石油专用管检测线自动化系统的应用

摘 要:石油专用管检测线系统是质检站石油专用管检验过程中重要的设备流水线装置,多数检验参数都要通过系统装置的流程环节。介绍了检测线工艺流程结构,检测设备系统的性能,采用科学的检测操作技能是取得优质检测质量的重要技术支撑。

关键词:石油管 检测质量 工艺流程

中图分类号:U472 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(b)-0014-02石油管材专用传输线是由管架、电机滚道、液压缸、电机传输链带形成的一条完整的输送通道,一环扣一环连续工作而组成的自动化传输过程。流水线配套检测设备。

主要包括:卸护丝机、清洗剂、检验设备、测长设备、测厚仪、通径、称重机构、探伤检测设备、螺旋传输系统、水压检测系统设备等[1～3]。

1 工作流程

(1)抽样待检。新的石油专用管材检验按10%抽检,待检管径抓管机有序地放入待检管架上。待检管架是一个20°的斜坡架,斜坡架底部由液压缸、机械结构组成的活动挡板,由操作台来控制电磁阀,使活动挡板完成接料工作。在自动工作状态出现故障的时候,也可以采取人工手动方式工作,挡板打开后一根待检管从待料管架上落到进料传输线上之后挡板立即合上,待检管根据进料设定速度有序的一次接到传输滚道上,被送到检验管架工位上。待检管从待检管架上落到进料传输线的时间间隔是由程序计算出而自动设定或人工指定的,其间隔时间取决于设备工序所需的时间。

(2)进料传输。待料管架设有3个,根据不同规格的管材,分别摆放待料,依据需要,准备进入检验流水线上。

(3)预热。由于温度的影响可能引起大约0.1mm的误差,因此石油专用管的检测环境应是在常温下进行。现场的环境有时达不到要求,因此要考虑给油管升温,可以采用蒸汽升温,也可以采用电升温对检测结果进行修正。

(4)卸护丝。按要求卸具标准,规范操作,不要伤及螺纹,重大变形按废品处理。

(5)清洗。卸下螺纹保护器,用毛刷或溶剂(柴油、锯末)彻底清洗螺纹上的覆盖物,确保螺纹脂、灰尘、污垢、铁屑、清洗材料及其他异物不遗留在螺纹上。

(6)外观检查。由专业检验员进行检查管材表面是否具有明显的制造缺陷,管端部、接箍毛坯、所有成品接箍内表面不应有破坏螺纹连续性的各种缺欠(如:折叠、凹坑、刀痕、压痕、搬运损伤等),不应有目视可见的发裂、裂纹、机械损伤及直度等问题。

(7)测壁厚。采用严格校准的具有一定精确度的无损检测仪器(超声波测厚仪测量)进行时,按要求分段选点多次测量,分段是将一根管材分成几段测量,选点测量是在测量壁厚工位上安装一个测厚仪,把油管旋转一定角度后测量,旋转一周可以在一个断面上几点测量。要达到这样的测量要求也可以在一个断面一周分不同角度安装多个测厚仪来达到测量的目的。每个测厚仪都有探头,探头发射的超声波脉冲到达被测物体并在物体中传播,到达物体分界面时被反射回探头。

(8)螺纹检验。每种螺纹的检验方法相同,尺寸不同。螺纹长度平行于螺纹轴线测量,测量步骤按5B标准。作为验收准则,螺纹应无明显的撕裂、刀痕、磨痕台肩或破坏螺纹连续性任何其它缺欠。最关键的是要考虑去掉螺纹表面的任何腐蚀产物而不存留泄漏通道,保证螺纹上不存在能使接箍螺纹保护涂层剥落或损伤齿合面的明显凸点,不允许采用磨锉方法来消除凹坑。产品验收只能根据标准规范要求进行检验结果来决定。

(9)通径测量。通径规一般是由塑料或是尼龙制品,在施加一个不超过通经规自重的合理外力后,按要求通径规必须全长顺利自如地通过成品或半成品油(套)管。

(10)测长。长度测量值以米表示精确至百分之一米。

(11)称重。每根管体应分别称重,以确定是否符合规定的重量公差,对于带接头的钻杆应扣除有效街头重量。采用称重传感器测量,将管子的理论重量输入计算机内,在单根管子称重时与输入的相关数据进行对比,对超公差的管子可报警。

