CN103376257A

CN103376257A - 石油钻杆惯性摩擦焊焊缝质量的飞边金相检测法

Info

Publication number: CN103376257A
Application number: CN 201210133329
Authority: CN
Inventors: 杜林�; 许林民; 钟金富; 刘金虎; 杨思乾
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-04-24
Filing date: 2012-04-24
Publication date: 2013-10-30

Abstract

本发明涉及一种石油钻杆的制造及修复，尤其涉及一种石油钻杆惯性摩擦焊焊缝质量的飞边金相检测法。本发明用PVA海绵抛光砂轮，其直径Φ200，转速1500转/分，压力3～4kg/cm²；砂轮电机0.55KW，钻杆速度3转/分，且旋转方向与抛光砂轮相反。抛光时加水及研磨膏，焊缝之光洁度可达

用5％的硝酸酒精水溶液腐蚀焊缝。用金相显微镜观察焊缝时，若金相飞边根部已无明显氧化物夹杂及未焊透，表明焊接良好，反之焊缝不合格。本发明可在生产现场对石油钻杆惯性摩擦焊焊缝进行快速金相检测，不仅消除了超声检测焊缝面状氧化物缺陷时存在的漏检，而且简化了工艺流程，提高了工作效率。它非常适合于石油生产行业使用。

Description

石油钻杆惯性摩擦焊焊缝质量的飞边金相检测法

技术领域

本发明涉及一种石油钻杆的制造及修复，尤其涉及一种石油钻杆惯性摩擦焊焊缝质量的飞边金相检测法。

背景技术

目前，国内外主要采用超声无损检测法来检测石油钻杆惯性摩擦焊的焊缝质量。但是，由于超声检测在缺陷的定位、定量及定性等方面还存在一些尚未解决的工程技术问题，故检测的准确性及可靠性不十分理想，尤其对于石油钻杆惯性摩擦焊接头的面状氧化物夹杂缺陷，常常发生漏检。由于石油钻杆属于重要的受力构件，因此，这种漏检极易产生严重的钻井事故。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可在生产现场对石油钻杆惯性摩擦焊焊缝进行快速金相检测，不仅简化了工艺流程，提高了工作效率。且检测准确、可靠，而且还消除了超声检测焊缝面状氧化物缺陷存在的漏检现象的一种石油钻杆惯性摩擦焊焊缝质量的飞边金相检测法。

本发明是对石油钻杆惯性摩擦焊焊头经过解剖分析后发现，在惯性摩擦焊过程中，焊接界面的金属在扭矩及摩擦力的作用下，是从界面中部逐渐的移出焊接界面，并形成飞边的。因此，若飞边根部无氧化物夹杂，则焊接界面是不会存在氧化物夹杂的。故可通过观察飞边根部的金相组织来检测石油钻杆惯性摩擦焊的焊缝质量。

由于检测是在车去飞边后的焊缝表面进行的，检测过程并未破坏石油钻杆的完整性，所以飞边金相检测法亦可称为一种无损检测方法。

飞边金相检测是在车飞边的车床上进行的(专利号201120282808.5见图1、图2)。在此车床上车去石油钻杆惯性摩擦焊接头的飞边后(车加工的光洁度应在以上，飞边的预留高度应为0.5～0.6mm)，先用夹持在车床刀架上的抛光砂轮8，将焊缝表面抛到

以上的镜面光度。抛光时，抛光砂轮8以1500 转/分的速度按逆时针转动；石油钻杆以2转/分的速度顺时针转动，并在抛光砂轮表面连续加水及研磨膏。水的流量为每分钟3到4升，金相研磨膏的粒度分别为#100及#800。完成抛光后，用5％的硝酸酒精水溶液对焊缝进行腐蚀，直至焊缝的金相组织清楚地显现出来。最后，转动立柱丝杠5及车床丝杠15，使显微镜4的物镜25对准焊缝；调节焦距调节旋钮26，直至通过目镜27可清除看到焊缝的金相组织。

