QC成果(降低GE超声自动化探伤的复探率)

宝钢特钢有限公司条钢厂探伤小组降低GE超声自动化探伤的复探率

条钢厂无损检测自动生产线为美国GE公司的型号为ROTA130S的超声自动化探伤设备。采用棒材直线前进探头旋转水浸法自动探伤，可以探测棒材直径为φ40-φ100的圆钢棒材，主要针对棒材进行中心缺陷及亚表面缺陷探伤。探头最高转速达到了1600转/分。背景介绍

超声探伤

复探GB/T12601.1《无损检测术语超声术语》解释为：超声波在被检材料中传播时，根据材料的缺陷所显示的声学性质对超声波传播的影响来探测其缺陷的方法GB/T12601.1《无损检测术语超声术语》解释为：在超声探伤中，对初探中发现的缺陷，用规定的灵敏度再次检测。复探合格的归入合格品，复探不合格的按照不合格品流转名词解释

复探率合格入库量误报误报率＝复探合格重量/探伤计划量×100%误报率复探率＝复探重量/探伤计划量×100%其中，探伤计划量指合同中需进行GE超声自动化探伤的重量合格入库量=初探合格重量+复探合格重量热轧棒材在经过GE超声初探后若有可疑信号需进行复探，复探料经过超声探伤合格，此合格料初探所产生的信号称之为误报名词解释小组名称条钢厂探伤小组课题名称降低GE超声自动化探伤的复探率注册号TAG124002661小组组长夏玲小组成立时间2010年1月14日课题类型现场型本次课题注册日期2012月4月4日小组人数6本次活动时间平均年龄35活动次数12姓名年龄职称组内分工小组概况2011年10月-2012年3月探伤情况分析表日期探伤计划量（吨）探伤工作量（吨）复探量（吨）探伤工作量与探伤计划量比值（%）复探率（%）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小组发现在2012年1-3月的3个月中，自动生产线经常是满负荷运转却仍然难以完成生产计划，影响了入库。发现问题现场情况选择课题1、2012年1-3月份的探伤计划量是2011年10-12月份的74%；2、1-3月份的探伤工作量却是10-12月份的99%；3、2012年1-3月份的平均复探率是44.72%，远高于11年10-12月的8.48%。《降低GE超声自动化探伤的复探率》选题理由2012年1-3月合格入库量与探伤工作量表日期探伤计划量（吨）合格入库量（吨）复探量（吨）复探率（%）探伤工作量（吨）探伤工作量占合格入库量的百分比（%）2012年1月36003538124934.694849137.052012年2月28002725141550.544215154.682012年3月34003358171950.565119152.44合计98009621438344.7214183144.721、小组调查2012年1-3月份的合格入库量与实际探伤工作量2012年1-3月的复探率是44.72%，而探伤工作量占入库量的百分达到了144.72%，其中需复探的量较大，可见整条生产线一半多的时间在做吊料、驳运和重复探伤的事情。现状调查2011年10月-2012年3月复探合格率表日期复探量（吨）复探合格量（吨）复探合格率（%）2012年1月1249118795.042012年2月1415134094.72012年3月1719167797.56小计4383420495.922011年10月1408862.862011年11月44522550.562011年12月53438872.66小计111970162.652、继续调查了复探量中经复探合格的情况，并与2011的10-12月进行了对比

2012年1月-3月间复探合格率高达95.92%，而11年10-12月复探合格率为62.65%

现状调查2011年10-12月各钢种占计划总量的百分比表

2011年10-12月各钢种占计划总量的百分比（%）碳结钢重量（吨）651849.38合结钢重量（吨）348626.41其他钢种重量（吨）319624.21探伤计划总量（吨）132001002012年1-3月各钢种占计划总量的百分比表

2012年1-3月各钢种占计划总量的百分比（%）碳结钢重量（吨）200420.45合结钢重量（吨）628364.11其他钢种重量（吨）151315.44探伤计划总量（吨）98001003、小组对2011年10月-12月以及2012年1-3月生产线按钢种进行了汇总：在2012年1-3月阶段合结钢所占的比例权重比上阶段大大增加。现状调查2012年1-3月各钢种的复探量表

