Контроль качества производства стальных труб

1. Краткое описание ключевых контрольных точек обеспечения качества стальных труб.
Ключевые контрольные точки процесса выплавки стали: использование высококачественного стального лома + расплавленного железа для обеспечения низкого содержания меди и «пяти вредных» элементов в стали; усиление процессов дефосфоризации и десульфуризации, строгий контроль целевых значений химического состава и температуры плавки в соответствии с требованиями; обеспечение достаточной степени вакуума и времени вакуумной обработки для обеспечения эффекта дегазации, а также строгий контроль степени перегрева и скорости протяжки промежуточного ковша при непрерывной разливке.
Ключевые моменты контроля прокатки труб: строгий контроль качества поступающих материалов во избежание неровностей головок стальных труб, вызванных чрезмерным наклоном торцевой поверхности слитка, а также трещин и внешних повреждений стальной трубы, вызванных дефектами, такими как шлаковые отверстия на поверхности слитка; строгий контроль температуры нагрева в кольцевой печи и нагревательной печи, повышение интенсивности контроля за регулировкой горячего центрирования заготовки трубы, обеспечение точности центрирования центрирующего отверстия заготовки трубы и обеспечение соблюдения допусков по толщине стенки и неровностей стальной трубы; усиление высокотемпературной водоочистки и защиты внутренних и наружных поверхностей стальной трубы для обеспечения гладкости внутренних и наружных поверхностей стальной трубы; обеспечение соблюдения допусков по наружному диаметру и округлости наружных диаметров, применение нового типа финишной обработки готовой продукции; неразрушающий контроль дефектов требует калибровки пробоотборной трубки каждые 4 часа.
Ключевые моменты контроля процесса обработки стальных труб: строгий контроль температуры закалки и отпуска стальных труб, повышение предела текучести и снижение внутренних напряжений в стальных трубах; контроль температуры горячей правки в соответствии с технологическими требованиями для снижения остаточных напряжений на поверхности стальных труб; давление гидравлического испытания, время стабилизации давления; крутящий момент, контроль рабочей среды и т. д.

2. Контрольные точки качества стальных труб
2.1 Процесс плавки стальных труб
При выплавке в электродуговой печи используется эксцентриковая сливная труба в дно печи для снижения перепада температуры и вторичного окисления расплавленной стали; кислородно-масляные горелки используются для подачи кислорода, что способствует плавлению, сокращает время плавки и экономит энергию; плавка в пеношлаковой печи может осуществляться с использованием длинной дуги, что позволяет не только экономить электроды, но и ограничивать увеличение содержания азота и водорода в расплавленной стали в печи и снижать содержание кислорода; весь процесс контролируется компьютером для оптимизации процесса плавки. Во время рафинирования аргон подается в дно ковша для перемешивания. Это не только обеспечивает однородность состава расплавленной стали, но и облегчает дегазацию и всплывание включений, дополнительно очищая расплавленную сталь. Два проволочных питателя могут подавать алюминиевую проволоку и кремний-кальциевую проволоку. Проволочная подача позволяет не только точно регулировать состав, обессеривать, раскислять, удалять включения и изменять их состояние, но и избегать образования включений в соплах непрерывного литья.
2.2 Процесс прокатки стальных труб
1) Нагрев трубных заготовок: После распиловки трубные заготовки нагреваются в кольцевой газовой нагревательной печи среднего диаметра 48 метров. Кольцевая печь разделена на 9 контрольных секций. 1-я и 2-я секции являются секциями предварительного нагрева, которые нагреваются за счет потока из верхней секции и высокотемпературных дымовых газов; 3-я, 4-я и 5-я секции являются секциями нагрева, которые выполняют все задачи нагрева, в каждой секции установлено 22 горелки; 6-я, 7-я, 8-я и 9-я секции являются секциями псевдонагрева, которые устраняют разницу температур между внутренней и поверхностной поверхностями, возникающую при прохождении трубной заготовки через нагревательную секцию. В официальных разрешениях используется высокотемпературный нагрев. Общее время нагрева варьируется в зависимости от диаметра трубной заготовки. Разница температур на торцевой поверхности трубной заготовки контролируется в пределах ±10℃.
2) Перфорация и прокатка труб: Для перфорации используется вертикальный перфоратор Discher. В соответствии со спецификациями готовой трубы, регулируются расстояние между валками, расстояние между направляющими пластинами, вылет головки, угол подачи и угол прокатки перфоратора для перфорации черновой трубы соответствующего размера. Перфорированная черновая труба подается на семирамный прокатный стан с ограниченным диаметром оправки для прокатки. На прокатном столе, рассчитанном по математической модели, контролируется снижение давления, скорость непрерывной прокатки и графитовая смазка оправки. Стальная труба, выходящая из прокатного стана, снова поступает в калибровочный стан. На основе практического опыта и теоретического анализа устанавливается функциональная зависимость между точностью наружного диаметра и толщины стенки трубы 20G и отношением диаметра трубы к толщине стенки, углеродным эквивалентом, размером заготовки, коэффициентом уменьшения общего диаметра и коэффициентом натяжения, чтобы обеспечить соответствие допуска наружного диаметра и толщины стенки готовых труб требованиям соответствующих стандартов.
3) Онлайн-контроль: Трубопровод оснащен высококачественными и полными системами измерения температуры, длины, диаметра и толщины, что позволяет эффективно контролировать процесс.
4) Магнитоэлектрический дефектоскоп: Установлен магнитоэлектрический дефектоскоп, импортированный из США, для проведения испытаний в режиме онлайн. Высоковольтные образцы можно тестировать по одному в режиме онлайн. В соответствии с требованиями GNB/T12606-90 «Метод магнитоэлектрического дефектоскопического контроля стальных труб и круглых прутков» и GB5310-95, образцы стальных труб, не соответствующие стандартам, предназначены для проведения дефектоскопического контроля.