金相显微镜4安装在立柱导轨3及立柱丝杠5上。金相显微镜4连接到显微镜支架24上，显微镜升降螺母23及显微镜支座导轨22同样与显微镜支架24相连接。升降螺母23与立柱丝杠5相连接，显微镜底座导轨22与立柱导轨3相连接。立柱导轨3、立柱丝杠5与立柱底座21及立柱安装板6相连接。立柱底座21与车床光杠28、车床丝杠15及车床床身19相连接。升降电机7旋转时，

可带动显微镜4上下运动；车床丝杠15旋转时，可带动显微镜左右移动。从而可调节金相显微镜4的位置，以观察焊缝的金相组织。

本发明的优点在于：可在生产现场对石油钻杆惯性摩擦焊焊缝进行快速金相检测，不仅消除了超声检测焊缝面状氧化物缺陷存在的漏检现象，而且简化了工艺流程，提高了工作效率。它非常适合于石油生产行业使用

附图说明：

图1为本发明的装置结构示意图。

图2为本发明的A-A剖面图。

1-石油钻杆；2-卡盘；3-立柱导轨；4-金相显微镜；5-立柱丝杠；6-立柱安装板；7-显微镜升降电机；8-抛光砂轮；9-焊缝；10-紧固螺钉；11-抛光砂轮座；12-车床刀架；13-卡盘；14-床面导轨；15-车床丝杠；16-车床小托板；17-车床中拖板；18-车床大托板；19-车床床身；20-砂轮电机；21-立柱底座；22-显微镜底座导轨；23-显微镜升降螺母；24-显微镜支架；25-物镜；26-焦距调节旋钮；27-目镜；28-车床光杠。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明：

将抛光砂轮8、砂轮电机20与抛光砂轮底座11相连接，并用紧固螺钉10安装在车床刀架12上。其中抛光砂轮8的直径为Φ200mm。金相显微镜4安装在立柱导轨3及立柱丝杠5上；金相显微镜4的目镜27、物镜25及焦距调节旋钮26均安装在显微镜支架24上；显微镜的升降螺母23与立柱丝杠5相连，显微镜底座导轨22与立柱安装板6及立柱丝杠5相连接；立柱底座21与车床光杠28、车床丝杠15及车床床身19相连接。

将用惯性摩擦焊焊接的石油钻杆夹紧在车床卡盘2及13之间，车去飞边，并使焊缝表面的光洁度达到

然后转动车床刀架12，并调节大、中、小拖板16、17、18，使抛光砂轮8对准焊缝，旋转抛光砂轮及钻杆对焊缝进行抛光。

抛光时，抛光砂轮选为PVA海绵砂轮，砂轮直径Φ200；转速为1500转/分；压力为3～4kg/cm²；砂轮电机的功率为0.55KW。钻杆的旋转速度为3转/分，且其旋转方向与抛光砂轮相反。在抛光过程中，还须连续加水及研磨膏，其水的流量为每分钟3至4升。晶相研磨膏的粒度分别为#100及#800。

抛光的时间为3.5分钟，焊缝之光洁度可达以

用5％的硝酸酒精水溶液腐蚀焊缝后(腐蚀时间约7S-9S)，再通过丝杠5及15，使金相显微镜对准焊缝。观察到的焊缝金相，飞边根部已无明显的氧化物夹杂及未焊透，表明焊接质量良好，反之则表明焊缝不合格。

Claims

1.一种石油钻杆惯性摩擦焊焊缝质量的飞边金相检测法，其特征在于(1)用抛光砂轮将钻杆上的焊缝进行抛光：抛光砂轮选为PVA海绵砂轮，砂轮直径Φ200，转速为1500转/分，压力为3～4kg/cm²；砂轮电机的功率为0.55KW，钻杆的旋转速度为3转/分，且钻杆的旋转方向与抛光砂轮相反；(2)在抛光过程中，须加入水及研磨膏。研磨膏的粒度分别为#100及#800，抛光的时间为3.5分钟，焊缝之光洁度可达以

(3)再用5％的硝酸酒精水溶液腐蚀焊缝，腐蚀时间为7S-9S；(4)最后用金相显微镜对准焊缝，观察到的焊缝金相飞边根部已无明显的氧化物夹杂及未焊透，表明焊接质量良好，反之则表明焊缝不合格。