Контрол на качеството на изковки на дюзи

Контрол на качеството на изковки на дюзи

Тази статия съдържа обобщение и кратък анализ на проблемите с качеството, които възникват по време на производствен процес на изковки за приемане от гледна точка на надзора на оборудването, особено на анализа на топенето на материалите и неметалните включвания, включително разбиране на стандартите, тълкуване на производствените процеси и производствените елементи, признаване на новите процеси и технологии в страната и повторно изучаване на професионалната основа на материалознанието, Предназначено за подобряване на контрола на качеството на производството на коване на дюзи.

1. Въведение

Тръбни изковки обикновено понасят различни механични натоварвания и могат да издържат на високи температури и високо налягане, така че изискванията към тях изковки също са много строги. Качеството на производство на ковани изделия влияе пряко върху качеството и продължителността на живота на последващото технологично оборудване и неговото значение е очевидно. Те вземат за пример изковаването на дюза, изработена от материал 16MND5.

2. Въведение в производството

2.1 Материали, процеси и точки за контрол на качеството за свързващи изковки

Производствените процеси на изковки за дюзи включват главно топене на материала, леене, коване, топлинна обработка, обработка, и т.н. Топенето на стоманата трябва да се извършва в електрическа пещ, като се добавя Al за дезоксидация и вакуумна дегазация. Точките за контрол на качеството на ковашкото производство включват главно преглед на началото, анализ на топенето на материала, термична обработка на изпълнението, изпитване на ефективността на рязане, проверка на механичните свойства, NDT (ултразвукова проверка, проверка на магнитни частици, проверка на течни проникващи вещества) и др. Статусът на доставка на изковки за свързващи тръби е предварително заваряване закаляване и отпушване.

2.2 Стандарти за приемане и спецификации за изковки на дюзи

Стандартите и спецификациите за приемане на изковки за приемане включват производствен план, план за качество, договорни документи, технически спецификации, чертежи, процедури за проверка и стандарти за производство и проверка, посочени в проектните чертежи.

3. Контрол на качеството на изковките

3.1 Основа за контрол на качеството на надзора

Основната база за контрол на качеството на надзора включва производствена схема, план за качество, договорни документи, технически спецификации, чертежи, процедури за проверка, производствени процеси, оперативни процедури, документи за осигуряване на качеството, документи за управление на надзора, правила за управление на несъответствията и т.н.; По време на производствения процес трябва стриктно да се спазват съответните стандартни документи.

3.2 Въвеждане и анализ на основните производствени процеси за изковки на дюзи (леене, коване, термична обработка, механична обработка)

• (1) Стопяване на материала: Основният процес е производство на стомана и подготовка → топене в електрическа пещ → рафиниране в пещ (отстраняване на фосфор, отстраняване на сяра, дезоксидиране на алуминий и т.н.) → леене в двойна пещ до убиване на тунджата и вакуумна обработка → вакуумно леене. Процесът на топене включва множество анализи на топенето и корекции на химическия състав;
• (2) Коване: обикновено се използва хидравлична преса за свободно коване;
• (3) Термична обработка при експлоатационни условия: извършва се в промишлени газови и електрически пещи, като включва нормализиране, закаляване и отпушване;
• (4) Механична обработка: В специализираните зони за обработка се използва специализирано оборудване, специализиран персонал и специални работни места;
• (5) Проверка на механичните характеристики: обикновено се оборудва със специализирани инструменти и оборудване за проверка и изпитване;
• (6) Безразрушително изпитване: Извършва се елемент по елемент в съответствие с проектните изисквания.
• Посочва се, че трябва да се засилят усилията за надзор и контрол в ключовите технологични възли (леене, коване, термична обработка) при производството на изковки, особено при наблюдението на източниците на материали, отрязването на главата и дъното на стоманените слитъци и др.

