石油钻采机械产品铸件与质量控制的论文

石油钻采机械产品铸件与质量控制的论文

　　摘要：铸件产品在石油钻采机械设备及其相关领域中应用广泛，合格的铸件是企业生产优质产品的保证。由于铸件在石油钻采机械中采用单件小批量铸造，铸件的质量不可避免受到设备能力、工艺方法、人员素质、原材料质量、管理方式等因素的影响。本论述依据APISpecQ1《石油天然气行业制造企业质量管理体系规范》标准中产品生产过程控制对铸件产品的相关要求，结合生产实践，围绕铸件毛坯制造到加工过程控制要点及方法，详细阐述了铸件毛坯生产制造关键工序质量控制要素，进厂检验质量控制要素，铸件加工过程中缺陷返修控制要素，铸件不合格品管理具体措施。

　　关键词：石油机械

　　石油钻采机械使用的铸件种类繁多、形状各异，一般为单件小批量铸造。本论述依据APISpecQ1《石油天然气行业制造企业质量管理体系规范》标准，并结合兰州兰石石油装备工程有限公司实际建立的质量管理体系，从铸件毛坯的分类、供应商管理控制、进厂检验控制、返修控制、不合格品管理控制等方面阐述了铸件的质量控制应关注的要素。

　　1铸件毛坯的分类

　　石油钻采机械产品中铸件，根据所用金属材料的不同，分为铸钢件、铸铁件（灰铁、球铁）、有色铸件。铸钢件：普通碳素钢铸件，如结构零部件；合金钢铸件，如受力零部件。铸铁件：灰铸铁件，如耐磨、减震零部件；球墨铸铁，如受力、强度、韧性、耐磨性要求较高的零部件。有色铸件：铸铝件，如各种轴承盖等；铸铜件，如各种轴承套等。根据铸件对最终产品特性的影响程度，将其分为关键铸件和非关键铸件两类：关键零部件铸件：承受重载荷或中等载荷，工作条件复杂，用于构成钻采产品部机关键部位或者重要部位的铸件，铸件损坏将直接影响产品的使用及整机安全，可能导致顾客严重或较重投诉。非关键零部件铸件：承受轻载荷或者不承受载荷，工作条件简单，用于构成成钻采产品部机一般部位的铸件，铸件损坏对产品质量影响较小，并且在出现问题后容易采取纠正措施。

　　2供应商管理控制

　　铸件的供应商应在公司最新版本“合格供方名单”中，供应商应对所有质量控制工作制定指导性文件来规范操作行为，对参与质量控制人员应进行培训和评定，确保铸件生产的全过程能得到有效的质量控制。对于关键铸件的供应商需到现场进行考察，制定关键工序的检验停留点，应重点关注以下关键工序：2.1造型工序控制模型、扣箱尺寸，重要尺寸用样板检测并保持型腔清洁度；制作的砂型、砂芯涂料遍数是否符合图纸及工艺要求。2.2冶炼工序控制炉前化份，P、S、H、O、N含量及夹杂物；控制出炉温度、浇注温度、浇注速度，必要时点浇冒口。2.3清整工序控制打箱时间，带温切割冒口温度、修毛边、刺粘砂。2.4热处理工序控制摆放位置及方式不易使铸件变形，铸件要放在垫铁上并留出热循环空间；控制升温速度和保温时间；试棒随铸件同炉进行热处理。2.5补焊工序控制清除缺陷形成焊补坡口，是否按焊补工艺规程要求施焊及焊后热处理，重大焊补须提供相应探伤报告与记录图；焊补须在最终热处理前进行。2.6无损检测工序探伤报告（记录）应附带区域图、缺陷位置及范围，并在实物上作出标注或提示；应在最终热处理后的24h进行。