碳结钢合结钢其他钢种合计复探量（吨）58334673334383各钢种复探量占总复探量的比例（%）13.3079.107.601004、小组再对2012年1-3月的复探量按钢种进行了调查汇总

合结钢的复探量占到了整个复探量的79.10%

现状调查

其中合结钢的误报率高达53.92%“合结钢的误报率高”是本课题的症结所在2012年1-3月各钢种误报率率

碳结钢合结钢其他钢种合计复探量（吨）58334673334383复探合格量（吨）545338827142043个月各钢种探伤计划总量（吨）2004628315139800误报率（%）27.253.9217.9142.95、小组成员继续对2012年1、2、3三月按钢种的复探合格量进行了统计，得到不同钢种的误报率现状调查2011年1-12月合结钢误报率日期合结钢探伤计划量（吨）合结钢复探量（吨）合结钢复探合格量（吨）合结钢误报率（%）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合计12702148912579.96、寻找目标依据为了寻找目标值，小组成员又调查了2011年全年合结钢的误报率情况现状调查小组找到合结钢误报率11年2、3、4连续较好的三个月的平均值为5.04%小组认为可以将此目标作为合结钢误报率的目标!现状调查计算目标值：※

2012年1-3月合结钢的探伤计划总量为6283吨若误报率降到5.04%，则复探量=6283×5.04%=316.66吨同期，碳结钢和其他钢种的复探量=（583+333）=916吨，共复探量

=316.66+916=1232.66吨※2012年1-3月的探伤计划总量为9800吨则复探率=1232.66/9800×100%=12.58%※所以，小组成员决定将目标定为：

将GE超声自动化探伤的复探率≤12.58%现状调查将GE超声自动化探伤的复探率从44.72%降到≤12.58%确定目标合结钢的误报率高的原因分析关联图（共找到7项末端因素）原因分析在已经找到的7项末端因素中，由于“棒材内部组织晶粒粗大”是本小组无力解决的问题，属于不可抗拒因素，故在要因确认前予以剔除需确认的六项末端因素：（一）探伤操作人员资质不达标；

（二）没有清洗装置；

（三）来料平直度差；

（四）旋转头前后的尼龙导套内径尺寸偏大；

（五）对比试样加工不规范；

（六）旋转头耦合水质差要因确认确认项目（一）探伤操作人员资质不达标

确认人夏玲、龚露

确认方法

查阅人力资源档案标准要求GB9445-2088《无损检测人员技术资格鉴定通则》中规定：Ⅰ级检测人员在Ⅱ级或Ⅲ级人员指导监督下进行检测操作；Ⅱ级检测人员根据确定的工艺安装和校准仪器调查确认

生产线的生产模式为四班三运转，GE超声波探伤定岗人员为张永平、叶俊、楼永钢和朱文杰，他们都具有冶金无损检测人员技术资格鉴定委员会颁发的UT-Ⅱ证书（有效期都至20160731）

由于四班三运转的生产模式，每月有一天的轮休和每年的带薪年休假，安排单永华、邱东元、李聪和沈叶峰为顶岗人员。他们也都具有冶金无损检测人员技术资格鉴定委员会颁发的UT-Ⅱ证书（有效期为20160731）确认结果

GE超声波探伤人员都具备UT-Ⅱ证书，都能具体独立实施无损检测工作不是要因确认地点

条钢厂质检站办公室确认时间

2012年4月26日顶岗人员上岗资格证书定岗人员上岗资格证书要因确认确认项目（二）没有清洗装置确认人赵炜、支卫刚确认方法现场调查+目视标准要求来料抛丸，表面无松散氧化皮，无金属屑调查确认1、2012年5月8日和15日分别对以下两个轧号的表面抛丸进行了跟踪和检查

轧号炉号钢号规格长度日期班别抛丸2W04245261A187316MnCrS56560005月8日丁是2W04378261A190816MnCrS54560005月15日丁是抛丸前（表面氧化皮堆积）