3.3 Анализ на материалите

Сайтът материал на изковаване на дюзата трябва да притежава две ключови характеристики: заваряемост и закаляемост, отлични механични свойства, граница на провлачане при стайна температура, граница на опън при разрушаване, пластичност, здравина, устойчивост на корозия и студена крехкост. Ефективността на изковките на дюзи зависи главно от свойствата на материала и процесите на леене, коване и термична обработка. Експлоатационните характеристики на материала са основата, която се определя главно от неговия химичен състав (вж. таблици 1 и 2). Поради изискванията за заваръчните му характеристики, съдържанието на въглерод в него не може да надвишава 0,20%. Механичните свойства и закаляемостта на този тип стомана зависят главно от добавянето на малко количество легиращи елементи като Mn, Si, Ni и Mo, за да се подобрят. Mn е основен елемент за укрепване, с функции на дезоксидация и десулфуризация. Съдържанието му обикновено е под 1,6%, а прекомерното му съдържание значително намалява пластичността, здравината и заваръчните характеристики на стоманата. Ni и Mo могат да усъвършенстват зърната и да подобрят дисперсията, докато Si и Al имат антиоксидантни и седативни функции на деоксигениране. Трябва да се подчертае, че при различните размери и дебелини на изковките закаляемостта става особено важна, тъй като тя влияе пряко върху механичните свойства на изковките на дюзите и също така е във фокуса на анализа на качеството. Същевременно следва да се посочи, че S, P, N, H и O са вредни елементи и показателите за общото им количество Σ (S+P+N+H+O) са основният показател за измерване на чистотата на разтопената стомана. След 2000 г. Σ (S+P+N+H+O) ≤ 50 × 10-6 е целта, преследвана от китайското ковашко производство. Дехидрогенирането, деоксигенирането и пречистването на елементите S и P винаги са били основни задачи при топенето на метали, а съдържанието им е и един от основните показатели за определяне на качеството на материалите. При производството на изковки механичните свойства на изковките често се подобряват чрез регулиране на химичния състав на материала.

• (1) Въглероден еквивалент Ceq = C + Si/24 + Mn/6 + Ni/40 + Cr/5 + Mo/4 + V/14 = 0,55 - 0,65
• (2) Заваряване коефициент на чувствителност към пукнатини при повторно загряване △ G = 3,3Mo + Cr + 8,1V-2 ≤ -0,1.

Въглеродният еквивалент е важен референтен показател за оценка на заваряемостта на стоманата.
Колкото по-висок е въглеродният еквивалент, толкова по-голяма е склонността към образуване на пукнатини и толкова по-лоша е заваряемостта на стоманата.
Таблица.1 Изисквания за химическия състав на изковки от легирана стомана Mn Ni Mo, използвани за дюзи (с деоксигениране и вакуумна дегазация с Al-кил)

Елемент	Анализ на кофата (%)	Анализ на продукта (%)
Въглерод	<0.20	<0.22
Манган	1.15-1.55	1.15-1.60
Фосфор	<0.012	<0.012
Сяра	<0.012	<0.012
Силиций	0.10-0.30	0.10-0.30
Никел	0.50-0.80	0.50-0.80
Хром	<0.25	<0.25
Молибден	0.45-0.55	0.43 〜0.57
Ванадий	<0.01	<0.01
Мед	<0.20	<0.20
Алуминий	По-добре<0,04	<0.04
Сондаж	<0.03	<0.03

Таблица.2 Производствена схема на материалите за тръбни изковки (16MND5) Химичен състав

Клас 16MND5
Елемент	Анализ на кофата (%)	Анализ на продукта (%)
C	<0.20	<0.22
Mn	1.15-1.55	1.15-1.60
P	<0.008	<0.008
S	<0.005	<0.005
Si	0.10-0.30	0.10-0.30
Ni	0.50-0.80	0.50-0.80
Cr	<0.15	<0.15
Mo	0.45-0.55	0.43-0.57
V	<0.01	<0.01
Cu	<0.08	<0.08
Ал	<0.04	<0.04
Co	<0.03	<0.03
Като	0.01	0.01
Zn	0.01	0.01
Sn	0.002	0.002
B	0.0003	0.0003
H	1,5 ppm	0,8 ppm
O,N	предоставяне на данни	предоставяне на данни

3.4 Контрол на качеството на процеса

Работата по надзора се извършва по стандартни спецификации, производствени планове, план за качество, договорни документи, технически спецификации, чертежи, процедури за проверка, производствени процеси, оперативни процедури, документи за управление на надзора, правила за управление на несъответствията и т.н., като включва главно свидетелство и проверка на точките W и H. Тези проверки се извършват стриктно една по една от персонала, машините, материалите, методите и околната среда.

