰和吳磊磊不定期在生產過程中每班對尼龍導套的內徑尺寸的卡量記錄進行檢查※

2012年9月9日和9月19日夏玲、龔露、李聰、吳磊磊分兩次對前一天現場使用記錄情況進行了檢查9月8日現場使用記錄（檢查人：夏玲、李聰）時間班別棒材規(guī)格（mm)導向套內徑尺寸(mm)記錄人備注20120908乙（早）7072樓永鋼20120908丙（中）7072.2邱東元20120908丙（中）6062.5邱東元20120908?。ㄒ梗?062.5朱文杰9月18日現場使用記錄（檢查人：龔露、吳磊磊）時間班別棒材規(guī)格（mm)導向套內徑尺寸(mm)記錄人備注20120918甲（早）7072.5葉俊20120918乙（中）7073.1樓永鋼更換20120918乙（中）5557樓永鋼20120918丙（夜）5557.5邱東元“內徑磨損量≤1mm”的目標完成對策實施效果檢查1、小組成員先檢查2012年10、11、12三月按鋼種的復探合格量，得到不同鋼種的誤報率2012年10-12月各鋼種的誤報率

碳結鋼合結鋼其他鋼種合計復探量（噸）9753222421539復探合格量(噸）96731723515183個月各鋼種探傷計劃總量（噸）40006356239412750誤報率（%）24.184.989.811.91合結鋼的誤報率降到了4.98%，其余鋼種的誤報也同時有所下降效果檢查效果檢查2、小組成員再檢查2012年10、11、12三個月的合格入庫量與探傷工作量2012年10-12月合格入庫量與探傷工作量表日期合格入庫量（噸）探傷工作量（噸）探傷工作量占合格入庫量的百分比(%)2012年10月40704657114.422012年11月41854761113.762012年12月42754871113.94合計1253014289114.04

2012年10-12月的實際探傷產量占了合格入庫量的114.04%，比改進前的144.72%下降了許多，探傷工作量與入庫量的百分比相差不多，整條生產線運行流暢。效果檢查12年1月12年2月12年3月12年4月12年5月12年6月12年7月12年8月12年9月12年10月12年11月12年12月探傷計劃總量（噸）360028003400460048003755342526153200415042504350初探合格量(噸）124914151719142428652580263722072785320038643744復探量（噸）11871340167731761935