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中厚板超声波探伤缺陷及控制方法-GB/T2970-2004探伤标准
随着钢板厚度的增加,用户除要求外在质量和力学性能外,绝大多数要求增加探伤检验,由于超声波探伤具有检验面积大和不损害检验钢板的优点,国内各大中厚板生产企业都应用这项技术对钢板进行内部质量的无损检测,探伤的钢种包括Z向钢板、管线钢板、建筑结构用钢板、高强船板、容器板、桥梁板及锅炉板等中高端产品。
常用钢板超声波探伤标准有:
GB/T2970-2004、JB/T4730.3-2005、EN10160:1999、SEL-072、ASTM A578。
GB/T2970-2004对钢板边缘要求:
在钢板周边50mm可检验区域内及坡口预定线两侧各25mm内,单个缺陷指示长度不小于50mm。
相对于国标探伤标准,欧标和德标探伤标准对钢板和钢板边缘也有更为明确的级别划分,尤其对钢板边缘部位的超声波探伤要求更为严格;
在国外,客户对钢板边缘提出了严格的要求:
“长度在30~50mm 的缺陷相互间距应不大于500mm;长度小于30mm、相互间距小于板厚的若干小缺陷构成连串性的缺陷长度综合不得大于80mm”。
客户对钢板板体和钢板边缘内部质量要求越来越严格。在生产中常见的超声波缺陷为点状(密集)缺陷、面缺陷等,一般板体缺陷为局部的面缺陷,钢板边缘或者侧边则点状(密集)缺陷较为常见。
控制密集型点缺陷和微裂纹缺陷的措施:
一是控制氢含量;二是提高钢水的洁净度,减少聚集捕捉氢的“陷阱”,即非金属夹杂、偏析等,保证铸坯良好的内部质量。要控制最终钢板中的氢含量和钢板的内部缺陷,需从以下几个方面进行控制。
1、钢水洁净度控制
a.氢含量的控制
采用RH真空脱气处理确保真空过程钢包吹氩良好,真空过程中氩气流量800~1200L/min,要求有效真空处理时间在10min以上,处理后氢质量分数在2X10-6以下,为确保脱氢效果还需要防止处理过程中钢液增氢,脱氢处理模式要求钢包中渣量小于100mm,同时还要保证真空处理装置的密封性。
b.S含量的控制
探伤板要求低合金系列的桥梁板、容器板等S质量分数控制在0.01%以下,要求Z向板冶炼钢中S质量分数控制在0.007%以下,管线钢等高级别钢中S质量分数控制在0.005%以下。
采用铁水脱硫扒渣工艺,即包底加脱硫剂,顶枪喷镁工艺,喷吹完成后进行扒渣处理,保证扒渣效果;利用LF炉精炼深脱硫,转炉出钢过程中采用严格挡渣操作,控制下渣量,同时采用铝强脱氧和渣面洒铝粒等措施,形成高碱度、低氧活度、还原性的精炼脱硫渣(“白渣”)。
c.夹杂物控制
对钢液进行钙处理,使钢中长条形MnS和群簇状的Al2O3变性为类球状复合夹杂物,在精炼结束前采用喂Si-Ca线的方法来保证钢中一定Ca含量,其质量分数为0.0015%~0.0040%,以实现钢中夹杂物变性,并保证充分的软吹和镇静时间。
2、提高板坯内部质量
通过动态轻压下技术、改进扇形段设备质量,控制扇形段设备的辊缝偏差;
合理优化二次冷却水量来改善铸坯的内部质量,减少铸坯各种内部裂纹、中心偏析、中心疏松的产生,保证探伤钢板用板坯的中心偏析低倍检验在C类1.5级或优于C类1.5级。
3、板坯加热均匀控制
保证不同厚度板坯的加热时间,保证出炉温度(1200±20)℃,对于较厚的铸坯,延长加热时间使钢坯温度均匀。
4、轧制规程控制
通过低速大压下及增大展宽道次后的压下率,优化轧制工艺减少钢板的芯部缺陷。对于厚规格钢板、无法保证压缩比的探伤钢板应以粗轧阶段变形量为主,在粗轧阶段必须保证道次变形量(不小于20%),并且使压下率逐道次增加。
能保证充分的压缩比的,要平衡粗轧阶段与精轧阶段的变形量,在粗轧阶段必须保证道次变形率(不小于15%)以及总压下率(最理想不小于60%),并且做到压下率逐道次增加;
在精轧阶段需要控制道次变形量(不小于10%)以及总压下率(最理想不小于70%)。
5、板坯、钢板的堆垛缓冷
对板坯和钢板采取在较高温度区间堆垛缓冷,在此温度区间的冷速越低,保持的时间越长,氢扩散越充分,可避免氢在钢中夹杂物部位聚集,形成微观裂纹。
实际生产中根据板坯和钢板厚度规格的不同,采用不同的堆冷时间。