• (1) Проверката на "персонала" се отнася главно до проверката на квалификацията на персонала за специални операции, персонала за безразрушителни изпитвания, физически и химически анализ, персонала за изпитване на механичните характеристики и персонала за визуална проверка. Например персоналът, ангажиран с безразрушителното изпитване на съдове под налягане, трябва да получи съответната квалификация, а операторите за физико-химичен анализ и изпитване на механичните характеристики трябва да притежават и сертификат за техническа квалификация от средно или по-високо ниво, за да може персоналът за физико-химичен контрол да бъде допуснат до работа.
• (2) Проверката на "машините" се отнася главно до прегледа на оборудването за обработка, машините за изпитване на експлоатационни характеристики, хидравличните помпи за изпитване, инструментите за безразрушително изпитване и т.н., за да се провери съвместимостта, съответствието и ефективността на оборудването. Оборудването и технологичното оборудване трябва да са съвместими със задачите, които изпълняват. То трябва да отговаря на разпоредбите на съответните стандарти, като например машини за изпитване на опън при стайна температура, машини за изпитване на опън при висока температура, инструменти за UT контрол и т.н., и да бъде напълно оборудвано, в нормално, добро състояние и в рамките на периода на калибриране. Производственото звено трябва да установи правила за управление на използването и поддръжката на оборудването и технологичното оборудване, система за отговорност за работата, да създаде архиви на оборудването и да извършва редовни проверки.
• (3) "Материал" се отнася главно до суровините за изковки. Суровините са основата и гаранцията за приемането на изковки. Надзорът и проверката на суровините се извършват чрез проверка на физическата идентификация, а от друга страна, чрез преглед на докладите за анализ на топенето, докладите за химически анализ и данните за завършеност на материалите с цел преценка и контрол.
• (4) "Законът" инспектира основно производствените процеси, свързани с оборудването, процедурите за управление, процедурите за инспекция, стандартите за приемане и др. Преглед на съответствието и ефективността на производствените процеси, процедури, процедури за проверка и стандарти за приемане, като например дали материалът за изпитване на рязане след поемане на закаляването на ковашкия материал отговаря на чертежите, дали методът за вземане на проби отговаря на изискванията на спецификацията, и например по време на инспекцията при започване на работа, преглед на производствения план, плана за качество, чертежите, процедурите за проверка, производствените процеси, квалификацията на предприятието, квалификацията на персонала, производствените и производствените възможности и т.н.; Дали техническите документи, проверени на място, са контролирани и ефективни.
• (5) Необходими са и екологични инспекции. Околната среда е важен фактор, който влияе върху качеството на изковките. Тя е не само изискване за безопасно и цивилизовано производство, но и отговаря на функционалните и техническите изисквания. Например при топенето на материали основният процес е подготовка на стоманата → топене в електрическа пещ → рафиниране в пещ (отстраняване на фосфор, отстраняване на сяра и т.н.) → комбинирано леене в двойна пещ до вакуумна обработка в тунджа → вакуумно леене. Предварителната обработка на стоманения котел, рафиниращата пещ и тунджата е много строга и е необходимо да се предотврати вторичното окисление и да се предпази тунджата от леене. Част от неметалните включвания в изковаването на дюзата се генерират самостоятелно, докато другата част са външни включвания, които попадат в стоманения слитък. Нещо повече, вредата от външните включвания за стоманения слитък е изключително голяма, което показва, че качеството на околната среда пряко влияе върху качеството на дюзовото коване. Например изпитването на механичните характеристики изисква среда, която е топла през зимата и хладна през лятото, за да се гарантира, че състоянието на инструментите за изпитване отговаря на изискванията. Например, ултразвуковото изпитване, изпитването с течен проникващ материал и изпитването с магнитни частици (PT, MT, UT) изискват измерване на температурата на повърхността на детайла, тъй като тези изпитвания имат ограничения по отношение на температурните условия. Температурата на изпитване за PT се изисква да бъде в рамките на 10 ℃ -50 ℃; Ние използваме множество методи за координиране на това.
• (6) Свидетелските показания на точките W и H трябва да осигурят присъствието на 100%, а отделните точки R могат да бъдат свидетелски показани и според точка W, като например визуална проверка и проверка на размерите на изковки.
• (7) Патрулната инспекция е важно средство и процес за осигуряване на контрол на качеството при производствения надзор. Тя свързва и запълва пропуските и недостатъците между точките на наблюдение. По време на инспекцията се откриват много проблеми, като например повреди и неизправности на производствените чертежи, неправилно идентифициране на детайлите, изтичане на срока на годност на изпитвателното оборудване и измервателните инструменти, изолиране на бракувани продукти и последваща обработка на несъответстващи продукти.

