石油专用管螺纹检测仪器故障处理及保养

孙 晶

(陕西延长石油材料有限责任公司技术质量处 陕西 西安 710077)

0 引 言

在油管、套管螺纹生产加工过程中，为保证螺纹参数技术指标合格，有效控制和提高螺纹产品质量，必须使用螺纹专用检验量具，对螺纹产品进行检验。螺纹内、外锥度、高度、螺距等单项参数测量仪、螺纹工作量规等综合参数测量器具，是用于油管、套管、输送管、钻杆等管螺纹(单项几何)参数测量的测量量具，是在石油管螺纹加工验收过程中不可缺少测量仪器。在长期频繁检验测量过程中，量具由于磨损等原因会引起各种故障。目前国内针对出现故障量具主要是直接更换，基本不进行维修。本人多年从事计量检定工作，在准确掌握螺纹检测仪器工作原理的基础上，认真剖析各种故障原因，特别对单项参数测量仪总结出方便易行的维修方法，试图通过维修检定，在保证计量准确度的前提下，延长量具的使用周期，降低企业产品检验成本。

1 螺纹参数测量仪工作原理

螺纹单项参数测量仪是利用齿轮传动的一种量具，此类量具由刚性主体传动系统和指示表组成，外观和运动形式与指针式钟表相似，利用齿轮间互相咬合，将测杆的直线位移构成指针在分度盘上的角位移，其测量结果通过指针直接在分度盘上读出［1］。螺纹工作量规通过旋合，直接用于检查产品螺纹，用于石油管螺纹综合参数紧密距测量。

2 常见故障类型

使用中内、外螺纹锥度测量仪，内、外螺纹高度测量仪常见故障类型有:测量不准确、指针脱落、指针不稳、松动、无测量力弹簧断裂。螺纹工作量规毛刺、刀瘤、带磁性等多种故障形式，导致测量仪器失校甚至报废，使测量不准确或无法测量，有些失校通过调修完全可以恢复准确度继续使用，从而避免造成损失。针对常见故障类型，结合工作经验进行了认真研究，提出了具有一定创新的解决方案，并在实际工作中进行了验证。

3 处理方法实例

3.1 锥度测量仪失效分析与维修

当内、外螺纹锥度测量仪指示表出现指针摆动不稳时，首先判断指针是否松动或脱落。如果指针松动或脱落，先将指示表从螺纹锥度测量仪表架上卸下如图1、图2 所示，再将表壳打开如图3 所示，用启针器将大、小指针启下，选择正确的位置将指针重新安装到表盘上。之后，将表壳装上，把指示表重新安装到外螺纹锥度测量仪尺架上，若是指针与表座配合松动，可加力固定，如果针座与轮轴松动是磨损的原因，可将针座缩孔或排挤修复即可。因为单项仪经常在相同位置重复测量，齿轮间相互位置频繁磨损产生变动失效，出现指针不能复位，无法检测，这种现象是因为磨损间隙过大造成。此时检查齿轮轴是否有倒锥，如有可对支座缩孔，如果还不稳定，无法测量，说明齿轮配合松动或安装松动。观察齿轮在推动中是否归位，如果不归位调整齿轮传动位置，将齿轮从新错位调整后，安装到合适位置，直至稳定，达到要求为止。调整修理后所有测量仪器，需重新按照校准规范进行校准，并满足表1 要求后方可使用。

图1 外螺纹锥度测量仪

图2 外螺纹锥度表头

图3 外螺纹锥度表内部结构

表1 单项参数量规计量性能要求［2］

如果内螺纹锥度测量仪指针推到位后测量值不稳定，指针还在慢慢地抖动、滑动，不能稳定到一个确定位置，无法测量采集可靠数据，这时应卸掉指示表，对该指示表进行单独检验。如指示表经检验合格，则需要修理传动系统。打开测量仪的传动部分，会发现如图4 所示的现象，若其中的钢珠掉落或是脱离卡槽，只要将钢珠复位即可，之后将指示表重新安装到该测量仪上，如图5所示。重新按照校准规范进行校准，并满足表1 要求后方可使用。