2. Термическая обработка готовых труб перед хранением.
Готовые трубы марки 20G после прокатки поступают на трубообрабатывающий завод для нормализации, ультразвуковой дефектоскопии, гидростатической обработки, отбора проб и других процессов, а после прохождения эксплуатационного контроля хранятся на складе. Согласно производственной практике, для стальных труб с толщиной стенки менее 14 мм вместо процесса нормализации можно контролировать температуру окончательной прокатки до ≥900℃. Для стальных труб с толщиной стенки более 14 мм на трубообрабатывающем заводе должна проводиться нормализация при температуре 910℃±10℃. (Если температура окончательной прокатки контролируется для стальных труб с толщиной стенки ≤14 мм, то для стальных труб с неудовлетворительными характеристиками также требуется нормализация при температуре 910℃±10℃ на трубообрабатывающем заводе). Технологический процесс последующей обработки стальных труб, обладающих необходимыми характеристиками после термообработки, включает в себя: идентификацию марки стали —> осмотр торцов трубы —> резку головки —> обработку направляющей кромки —> внутреннюю промывку трубы —> испытание водой под давлением —> ультразвуковой дефектоскопический контроль —> измерение длины, взвешивание, печать, покраску —> поверхностную покраску —> сушку —> хранение готовой продукции.

4. Специальное управление технологическим процессом
1) Специальный процесс: Специальный процесс — это процесс, играющий решающую роль во внешнем виде и характеристиках готового продукта. Управление этим процессом должно обеспечить его внедрение и контроль. Персонал, задействованный в специальных процессах, должен быть обучен и аттестован отделом кадров, а квалификационные требования должны определяться в соответствии с должностью. После прохождения квалификации они должны иметь свидетельство о праве на работу.
2) Специальное управление процессами:
Оборудование: Оборудование на объекте должно соответствовать технологическим требованиям, а приборы и измерительные устройства должны находиться в исправном состоянии и быть откалиброваны в течение срока действия. Одновременно с этим, техническое обслуживание и ремонт должны проводиться в соответствии с системой осмотра оборудования и планового технического обслуживания, чтобы обеспечить постоянный контроль за выполнением технологического процесса. Также должны быть установлены специальные технологические знаки.
Технологический процесс: Показатели специального процесса обработки поступающих материалов предыдущего процесса должны соответствовать положениям соответствующих стандартов и документов.
Повторный нагрев и калибровка прокатанных трубных деталей — это специальные процессы. Основными параметрами процесса являются температура нагрева стальной трубы, система скоростей калибровочного станка и геометрические размеры стальной трубы. Специальные процессы регулярно определяются ежегодно, и составляются соответствующие отчеты.
Идентификация и управление специальными процессами: Идентификация подтверждается соответствующим персоналом по параметрам оборудования и процесса, и формируются записи. Срок хранения записей составляет 5 лет.

5. Обеспечение качества при прокатке
Помимо строгого внедрения стандартизации процессов в соответствии с системой, были приняты следующие меры:
1) Для обеспечения физического качества продукции и соответствия требованиям пользователей компания провела исследования и ознакомительные визиты к пользователям, разработала стандарты предприятия (или соответствующие планы контроля качества) на основе особых требований пользователей и с учетом технологических и технических условий, а также строго организовала производственные и внутренние проверки;
2) Регулярно посещать пользователей и проводить семинары для пользователей;
3) Привлечь специалистов по послепродажному контролю для отбора проб, контроля и проверки ключевых звеньев, процессов и ключевых параметров производственного процесса;
4) Улучшить условия ручного контроля, добавить стенды для ручного контроля и усилить проверки;
5) Своевременно проверяйте ролики, направляющие устройства и ролики конвейера во время прокатки и регулярно заменяйте сильно изношенные ролики.