抛丸后（表面氧化皮清理干净）要因确认确认项目（二）没有清洗装置调查确认2、虽然热轧棒材表面抛丸符合工艺标准，但在热轧棒材探伤过程中，探头晶片在生产料探伤（5月25日检查，探伤量4500吨）一个月后，表面会有金属铁屑附着，且不易掉落，经现场目测和检验，是抛丸丸粒在将热轧棒材的表面氧化皮打碎后形成的细小金属粉末粘附在棒材表面，超声波探伤采用的方式水浸探伤法，探头旋转，棒材直线前进，热轧棒材进入旋转腔内后，由于探伤设备前没有清洗装置，棒材在旋转头内经过耦合剂——水的润湿后掉落在探头晶片表面形成金属块，一旦探头晶片工作，发射声波，就会形成一个伪信号，造成误报确认结果由于没有清洗装置，导致抛丸丸粒的金属屑粘附在探头晶片表面，产生误报。所以，没有清洗装置

是要因确认地点生产线现场确认时间

2012年5月30日

误报信号探头晶片运行一个月后（探伤4500吨）表面有金属屑杂质的照片GE操作系统显示有金属屑造成的误报信号图要因确认确认项目（三）来料平直度差确认人赵炜、支卫刚确认方法塞尺、直尺检测+目视+查阅工艺规程标准要求公司技术文件，编号为YAGHB-2012的《条钢厂棒一技术规程》规定：来料须矫直，矫直精度≤1.5mm/m(包括头尾）

调查确认

2012年5月8日和15日抽检了2W04245和2W04378以下两个轧号的生产线料的矫直前后的平直度，工具为塞尺和直尺，结果如下：一、5月8日2W04245平直度检验记录表二、5月15日2W04378平直度检验记录表要因确认确认项目（三）来料平直度差调查确认矫直前后生产料对比照片确认结果经过矫直后的生产料平直度都≤1.5mm/m,满足工艺要求不是要因确认地点生产线现场确认时间

2012年5月15日

矫直前的生产料（平直度≥2mm/m)

矫直后的生产料（平直度≤1.5mm/m)要因确认确认项目（四）旋转头前后的尼龙导套内径尺寸偏大确认人夏玲、龚露确认方法

现场测试+国家标准标准要求导套内径尺寸磨损量对探伤结果没有影响

调查确认

小组成员进行棒材中心偏移量的测试，用棒材中心的偏移量来等同于导套内径的磨损量。（图一）是探头晶片垂直入射，缺陷回波为80%，当棒材移动1.60mm，即偏移声束中心1.60mm,缺陷回波只有40%（图二），也就是需要提高灵敏度6dB才能将缺陷检测出来，但灵敏度一味提高的同时，噪声和杂波信号也提高了，产生了误报。确认结果导向套的磨损会导致中心偏移，产生信号误报，所以经过现场跟踪和试验，旋转头前后的尼龙导套内径尺寸偏大

是要因确认地点生产线现场确认时间

2012年5月10日—8月22日

图一探头垂直入射，回波反射最高80%图二棒材偏移探头中心，回波反射只到40%

要因确认确认项目（五）对比试样加工不规范确认人李聪、吴磊磊确认方法特钢公司管理标准+现场检查标准要求公司管理标准（无损检测对比试样管理实施细则》中规定：质量保证部无损检测中心负责对加工完成的及使用中的对比试样进行计量校准，并签发报告调查确认

条钢厂所有的超声波探伤对比试样全部委托上级专业管理部门——特钢质量保证部无损检测中心加工制作，加工完毕后，由检测中心出具专门的测试报告。（附:校准记录与报告）

确认结果超声波探伤对比试样加工规范，符合工艺要求

不是要因确认地点探伤作业区办公室

确认时间

2012年5月31日

2012年1月17日由质保部出具的《无损检测试样校准记录及报告》

（有效期为一年）要因确认确认项目（六）旋转头耦合水质差

确认人李聪、吴磊磊确认方法

特钢公司管理标准+现场检查标准要求水浸法探伤对水质的要求是：水质清洁，肉眼观察无明显杂质调查确认

2012年4月30日、5月9日、5月15日三次对探伤水槽内的水进行了取样，通过目视检查，确认现场探伤用水水质无明显杂质确认结果探伤用水水质清洁，可以满足水浸法探伤条件