当内、外螺纹锥度测量仪出现没有任何测量力，测杆推上后无法自主复原，传动机构空程，则是弹簧经长时间使用疲劳过度失去弹性，或测量仪的弹簧已经脱落或断裂。这时应将表蒙打开，去掉表盘，将弹簧重新更换安装，之后将该表重新装好后，按照校准规范重新进行校准，满足表1 要求后方可使用。

图4 内螺纹锥度表传动部分

图5 内螺纹锥度表

3.2 齿型高度测量仪失效分析与维修

如果内螺纹齿型高度测量仪测量不准确，首先检查指示表是否合格，如指示表合格。说明是传动部分出现故障，可将其卸掉表头、拆下测针等附件，旋下杠杆弹簧、杠杆手柄及定位螺丝如图6、图7、图8 所示，将杠杆传动系统中的弹簧重新调整到正确位置后使其重新定位，然后反复拨动弹簧，其重复性达到稳定后将此位置固定，旋紧定位螺丝，将其它附件重新安装恢复到原位。装上表头反复测试稳定后，重新按照校准规范进行校准，满足表2 要求后方可使用。

图6 内螺纹齿型高度测量仪

图7 内部结构

图8 内部结构

表2 单项参数量规计量性能要求

3.3 螺纹工作量规缺陷分析

螺纹工作量规在对工件进行测量时，由于工件温度、磨损等一系列原因，使量规测量部分产生缺陷，可根据紧密距的大小来判断出现问题的类型。如果紧密距增大，表明存在毛刺、异物［3］。选用大于3 到5 倍的放大镜，在光源照射下仔细寻找毛刺，并用碳化硼油石将其打磨掉后，再选用抛光油石进行抛光，之后选用120 号汽油将其重新清洗干净，进行校准并满足表3 要求后方可使用。对于螺纹工作量规有磁性，通过消磁器进行消磁处理并并满足表3 要求后方可使用。

4 石油专用管螺纹检测仪器使用、维护及保养

在使用螺纹单项参数测量仪和螺纹工作量规检验螺纹时，被测螺纹应擦拭(清洗)干净(或用风枪吹干净)。被检验产品的温度应尽可能接近于单项参数测量仪、螺纹工作量规的温度(工作环境温度)。在用量规对工件检验时，应将工件清扫干净及时发现毛刺、异物并剔除，不可用力过猛，避免损伤量规。

表3 螺纹工作量规计量性能要求［4］ mm

在使用单项参数测量仪、螺纹量规检验产品时，不得将单项仪、螺纹量规放在无人照管的产品上。单项参数测量仪使用之后，应将两测量触头清洗或擦拭干净，放入专用盒子中，存放于干燥、无震动、无腐蚀的环境中。

量规保养时应用汽油清洗干净，涂油并装入箱中，存放在干燥、无腐蚀、防潮、无震动的环境中。塞规、环规应分开单件摆放。

5 结 论

对圆螺纹工作量规、螺纹单项参数测量仪在使用过程中所出现的常见故障进行修复处理，并严格按照校准规范要求进行校准，符合要求即可继续使用。这充分证明了对该类仪器进行维修的可行性和有效性，提高了仪器的利用率，延长了螺纹单项参数测量仪、螺纹量规的使用年限，可节约资金，具有广泛的应用价值。

［1］孙自强. 精密量仪检定与调修［M］. 中国计量出版社.2003:2 -3.

［2］国家质量技术监督局.JJF 1063 -200，石油螺纹单项参数检测仪［S］，2000.

［3］中国石油天然气集团公司管材研究所.油井管标准汇编.中篇.2005:53 -54.(资料)

［4］国家质量技术监督局.JJF 1180 -2012，石油螺纹工作量规校准规范［S］，2012.