6. Подготовка и внедрение процессной документации.
6.1 Подготовка технологической документации: технологическая документация включает в себя уведомления о ходе процесса, стандарты плана контроля качества и стандартные документы. Подготовка технологической документации заключается в преобразовании ее в исполняемые положения процесса в соответствии с требованиями договора и стандарта после официального подписания договора. Требования договора, которые нечетко определены в стандарте, должны быть дополнительно подробно согласованы с пользователем и детально описаны в процессе для обеспечения бесперебойного производства; в случае изменений в ходе выполнения договора необходимо своевременно связаться с заказчиком для подтверждения работоспособности и своевременно выпустить соответствующие дополнительные или измененные технологические документы. При подготовке таких документов необходимо предоставить соответствующие подтверждающие документы в качестве основы для подготовки процесса.
6.2. Выполнение технологической документации: После разработки технологической документации она выдается после проверки. Соответствующие отделы должны следовать ей. Технологическая документация дополнительно дорабатывается с учетом производственной ситуации и компилируется в оперативные инструкции. Если процесс отработан до совершенства, его можно обобщить в карту стандартов процесса, которая выдается после утверждения, и операторы должны строго ее соблюдать.
6.3. Проверка стандартизации процесса
6.3.1 Основа и содержание стандартизированной проверки: Для обеспечения соответствия технологической документации и технологических систем требованиям системы, производственный персонал должен проводить проверку и контроль в соответствии с технологическими требованиями, детальные аудиты специальных процессов, а также ежегодную проверку соответствующих процессов и оборудования. Это необходимо для обеспечения эффективности производства. Для усиления стандартизации процесса, повышения уровня контроля процесса, соответствия требованиям «бережливого производства» и реального выполнения производственного графика и условий поставки, специально разработаны правила проведения проверки и оценки.
6.3.2 Стандартизированный метод контроля
1) Нерегулярные проверки проводятся раз в месяц.
2) Стандартизированные проверки работы каждого производственного предприятия проводятся не реже одного раза в неделю.
3) При возникновении серьезных и повторяющихся проблем с качеством количество проверок стандартизированных операций на соответствующих позициях не ограничено.
4) Несоответствующие требованиям элементы, выявленные в ходе стандартной проверки оборудования, классифицируются в зависимости от серьезности нарушения на основные, общие и выявленные нарушения.
6.4. Обращение с некачественными изделиями, обнаруженными в ходе стандартных производственных проверок.
1) В случае обнаружения некачественных изделий в ходе стандартизированных проверок, отдел управления производством должен выдать уведомление о некачественной продукции посредством вторичного процессуального документа, описывающего порядок управления корректирующими и превентивными мерами, а производственное предприятие, выпускающее некачественную продукцию, должно принять корректирующие меры.
2) В случае обнаружения некачественных изделий в ходе стандартных производственных проверок, отдел управления производством должен провести экономическую оценку ответственных подразделений, производящих эти некачественные изделия.
6.5 Другие
6.5.1 Отслеживание процесса: Для нестабильных процессов и труднопрокатываемых изделий необходимо отслеживать первые опытные образцы прокатки. В ходе отслеживания следует вести соответствующие записи о параметрах процесса, связанных с качеством продукции и стабильностью процесса, чтобы определить целесообразность установки, технологического маршрута, температурной системы и т. д. При необходимости следует созывать совещания производственного и технического персонала для обсуждения идей на будущее и составлять протоколы совещаний для обеспечения технической поддержки при дальнейшем рассмотрении контрактов и других работах.
6.5.2 Взаимосвязь между работой системы и выполнением процесса
Реализация процесса в работе системы заключается главным образом в совершенствовании и улучшении качества работы на месте и, в конечном итоге, в формировании замкнутого цикла. Это проявляется в:
1) Производить продукцию в соответствии со стандартами процесса и планами контроля качества, а также строго соблюдать рабочие технологии и процедуры;
2) Управлять и приводить в порядок территорию, а также эффективно управлять стационарными рабочими местами;
3) Создание и совершенствование системы качественной информации: стремление к созданию системы динамической качественной информации и системы обратной связи по качеству;
4) Детальное и оперативное управление производственными процессами на месте: освоение законов колебаний качества продукции, предотвращение и контроль аномальных колебаний.