　　3进厂检验控制

　　对铸件毛坯进厂检验的加强，一方面可以杜绝不合格的铸件毛坯进入生产环节，给生产造成不必要的加工损失，进而影响后续生产进度；另一方面可以收集不合格缺陷特征，有针对性地为供应商在后续铸件毛坯生产中提供借鉴，提高产品质量。进厂检验主要控制铸件质量文件资料、外观质量、几何尺寸与形状、铸件试块、铸件内在质量。3.1铸件质量文件资料审核进厂检验人员在铸件毛坯入库的同时，核查采购部门、供货厂家所提交的采购合同及其技术协议、质量证明书等文件是否齐全、有效；核查铸件毛坯质量证明书中所列项目及质量指标的符合性；核查铸件毛坯的追溯号标识、数量、材料牌号、炉批号、理化检测报告、热处理报告、无损检测报告等与质量证明书、采购合同、采购规范、技术文件要求的一致性。3.2铸件的外观质量检验、几何尺寸与形状的检验铸件的外观质量可用目视或放大镜检验，必要时可采用着色探伤、磁粉探伤、煤油浸润等方法，主要检验铸件表面的裂纹、缩孔、气孔、粘砂、砂眼、冷隔、结疤、起皮、渣眼、铁豆、浇不足等缺陷，氧化皮的清理和铸件表面粗糙度。铸件的几何尺寸与形状的检验采取随机抽样方法检验，必要时可在平台上划线，主要检验铸件毛坯尺寸、浇冒口剩余量、错箱、偏芯、毛边、多肉、抬箱、变形、损伤等，对于图样、规范有特殊要求的尺寸，用专用检测样板逐件检验。进厂检验人员可根据供应商产品质量波动的状况，增加（或减少）抽检比例和检验项目，首批次供货的毛坯生产厂家的铸件，或长期供货的毛坯生产厂家的模型大修或修改后，须提供铸件全尺寸划线检验单。3.3铸件的试块检验铸件的试块应有追溯标识，可单独浇铸，也可本体附铸，也允许在铸件本身上切取，但必须与产品同炉浇铸同炉热处理。单铸试块的形状尺寸应符合相关的标准、规范。对关键铸件产品应提供复验或后序热处理用试块，试块数量应满足三次理化检验使用。3.4铸件的内在质量检验铸件毛坯的内在质量检验，主要以验证铸件毛坯生产厂家提供的化学成分、力学性能及无损探伤报告为主。首次供货的毛坯生产厂家的铸件，应按同冶炼同热处理批次进行化学成分和力学性能的复验，复验应委托具有国家实验室资质的第三方检验检测机构进行，复验结果应符合相应的标准或技术规范的要求，对有无损探伤要求的铸件，应委托具有无损检测资质的第三方人员进行。为了控制供应商铸件的质量波动情况，应不定期对供方提供的铸件进行化学成分或力学性能的复验；供应商所供铸件在公司以往使用中发生过质量问题或上批次复验有不合格情况发生时，以同质量等级、同规格、同炉批号加大复验力度。

　　4返修控制

　　石油钻采机械产品铸件的生产性质决定了铸件的质量不可避免受到生产设备设施、工艺工装、人员素质、原材料、管理方式等影响，后续加工过程中可能出现质量缺陷，需要进行返修，铸件产品的缺陷应根据产品的特性制定具体的返修方案。铸件在加工过程中出现的铸造质量缺陷，根据缺陷出现在产品的部位不同，可分为主要部位缺陷与非主要部位缺陷；根据缺陷的性质不同，可分为孔状夹渣与裂纹；根据缺陷的大小及分布，可分为不需要补焊缺陷、允许补焊缺陷与不允许补焊缺陷。加工后经补焊会引起变形不能保证尺寸要求，或影响使用性能，或钢水脱氧不良造成铸件的针孔状缺陷是不允许补焊返修的。在实际生产过程中，根据缺陷的部位、性质、大小及分布，具体产品需制定具体的返修控制措施。一般铸件补焊返修原则：最终热处理与精加工前进行，以便补焊后应力的完全释放，保证加工精度；能加工后消除或者减小的缺陷，需加工后进行补焊返修，减小返修面积，保证返修质量。铸件的返修过程控制是保证返修质量的关键。铸件补焊前需将缺陷清理干净，开出圆滑坡口，打磨出金属光泽，表面无损检测合格后方可施焊。补焊应按适宜的《补焊操作工艺规程》来进行，严格控制施焊电流、施焊速度。施焊时，采用多层多道焊，边焊边锤击焊道表面，以释放应力，焊后应进行保温或者热处理，进一步释放焊接应力。焊工应具有国家技能鉴定机构认可的资质和等级证书/证明文件。返修过程中缺陷的大小、补焊的位置、焊条牌号、施工人员、检验人员要有书面的记录。

　　5不合格品管理控制

　　加强对铸件生产到产品加工过程的不合格品控制，一方面不仅能保证铸件产品质量，降低生产成本，杜绝劣质铸件产品用在石油钻采机械产品上；另一方面可以收集不合格产品缺陷特征，有针对性地在后续产品铸造生产中提供借鉴，提高产品的优良率。具体的控制措施如下：（1）供应商、进场检验、加工车间应建立不合格品台账，记录不合格品的特征；（2）不合格品通知/处理单中相关设计、工艺、质量人员签字要齐全且相关资料要保存；（3）不合格产品必须在实物上做出不合格标识并将其放入不合格品隔离区，及时通知相关单位处理；（4）收集不合格品缺陷特征，对不合格产品产生的原因进行分析，及时改善和纠正生产过程中的不足。

　　6结束语

　　全面的质量控制是保证产品质量的重要条件和手段。在对石油钻采机械产品铸件生产到产品加工的过程质量控制中，需综合考虑各质量控制要素对最终产品质量的影响，确保每个要素在生产过程中得到有效的控制，避免不合格产品入库、流转进入下一道工序。同时，还需对特殊的产品制定详细的质量控制流程，与企业已建立的质量管理模式相结合，从而满足客户需求。

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