H型鋼表面缺陷的修磨判定

亓 建，劉 軍，岳 華，李彥軍

（山鋼股份萊蕪分公司，山東 萊蕪271104）

H型鋼表面缺陷的修磨判定

亓 建，劉 軍，岳 華，李彥軍

（山鋼股份萊蕪分公司，山東 萊蕪271104）

萊鋼承接的YAMAL項(xiàng)目產(chǎn)品，用戶對(duì)質(zhì)量要求比較嚴(yán)格，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的缺陷判定限不能完全滿足加工使用要求。產(chǎn)品表面的裂紋、折疊、壓入等缺陷，僅從直觀上觀測(cè)難以確定缺陷深度和影響基體的范圍，需要通過(guò)修磨以嚴(yán)于原產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求判定。

H型鋼；表面缺陷；裂紋；判定

1 前言

萊鋼于2014年底承接了俄羅斯亞馬爾半島液化天然氣項(xiàng)目（簡(jiǎn)稱YAMAL項(xiàng)目）中S355NL與S275J2等級(jí)別H型鋼產(chǎn)品的大量訂單，截至2016年一直處于訂單交貨狀態(tài)。YAMAL項(xiàng)目中的S355NL與S275J2鋼種產(chǎn)品，生產(chǎn)的合格產(chǎn)品先交于中海油、巨濤等國(guó)內(nèi)客戶加工成構(gòu)架等結(jié)構(gòu)件后，再運(yùn)輸?shù)結(jié)AMAL項(xiàng)目中進(jìn)行安裝使用。由于多數(shù)歐標(biāo)產(chǎn)品的規(guī)格尺寸與國(guó)內(nèi)產(chǎn)品的規(guī)格尺寸相差較大，生產(chǎn)設(shè)備匹配和工藝參數(shù)控制有難度，易造成缺陷量的擴(kuò)大；且該部分產(chǎn)品涉及國(guó)內(nèi)重點(diǎn)用戶的加工使用和國(guó)外重點(diǎn)項(xiàng)目的最終使用，對(duì)H型鋼表面質(zhì)量的要求比較嚴(yán)格，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的缺陷判定限不能完全滿足加工使用要求，因此生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)表面缺陷的精整處理和判定尤為重要。

2 主要表面缺陷與成因

萊鋼在YAMAL項(xiàng)目產(chǎn)品的生產(chǎn)中，S355NL與S275J2鋼種產(chǎn)品的主要表面缺陷為壓入、結(jié)疤、折疊和裂紋等。其中，壓入缺陷數(shù)量最多，產(chǎn)生原因主要為規(guī)格尺寸調(diào)整中，坯料與軋輥接觸面擠壓形成的多余部分，后續(xù)軋制時(shí)被切下壓入型鋼表面形成缺陷，根據(jù)切下的形狀和軋制情況的不同而形成飛邊壓入、折疊等缺陷。鋼坯未清理干凈會(huì)在型鋼成品表面形成結(jié)疤，軋制中異物壓入后脫落的凹坑在后續(xù)軋制中未能焊合，也會(huì)形成類似結(jié)疤狀缺陷。型鋼表面裂紋的出現(xiàn)一般與鋼坯氣泡、夾雜物過(guò)多等因素有關(guān)，也與軋制生產(chǎn)時(shí)的加熱、冷卻及坯料延伸寬展等因素有關(guān)。現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的成品裂紋缺陷主要為近終型鋼坯局部未清理干凈造成，缺陷主要位于軋材的頭尾部，波及兩個(gè)定尺的成品。

3 缺陷的標(biāo)準(zhǔn)要求與修磨判定

萊鋼YAMAL項(xiàng)目產(chǎn)品的表面質(zhì)量執(zhí)行BS EN 10163-3標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)C子級(jí)2。在該項(xiàng)條款中，型鋼表面缺陷在不超過(guò)表1中極限值時(shí)，可認(rèn)為是生產(chǎn)過(guò)程中的固有缺陷，允許存在，且允許不考慮其數(shù)量。

表1 等級(jí)C缺陷最大允許深度

3.1 缺陷的使用表現(xiàn)

在實(shí)際檢驗(yàn)和交貨中，對(duì)型鋼腹板裂紋、表面結(jié)疤、壓入等缺陷，盡管深度遠(yuǎn)小于標(biāo)準(zhǔn)允許公差，但其表觀質(zhì)量較差，車間現(xiàn)場(chǎng)判定和用戶驗(yàn)收均認(rèn)為其質(zhì)量不合，如圖1（HE600B規(guī)格腹板厚度15.5mm）、圖2（HE400A規(guī)格腹板厚度11mm）所示。

