石油机械加工质量影响因素及控制措施

2020-02-18兰石能源装备工程研究院有限公司兰州市730314李旭阳刘文宝王宏亮

石河子科技 2020年1期

（兰石能源装备工程研究院有限公司，兰州市，730314）李旭阳刘文宝王宏亮

随着国家的进一步发展，石油的开采量必然会水涨船高。更多的石油开采量必然要求具有更高质量的石油设备，因此，我们必须再次思考如何提升石油机械设备的质量。机械加工是指通过一种机械设备对工件的外形尺寸或性能进行改变的过程。就我国机械加工现状而言，我们与德国、日本等一些发达国家在高端机床制造技术方面的差距有15～20 年。虽然，近几年国内企业也开始做高端机床的集成，但核心技术如数控系统主要还掌握在德国、日本等少数企业手里。面对这一社会背景，我们不必妄自菲薄，我们需要做的就是认清影响石油机械加工质量的因素，针对这些问题提出解决方案，从而提升我国石油机械设备的质量。

1 石油机械加工质量的内涵

1.1 几何质量

顾名思义，所谓“几何质量”，就是指机械的几何形状误差。高质量机械设备最重要的一个特征就是具有较高的精密度，几何质量也强调机械设备的高精度。具体而言，机械加工几何质量就是指机械加工后的最外层的表面同周边空间界面的几何形状误差。在实践中，我们常常把几何质量划分为两个方面：宏观几何质量与微观几何质量。不论是从宏观角度而言，还是从微观角度而言，较高的精确度都是必要的，不可偏废。

1.2 材料性能质量

石油开采环境较为恶劣，对石油机械加工的质量有着较高的要求。较高的机械性能是指石油机械在各种环境（温度、介质、湿度）下承受各种施加载荷（拉伸、压缩、弯曲、扭转、冲击、交变应力等）的考验。

1.3 石油机械加工表面质量

石油机械加工表面质量包含两个方面的内容：表面的几何形状特征和表面层的物理力学性能。首先，表面的几何形状特征从以下几个方面度量：表面粗糙度是指加工表面上比较小的间距和峰谷组成的微观几何形状特征，在实践过程中，对石油机械加工表面粗糙度的衡量主要采用轮廓算术平均差；表面波度，主要是指周期性形状误差；伤痕，石油机械加工过程中，可能会在表面产生沙眼、划痕等。其次，石油机械加工物理力学性能主要是指表面层的加工冷作硬化。

2 影响石油机械加工质量的因素

正所谓“对症下药”，只有首先明确影响石油机械加工质量的因素，我们才能做到有的放矢。本文认为，影响石油机械加工质量的因素主要有如下几个方面。

2.1 机械加工工艺系统原始误差

原始误差是机械加工工艺中很难被避免的一种工艺误差，导致原始误差出现的情形极多，从工艺原理到工艺流程，甚至是机械设施关键部位的缺损，都会使得原始误差出现的可能性大大增加。工艺原理和流程上出现的系统偏差不如机械设备在调试过程中出现的偏差概率大。设备运转过程中出现的偏差一般分为以下两种情况，一是加工工艺系统中存在的原始误差是同加工表面法线方向一致时，存在一个最大值偏差；二是当机械加工工艺原始误差同加工表面切线方向一致时，存在一个最小值偏差。针对这两种偏差，通常引入一个概念叫做误差敏感方向，即机械加工领域中将影响加工精度最大的方向。在机械加工中如果原始误差方向同误差敏感方向相同时，对加工精度影响最为严重。

2.2 工艺系统原始误差对加工精度的影响

原始误差的出现对加工过程造成了很大的损失，例如上文所写的工艺原理误差，就是因为工艺岗位相关人员对工艺认知不够导致的加工根本方法上出现的遗漏、偏差，这个结果会直接导致加工精度不足的情况，甚至会影响最终成品的质量。其次是工艺流程的偏差，对于部分原材，切削的方式和先后，都会直接影响加工精度。其中工艺流程偏差还会涉及到辅助工具的使用，例如千分尺、卡尺，这些辅助工具的使用也会引起测量数据的失真导致误差。

3 石油机械加工质量控制措施

进入21世纪以来，可持续发展的观念已经深入人心。对于石油井下作业人员来说，树立可持续发展观念势在必行，这是获得长远发展的基础。为此，石油井下作业业务可以从以下几个方面做出改善。

3.1 做好作业人员的培训管理，提升作业队伍能力以及素质

作为石油机械加工的主要参与人员，工人的素质与能力对于整体质量有着举足轻重的作用，为此，企业要做好人员的培训工作。在培训中，要着重讲解工作标准以及石油机械的加工要求，开设考核制度，只有合格员工才可以上岗。这样可以保证施工人员真真切切地掌握必要的施工技术，并且将施工标准铭记于心。除此之外，提升作业人员的素质与安全意识也是一项必要的工作，对每一环节的施工要点都要给第一线的施工人员做好普及工作。使工作人员切切实实地掌握必要的施工质量保障要素，强化技术革新、组织建设、工序标准、安全生产等关键要素的认识。

3.2 实行全面的质量管理，防患于未然

全面质量管理强调从源头到产品售出全过程都要进行严格的质量管理。其核心观点是，好的质量是生产出来的，而非检查出来的。此外，强调每个环节都要进行质量管理并不意味着事后检验不重要，企业的质量监督部门要严格按照标准检验，保证每一个结构和性能都合格，甚至高于标准，同时还需质量监管部门从原材料进厂，生产制造的过程中严格把控过程控制，就已发现的质量问题做好PDCA管理。