不是要因确认地点探伤作业区办公室

确认时间2012年5月21日

探伤用水水质取样图要因确认没有清洗装置旋转头前后的尼龙导套内径尺寸偏大最终确定二项主要原因合结钢的误报率高要因确认由于尼龙导套内径尺寸已经确定，但内径的磨损量问题较复杂，小组成员在制定对策前先对“探伤旋转体前后的尼龙导套内径尺寸偏大”进行了内径尺寸磨损量优选（一）首先小组成员确定磨损量的验收标准

※

在YB/T4082-2000〈〈钢管自动超声探伤系统综合性能测试方法〉〉中，对探伤设备误报率和漏报率做了如下的规定：在规定的生产速度下，连续测试100次，漏报率为0，误报率≤3%。棒材探伤设备验收基准测试方法参照钢管探伤设备综合性能测试标准。

※

小组成员确定：以超声设备在最高探伤速度下连续测试100次后，漏报率和误报率的数值作为最终的确定内径允许磨损的量。

对策制定

（二）现场测试

※

我们先选取规格为Ф70mm的有人工缺陷的对比试样，选取棒材内径尺寸磨损量以0.5mm为步进，即内径尺寸为Ф72.5mm、Ф73mm、Ф73.5mm、Ф74mm在设备允许的最大速度56米/分的速度下进行测试，连续通过100次，结果如下：尼龙导套内径尺寸Ф（mm)72.57373.574缺陷信号幅度下降（%）5204565灵敏度数值（dB）42444750漏报率（%）0000误报率（%）02610由于标准要求误报率≤3%，所以我们选取的导套内径的最大使用尺寸可以到73mm，即磨损量只有1mm.

※

然后我们在生产线上进行了下线规格Ф40mm和上线规格Ф100mm如上所述的试验，对下线规格Ф40mm，尼龙导套内径使用的最大尺寸是Ф43mm，即磨损量是1mm；对上线规格Ф100mm，尼龙导套内径使用的最大尺寸是Ф103mm，即磨损量也是1mm

※小组成员决定：

尼龙导套内径使用最大尺寸=棒材公称尺寸+3mm，即磨损量为≤1mm对策制定序号要因对策目标措施地点负责人完成日期1没有清洗装置预湿棒材表面，减少金属屑进入探伤旋转头内探头晶片表面金属屑的粘附率为01、在进入探伤设备前安装一套水清洗装置；2、去除表面松散氧化铁屑；3、减少探头晶片表面的金属屑杂质。现场赵炜2012年6月4日-9月27日2旋转头前后尼龙导向套尺寸偏大确定导套内径加工尺寸及偏差，规定磨损量内径磨损量≤1mm1、绘制尼龙导套的内径加工尺寸，内径尺寸为棒材公称尺寸+2mm;2、制定尼龙导套内径的磨损量的要求;3、在使用过程中每班卡量，对内径磨损量有监控。现场夏玲2012年8月27-9月25日对策制定实施一针对要因“没有清洗装置”按对策实施

※小组成员决定在进入探伤设备前安装一套水清洗装置，可以有效的去除热轧棒材表面松散的金属铁屑；

※2012年6月4日开始，小组成员赵炜、支卫刚和李聪进行现场测绘，并通过设备管理室委外加工制作；

※2012年8月5日由设备管理室负责在探伤设备前安装了一套水清洗装置，由小组成员进行了验收后交付现场使用。2012年8月5日安装的水清洗装置

对策实施1、去除表面松散氧化铁屑※检查要求：表面松散氧化铁屑去除率≥90%※检查方法：目视和手检※2012年8月6日，赵炜、支卫刚对未进入清洗装置前和进入清洗装置后的棒材表面抽取了10根进行了检验。2012年8月6日目视检验表序号进入清洗装置后表面氧化铁屑去除率备注1100%298%3100%4100%5100%6100%7100%8100%9100%10100%小目标检查对策实施小目标检查2、减少探头晶片表面的金属屑杂质

※水清洗装置安装完成使用后，我们要检查在同等的探伤量下，金属铁屑在探头晶片的粘附情况。在2012年8月6日，我们在旋转头更换了一个新的探头晶片。由于8月份共探伤了2600吨，一个月的检查时间晶片表面的与前期的4500吨的过钢量没有可比性，所以我们到9月27日，待探伤了4800吨后，拆下检查，晶片表面干净没有金属铁屑块。