3.5 Контрол на качеството на документите

Контролът на качеството на документите за надзор включва главно доклади от проверки, доклади за завършване, прегледи на плановете за качество, процедури за проверка, прегледи на NCR, производствени процеси, прегледи на технологични чертежи, а голяма част от работата по време на процеса на преглед включва запознаване със стандарти, процедури за проверка, стандарти за приемане и др.
Ако вземем за пример критериите за приемане, сега е обяснено, че:
Стандартни стойности за приемане на изковки от легирана стомана Mn Ni Mo, използвани за дюзи:
(1) Специфицираните стойности на механичните свойства са посочени в таблица 3.
(2) След окончателната механична обработка трябва да се извърши проверка с течен пенетрант (PT) на повърхността, която ще се заварява. Инспектирайте в съответствие с определените от проекта стандарти за инспекция.
Записване на условията и критериите за проверка: Всеки дефект с размер, равен или по-голям от 1 mm, трябва да бъде регистриран.
Всеки дефект, който показва следните признаци, се счита за невалиден:

• 1) Линеен дисплей;
• 2) Нелинейни дисплеи с размери над 3 мм;
• 3) Три или повече дисплея, подредени в редове, с разстояние между тях по-малко от 3 мм;
• 4) Върху правоъгълна площ от 100 cm2 има 5 или повече плътни следи. Дългата страна на правоъгълника е най-много 20 cm и се намира в областта с най-силна оценка на следите.

(3) Проверка на обема
Проверката на вътрешните дефекти използва ултразвукова проверка (UT). Проверката трябва да се извърши след окончателната обработка на частите, а частите, които не могат да бъдат проверени след формоването, трябва да бъдат проверени възможно най-рано. Методът на прилагане на ултразвуковата проверка трябва да отговаря на разпоредбите.
Таблица.3 Необходими стойности на механичните свойства

Тестови елементи	Температура на изпитване °С	Изпълнение	Посочена стойност
			Околовръстен (хоризонтален) (3)	Аксиална (надлъжна) (3)
Напрежение	Стайна температура	R0.002	>400MPa
		Rm	550/670MPa
		A%(5D)	>20
	350	R0.002t	>300MPa
		Rm	>497MPa
Импулс KV	0	Минимална средна стойност	56J	72J
		Индивидуална минимална стойност (1) ⑵	40J	56J
	-20	Минимална средна стойност	40J	56J
		Индивидуална минимална стойност (1) ⑵	28J	40J
	20	Индивидуална минимална стойност	72J	88J
(1) Приемането е разрешено само когато най-много един резултат във всяка група от три проби е по-нисък от определената средна стойност.
(2) Ако нито програмата за коване, нито резултатите от изпитването могат да посочат точно хоризонталната индикация, трябва да се вземат проби на една и съща дълбочина и да се изпитат както в хоризонтална, така и във вертикална посока, за да се получат точни индивидуални минимални стойности.
(3) Дълбочина на вземане на проби по периферията: 40X80mm; Осева посока: 80X160mm.

Характерните параметри на сондата обикновено са следните:
Директна лъчева инспекция: В зависимост от различните структури честотата на сондата е 4 MHz или 2 MHz.
Проверка с наклонен лъч: Според различните структури честотата на сондата е 2MHz или 1MHz, а ъгълът на отразяване е 45°.
(4) Проверка с магнитни частици
Всеки дефект с размер, равен на или по-голям от 1 mm, трябва да се запише.
Всички дефекти, които имат следните магнитни знаци, трябва да бъдат обозначени с тяхното местоположение, да бъдат отстранени или поправени:

• 1) Линейни магнитни следи;
• 2) Нелинейни магнитни следи с размери над 3 mm;
• 3) Три или повече магнитни следи, подредени в редове с разстояние по-малко от 3 mm; или магнитни следи с разстояние 3-6 mm и дължина на разпределение, по-голяма от 15 mm. Ако разстоянието между две магнитни следи е по-малко от два пъти дължината на по-малката, тогава тези две магнитни следи се считат за една магнитна следа. Общата дължина на тази магнитна следа трябва да бъде равна на сумата от дължините на двете магнитни следи плюс разстоянието между тези две магнитни следи.