以上测长、称重两项检验在一处分步完成并将所测数据上传至中心计算机,对数据进行存储、分析和处理,在工作中,无论系统运行、暂停、继续、停止时,都需要与现场工作人员联系或看清现场的工作状况,避免配合上的时序误差,出现运行上的失误。当操作按钮在现场状态时,需要现场人员利用现场电气操作台上层汇报并在上位控制层中显示出来,此时计算机只能对电动缸和相应电机进行手动控制。

(12)探伤。探伤设备应有足够的灵敏度以检查出缺陷,探伤部位表面应平整、光滑、不得有影响声耦合的油垢、锈蚀等污物,钳痕等隆起部分应修磨掉,焊缝处内外表面不得留有凸台、凹槽、较深的切削刀纹或磨痕等。质检站采用A型脉冲反射式超声波探伤仪进行现场检测,选用透声性能好、无毒、无腐蚀性且经济易得的液体水作为耦合剂,将所测得的数据或结果利用计算机通讯接口、大容量存储(能存储100组检测数据集)和可变曲线间距离的一组DAC(距离振幅曲线)曲线在上位机对数据进行分析处理。

(13)试压。采用全自动油(套)管静水压装置,密封方式为径向外抱式强制密封,管径为∮60～∮178mm,满足被测管长8m～11m,可试压力为0～70MPa,单机单根试压。将测量信号接入控制柜进行自动顺序控制。其作用一方面是检查该管是否有渗漏现象;另一方面可以消除该管在成形过程中产生的残余内应力。

(14)标识。对油管进行打标,可以采用条码喷涂也可以采用文字喷涂。

(15)上护丝。有手动和机械两种方法,手紧是不借助工具(大钳、管钳)用手将螺纹接头旋紧)。机械上护丝是油管传输到专用上护丝机内,机械装置自动卡紧油管进行上护丝(根据护管形式的不同而选用不同的卸具及力矩,力矩可由速度调整)。

(16)复检。检验完所有项目后,还要对油管某些项进行复检,以确保数据精确。

(17)出料传输。油管传输到出料传输线上,最后传输到出料口。

(18)合格/不合格分选。在出料口根据所打的标记分成合格、不合格油管。

2 实施

综合上述工作流程及检测设备管理现状,整个流水线可以设置一个中央监管检验中心控制室,并在工作面设置6～8点监视系统以监视整个检验过程。为了保证各工序操作方便、快捷和独立性,可以在各工序设置独立工作操作台,并与中心操作系统实现远程和就地操作功能。各工序所检验的数据通过专用传输方式上传给控制中心的计算机,利用监控器对整个检测线及车间实时监视,上传至上位机或相应的管理办公室并可发出相应的指令。

根据现有检测线设备和工艺流程及检验标准要求,采用一条检测线即可完成全部的检测任务,如图1。

整个系统可分为四级:上级管理站、经理站、中心操作站和工程师站、现场操作站四级。检测数据由现场操作站上传至中心操作站,可将数据进行存储、分析处理、形成报表,并且能够打印。而上级管理站也能够提取相应数据,能够对整个系统进行远程监控,使企业的管理人员能够对整个系统有全方位的了解,为了提高企业管理水平,可以考虑将整个检验过程结果接入至物流管理网络系统中实现网络化管理。其目标是实现:(1)检验流程实现自动化;(2)检验报告自动生成;(3)数据及监控远程传送,如图2。

3 结语

采用科学的检测操作技能是取得优质检测质量的重要技术支撑。自质检站采用石油专用管检测线系统后,检测效率大大提高,不仅减少人工工作量,而且也避免了人工检验容易造成的漏检和误检,同时为保证油田的正常生产提供重要支撑。

参考文献

[1] API SPECIFICATION5B-2008,套管、油管和管线管螺纹的加工、测量和检验规范[S].

[2] 钟文,朱世飞,曹崇辉.油套管生产线测控与管理系统[J].石油矿场机械,2008,37(2):43～45.

[3] 赵国相,李秀全,胡三恩,等.高压大直径钢管水压试验机研制[J].石油矿场机械,2011,40.