2012年5月25日探头晶片2012年9月27日检查（探伤量4500吨）（探伤量4800吨）表面金属铁屑多表面无金属铁屑

“探头晶片表面金属屑的粘附率为0”的目标完成对策实施实施二针对要因“旋转头前后的尼龙导套内径尺寸偏大”按对策实施一、小组成员夏玲和龚露绘制了尼龙导套的内径加工尺寸，内径尺寸为棒材公称尺寸+2mm

2012年8月27日，小组成员设计了图纸报生产技术室备案，经生产技术室审核，图纸编号为287-27/4棒材规格Ф（mm)内径加工尺寸Ф(mm)棒材规格Ф（mm)内径加工尺寸Ф(mm)4042707245477577485080825052858755559092605795976567100102导套外径和宽度尺寸加工要求见图（图纸编号287-27/4）

根据生产线检测规格，导向套内径加工要求为：对策实施二、制定尼龙导套的磨损量文件

2012年8月31日，小组成员制定了尼龙导套的磨损量工艺通知，报质检站探伤主任工程师审核后由质检站批准统一下发，文件名为《关于棒一探伤设备生产准备操作步骤和异常处置及报修流程管理的通知》（文件编号为AGZ0T12-005）。

通知自2012年9月1日起实施，知中规定：

※生产准备操作步骤中3.3和4.3条款：检查尼龙导套内径大小（导套内径≤生产规格＋３mm)并记录；※操作人员异常情况处理中1.1条款：若导套内径>生产规格+3mm则立即更换导套后生产。

检查尼龙导套内径大小（导套内径≤生产规格＋３mm)并记录若导套内径>生产规格+3mm则立即更换导套后生产AGZ0T12-005《关于棒一探伤设备生产准备操作步骤和异常处置及报修流程管理的通知》对策实施小目标检查在使用过程中每班卡量，对内径磨损量进行监控※夏玲、龚露、李聪和吴磊磊不定期在生产过程中每班对尼龙导套的内径尺寸的卡量记录进行检查※

2012年9月9日和9月19日夏玲、龚露、李聪、吴磊磊分两次对前一天现场使用记录情况进行了检查9月8日现场使用记录（检查人：夏玲、李聪）时间班别棒材规格（mm)导向套内径尺寸(mm)记录人备注20120908乙（早）7072楼永钢20120908丙（中）7072.2邱东元20120908丙（中）6062.5邱东元20120908丁（夜）6062.5朱文杰9月18日现场使用记录（检查人：龚露、吴磊磊）时间班别棒材规格（mm)导向套内径尺寸(mm)记录人备注20120918甲（早）7072.5叶俊20120918乙（中）7073.1楼永钢更换20120918乙（中）5557楼永钢20120918丙（夜）5557.5邱东元“内径磨损量≤1mm”的目标完成对策实施效果检查1、小组成员先检查2012年10、11、12三月按钢种的复探合格量，得到不同钢种的误报率2012年10-12月各钢种的误报率

碳结钢合结钢其他钢种合计复探量（吨）9753222421539复探合格量(吨）96731723515183个月各钢种探伤计划总量（吨）40006356239412750误报率（%）24.184.989.811.91合结钢的误报率降到了4.98%，其余钢种的误报也同时有所下降效果检查效果检查2、小组成员再检查2012年10、11、12三个月的合格入库量与探伤工作量2012年10-12月合格入库量与探伤工作量表日期合格入库量（吨）探伤工作量（吨）探伤工作量占合格入库量的百分比(%)2012年10月40704657114.422012年11月41854761113.762012年12月42754871113.94合计1253014289114.04

2012年10-12月的实际探伤产量占了合格入库量的114.04%，比改进前的144.72%下降了许多，探伤工作量与入库量的百分比相差不多，整条生产线运行流畅。效果检查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月探伤计划总量（吨）360028003400460048003755342526153200415042504350初探合格量(吨）124914151719142428652580263722072785320038643744复探量（吨）11871340167731761935