手持式管体缺欠测量模板设计

唐 盛，张亚葛，何亚军

（上海宝世威石油钢管制造有限公司，上海200941）

手持式管体缺欠测量模板设计

唐 盛，张亚葛，何亚军

（上海宝世威石油钢管制造有限公司，上海200941）

针对钢管外观检测中目前使用的测量方法误差较大的情况，设计加工了一种辅助测量模板，并在生产现场进行实际使用。结果表明，所设计的辅助测量模板具有较大的移动空间，测量时更容易避开测量点附近的波浪纹、辊痕等的影响，保证了测量结果的准确性。该模板可直接用于钢管的形状偏差包括噘嘴、扁平块、摔坑以及焊缝尺寸和错边的测量，也可以用于小直径钢管焊缝高度、错边量的精确测量。

焊管；外观检测；测量模板；误差

在钢管外观检测中，要求测量的形状偏差包括噘嘴、扁平块、摔坑以及焊缝尺寸和错边等。目前使用的测量方法限于钢管表面状态以及人员操作手法的差异而使得测量误差较大。为了有效提高测量的准确性，设计加工了一种辅助测量模板，并在生产现场进行了实际使用。

1 钢管外观检测测量现状

1.1 噘嘴和扁平块测量

噘嘴和扁平块是螺旋缝钢管生产过程中产生的两种形状偏差，标准要求采用模板测量其大小，常用测量工具如图1所示。钢管生产企业通常检测的是外噘嘴，测量方式如图2所示。该方法操作较简便和直观，但只适合测量焊缝修磨后的管端。且钢管直径较小时，操作不太方便，也不便测量管体和焊缝上的摔坑或凸起。

1.2 焊缝高度测量

钢管生产企业常会采用焊接检验尺或深度游标卡尺来测量焊缝的高度，测量方式如图3所示。利用这些工具测量钢管的焊缝，尤其是在测量小直径钢管焊缝时会出现误差较大的现象，特别是测量小直径钢管的内焊缝时产生的误差会更大。

图1 旧式噘嘴测量工具

图2 焊缝外噘嘴测量实例

图3 焊缝高度测量实例

2 存在问题

弧形噘嘴规受限于操作方式（从钢管内表面测量），只适合用于管端噘嘴或扁平块的测量，难以测量管体尤其是小直径钢管管体的形状偏差。

焊接检验尺和深度游标卡尺适合平板对接焊缝的直接测量，而对于钢管，接触面是弧形，测量人员较难把握测量工具是否处于正确的方向，尤其是小直径钢管，其表面形状的影响更大。

3 解决方案

3.1 辅助测量模板的设计

设计加工一个辅助的测量模板，其结构如图4所示。该模板与深度游标卡尺搭配可以实现对多项尺寸的准确测量。模板通过机械加工制作而成，因其加工精度远远高于测量精度要求（现行标准对钢管尺寸测量一般要求精确到0.1 mm），其加工误差对测量值的影响可以忽略。

图4 辅助测量模板结构示意图

3.2 形状偏差的测量

形状偏差的测量方法如图5所示。测量管端噘嘴和扁平块时，中心线对准待测位置，主尺与中心线重合。将主尺顶端落在焊缝旁，若焊缝完全磨平，可直接落在焊缝上，读数与理想圆弧的读数差即为偏差值。理想圆弧读数值d0计算见式（1），圆弧测量值参照表1。

式中：R—钢管公称半径；

d—如图4所示 。

图5 形状偏差测量示例

表1 圆弧测量值参照表

当管体存在摔坑时，模板可平行管轴放置，此时主尺读数与d的差值即为摔坑深度，测量方法如图6所示。用该方法可以测量长度不超过模板长度的管体摔坑和焊缝区域摔坑。另外，该方法还可以在焊管岗位实现噘嘴的快速测量，测量时模板平行管轴放置，只需要将主尺落在焊缝旁，此时主尺读数与d的差值即为噘嘴，而这些尺寸用弧形模板是难以测量的。

图6 摔坑测量示例

3.3 焊缝高度的测量

焊缝高度测量方法如图7所示。主尺分别落在焊缝旁和焊缝最高点，两次读数之差即为焊缝高度。如果将主尺分别落在焊缝两侧，两次读数之差即为错边量。在此过程中，模板保持固定不动，其中心线对准焊缝中部即可。因为深度游标卡尺在移动过程中其基准面始终固定，因此可保证测得的数据准确可靠。

图7 焊缝高度测量示例

4 结 论

设计的辅助测量模板可直接用于钢管焊缝噘嘴，管体、焊缝摔坑的测量，也可以用于小直径钢管焊缝高度、错边量的精确测量。相比于常用的焊缝测量工具，该测量工具有较大的移动空间，测量时更容易避开焊缝附近的波浪纹、辊痕等的影响，保证了测量结果的准确性。

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［5］甘永立.几何量公差与检测[M].上海：上海科技出版社，2001.

［6］阎荫棠.几何量精度设计与检测[M].北京：机械工业出版社，1996.

［7］孙玉芹，袁夫彩.机械精度设计基础[M].北京：科学出版社，2003.

［8］杨沿平.机械精度设计与检测技术基础[M].北京：机械工业出版社，2004.

［9］任嘉卉.公差与配合手册[K].北京：机械工业出版社，2000.

［10］程二九.计量器具使用与维护[M].合肥：中国科学技术大学出版社，2014.

Handheld Tube Body Imperfection Measuring Template Design

TANG Sheng，ZHANG Yage，HE Yajun
（Shanghai BSW Petro-Pipe Co.,Ltd.,Shanghai 200941,China）

At present,in consideration of some bigger measurement errors existed in steel pipe surface measurement methods,a kind of aided measure template was designed and machined,and it was used in production site.The results indicated that the designed handheld measure template is with larger moving space;it is easier to avoid the influence of raised grain,roll marks etc.near the measurement points,which ensured the accuracy of the measurement results.This measure template not only can directly measure steel pipe shape deviation,including peak,flat spots,dents,weld size and offset,but also accurately measure weld height and offset of small diameter steel pipe.

welded pipe;appearance inspection;measure template;deviation

TG411.7

B

1001－3938（2015）05-0040-03

唐 盛（1977—），男，助理工程师，主要从事焊接钢管检验检测工作。

2014－12－30

谢淑霞