3.6 Координиране на надзора и комуникация на информацията

Координацията и предаването на информация са основните способности, които трябва да притежава персоналът за надзор на оборудването, като се постигат ясни отговорности, своевременно съобщаване на важни събития и без пропуски в общата комуникация.

3.7 Общи проблеми с качеството и мерки за контрол

В материала за изковаване на дюзата има значително количество неметална шлака, съставена главно от Si₂O₃. Основният проблем е, че механичните свойства на изковката не са квалифицирани, безразрушителното изпитване не е квалифицирано и режещият инструмент не отговаря на изискванията. Чрез провеждане на специална среща за анализ на причините за проблемите с качеството и мерките за подобрение, след обсъждане и анализ, беше установено, че откритата шлака е предимно алуминиев оксид, който се дължи основно на производствения процес на производство на стомана. Производственият процес на стоманодобива винаги е приемал зрели методи, процеси, технологии и материали, без никакви отклонения, но бяха открити някои недостатъци:

• (1) Контролът на температурата на леене е нестабилен, а диапазонът на контрол на температурата на леене обикновено е много тесен. Високотемпературното леене може да гарантира, че включванията имат достатъчно време да нараснат и да изплуват по време на втвърдяването на стоманения слитък. Въпреки това то сериозно увеличава включванията в стоманата поради ерозията на огнеупорните материали, засмукването по време на леенето и вторичното окисление. Нискотемпературното леене не е благоприятно за плаващите включвания. Нестабилният контрол на температурата на леене, от една страна, генерира твърде много алуминиев оксид, а от друга, съкращава времето за плаване на включването.
• (2) Скоростта на леене е сравнително ниска, а скоростта на леене на стоманени слитъци е около 5 т в минута. Ниската скорост на леене е еквивалентна на намаляване на температурата на леене, което съкращава времето за плаване на включванията по време на процеса на втвърдяване на разтопената стомана, като по този начин се увеличава съдържанието на включвания в стоманения слитък.
• (3) Прекомерното окисляване и вторичното окисляване на разтопената стомана са тежки. Когато суровата разтопена стомана за рафиниране е C ≤ 0,05%, съдържанието на кислород в стоманата е много високо, което създава известни трудности при деоксигенирането на рафинацията; от една страна, увеличаването на употребата на деоксиданти може да увеличи съдържанието на оксиди в стоманата. По време на леенето потокът на впръскване е продължителен, времето на излагане на разтопената стомана е дълго и вторичното окисление е силно.
• (4) Процесът на изпичане е кратък и изливането започва рано. В миналото за леене на стоманени слитъци се е използвал обикновен 60-тонен тундж. През последните години за леене в производството широко се използва нов тип 100-тонен тундж, който може да осигури достатъчно време за събиране и нарастване на включванията и благоприятства натрупването на включвания във формата, което значително подобрява чистотата на разтопената стомана и до известна степен подобрява качеството на продукта; Въпреки че проблемните стоманени слитъци са били отлети с помощта на нов тип 100-тонен тундж, разтопената стомана в тунджа е била отворена за леене, когато се е издигнала на 3/4 от височината. Процесът на разтопена стомана в съда е кратък, а времето за утаяване трябва да бъде по-дълго, като не се постига целта за напълно плаващи включвания.
• (5) Необходимо е да се преразгледа последователността на леене, а последователността на стоманените слитъци с проблеми е от малък до голям котел. Малкото количество стоманена вода и акумулирането на топлина в малкия котел не благоприятстват седирането на стоманата и не постигат целта за напълно плаващи включвания.
• (6) Поради увеличените производствени задачи, честата смяна на персонала и недостатъчния опит на новите служители контролът на процеса е гъвкав, като например нестабилен контрол на температурата на леене и ниска скорост на леене.
• (7) Необходимо е да се преразгледа количеството на добавения деоксидант (Al).