圖1 HE600B裂紋缺陷宏觀外貌與金相組織

圖2 HE400A裂紋缺陷宏觀外貌與金相組織

圖1、2所示裂紋沿著軋制方向呈直線狀。金相分析兩塊試樣，缺陷周圍組織正常、無(wú)脫碳，為軋制裂紋；深度均小于等級(jí)C要求的1.2mm；宏觀形貌較差，用戶接收和使用困難；現(xiàn)場(chǎng)判定應(yīng)修磨后交貨。

YAMAL項(xiàng)目型鋼產(chǎn)品訂單實(shí)際兌現(xiàn)過(guò)程中，表面缺陷按EN10063-2標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)C進(jìn)行判定時(shí)，收貨方是無(wú)法接受的。產(chǎn)品表面缺陷在收貨方加工處理后仍舊非常明顯,在噴刷防銹漆后呈現(xiàn)線狀凸起、凹坑、麻面等情形，收貨方、施工監(jiān)理和業(yè)主均無(wú)法接收。

按照用戶要求和萊鋼型鋼特點(diǎn)，表面驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)以不影響使用為原則，裂紋缺陷深度不能直接觀測(cè)到底部的裂紋缺陷和深度超出0.5mm的結(jié)疤、壓入缺陷均要精整修磨。

3.2 缺陷修磨判定

為確保YAMAL用戶使用和萊鋼產(chǎn)品的充分利用，提高雙方效益，需對(duì)存在表面缺陷的產(chǎn)品重新制定一個(gè)修磨判定準(zhǔn)則來(lái)指導(dǎo)檢驗(yàn)。結(jié)合缺陷產(chǎn)品精整處理的經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際驗(yàn)證過(guò)程，并經(jīng)使用方加工試用，確認(rèn)在0.3mm及以下的壓入、裂紋、凹坑等表面缺陷基本不影響加工使用情況下可直接放行；0.3mm以上的表面缺陷，根據(jù)型鋼基體厚度的不同，可修磨使用的缺陷，深度標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

表2 低于最小厚度的允許修磨量

修磨后的表面缺陷判定原則。首先必須保證修磨缺陷修磨的邊緣與原軋制表面的交界面圓滑無(wú)棱角；修磨清理的寬度不得小于深度的5倍；修磨清理清理后的型鋼厚度尺寸必須在允許偏差范圍內(nèi)。型鋼表面缺陷修磨，對(duì)于厚度小于最小允許厚度的修磨面，應(yīng)滿足總修磨面不能超過(guò)C級(jí)表面的15%的條件。

按照H型鋼的表面形狀，缺陷修磨的判定主要有R角和平板面兩種類型。

對(duì)R角的缺陷修磨，其直觀檢驗(yàn)和判定應(yīng)符合以下條件：修磨后R角底部無(wú)裂紋、折疊痕跡，修磨無(wú)明顯溝槽現(xiàn)象；R角兩邊修磨部分圓滑無(wú)棱角，與基體平緩過(guò)渡。

對(duì)型鋼腹板或翼緣的表面缺陷修磨，其直觀檢驗(yàn)和判定應(yīng)符合以下條件：裂紋缺陷要修磨至裂紋完全消失，修磨清理的邊緣與原軋制面的交界處圓滑過(guò)渡、無(wú)棱角，手觸光滑、無(wú)臺(tái)階感；用深度尺或塞尺與鋼直尺配合測(cè)量修磨深度不超出修磨要求，原軋制面厚度與修磨深度的差值不小于公差最小厚度。

4 結(jié)語(yǔ)

型鋼表面缺陷的合格判定和判斷是否修磨，用戶的使用要求是最重要的條件；一些表面缺陷，如裂紋、折疊，僅從直觀上觀測(cè)難以確定缺陷深度和影響基體的范圍，需要通過(guò)修磨判定。萊鋼YAMAL產(chǎn)品按現(xiàn)行方法控制完全嚴(yán)于標(biāo)準(zhǔn)要求。裂紋、折疊等連續(xù)性缺陷需要進(jìn)行精整處理，增加了工序成本和廢品率。因此生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)此類表面缺陷后，生產(chǎn)與檢驗(yàn)人員應(yīng)盡快確認(rèn)缺陷的長(zhǎng)度、深度、表面的分布、頻次等相關(guān)信息，及時(shí)準(zhǔn)確反饋生產(chǎn)組織以作出決策。

TG335.4

B

1004-4620（2017）04-0072-02

2016-11-24

亓建，男，1978年生，2003年畢業(yè)于河南科技大學(xué)金屬材料工程專業(yè)?，F(xiàn)為山鋼股份萊蕪分公司型鋼廠工程師，從事質(zhì)量技術(shù)管理工作。