Мерки за подобрение:

• (1) Контролиране на количеството и времето на добавяне на алуминий и контролиране на неговото окисление
• (2) Използване на 100-тонен съд за леене и стриктно изискване за стандартите за почистване и качеството на зидарията на съда, увеличаване на процеса и увеличаване на времето за плаване на включванията.
• (3) Контролирайте температурата и скоростта на леене, като изисквате скорост на леене, по-голяма от 5,5 т/мин, и увеличете времето за плаване на включванията в матрицата;
• (4) Насърчаване на прилагането на дълги дюзи за защита на леенето, за да се избегне вторичното окисление на разтопената стомана и да се намали навлизането на външни включвания.
• (5) Когато височината на издигане на разтопената стомана в съда е над 1500 mm, изливането трябва да започне, за да се удължи подходящо времето за охлаждане на разтопената стомана в съда, като се постигне целта за пълно изплуване на включванията;
• (6) Променете последователността на леене, като излеете стоманените слитъци заедно, като първо излеете големия пакет за рафиниране (5 #, 6 #) и след това излеете малкия пакет за рафиниране (7 #).
• (7) Контролирайте съдържанието на въглерод в разтопената стомана за грубо рафиниране, за да предотвратите прекомерното окисляване и да изисквате съдържание на С, по-голямо от 0,05%.

В отговор на горепосочените проблеми ще бъде проведена специална среща за анализ, обсъждане и формулиране на мерки за подобрение. Правилността на мерките за подобрение ще бъде проверена чрез бъдещи производствени практики. Ето някои предложения:
На първо място, трябва да се обърне голямо внимание на универсалните проблеми на качеството и да се проведат специализирани изследвания. Необходимо е да се създаде изследователска група за неметалните включвания при производството на стомана и да се положат големи усилия за решаването им, особено за намаляване на неблагоприятното човешко поведение. Проблемът с неметалните включвания при приемането на изковки може да бъде решен; в края на краищата, има успешен опит и прецеденти в миналото; Второ, човек трябва да бъде добър в иновациите. Както казват експертите, при производството на чиста стомана, Al₂O₃ Трето, писане на статии за съда, като например използване на дълга дюза между рафиниращия котел и съда за намаляване на общото количество N, добавяне на защитно леене (с помощта на потапяща дюза) между съда и кристализатора за предотвратяване на вторичното окисление и добавяне на алкално покритие на основата на Mg Ca в съда за ефективно абсорбиране на включвания.

4. Заключение

Докато поддържат традиционните и зрели методи, процеси и технологии, производствените предприятия трябва също така да укрепват и подобряват много аспекти, като например технологии, процеси, производство, осигуряване на качеството, обновяване на оборудването, иновации в областта на качеството и отглеждане на таланти. Нашият персонал по надзора също е изправен пред много нови проблеми и предизвикателства, като например запознаване и прилагане на стандартите и процедурите за реагиране, надзор и изпълнение, прилагане на концепции за надзор и изпълнение на надзорни функции, като всички те изискват нашите земни усилия и отдаденост. Трябва да изясним следното:

• (1) Като се придържаме към принципа на добросъвестно изпълнение на работата в точките на свидетелите, трябва да засилим работата по инспекциите и проверките и да гарантираме, че проследяването на качеството се следи отблизо и се изпълнява елемент по елемент.
• (2) Трябва да се съсредоточим върху координацията с различните отдели на производствения завод, да разберем своевременно състоянието на производството на оборудването, да определим критичните пътища в процеса на производство на оборудването, да проследим напредъка на критичните пътища и възли, да идентифицираме и избегнем рисковете възможно най-скоро и да осигурим гладкото протичане на проекта.
• (3) Подробностите определят успеха или неуспеха. Само като се вглеждаме в най-малките детайли, можем своевременно да открием и спрем незаконните операции, а в същото време - чрез своевременен и целенасочен надзор на производствените предприятия да подобрим нивото на управление и способността за иновации, като гарантираме качеството на производството на оборудване.
• (4) Контролът на оборудването е голяма класна стая, в която ще има награди, ако се полагат усилия, и печалби, ако се работи усилено.

Автор: Джиа Лин