CN112394001A - 一种石油钢管氧化皮检测与评价方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种石油钢管氧化皮检测与评价方法及系统，检测与评价方法包括：步骤1、取某一型号多只石油钢管，按表面锈蚀程度将其由优到差划分组别；步骤2、去除表面易脱落氧化皮并计算石油钢管单位面积内未脱落氧化皮重量M：步骤3、计算步骤1划分各个组别石油钢管单位面积内未脱落氧化皮重量M的平均值；步骤4、根据步骤3的计算结果确定各评判标准所对应石油钢管单位面积内未脱落氧化皮重量M；步骤5、取同一型号的待检测石油钢管，按步骤2计算该石油钢管单位面积内未脱落氧化皮重量M，按照步骤4确定的评判标准，确定该石油钢管的氧化皮严重程度组别。本发明同时提供一种石油钢管氧化皮检测与评价系统。本发明的评判依据更加准确。

Description

一种石油钢管氧化皮检测与评价方法及系统

技术领域

本发明属于石油钢管测试领域，具体涉及一种石油钢管氧化皮检测与评价方法及系统。

背景技术

热轧钢管氧化皮的产生原因实质是钢在加热时，铁原子及合金原子受到炉气中的CO₂、H₂O、O₂作用而被氧化的结果，每加热一次大约有0.5％-3％的钢被氧化形成氧化铁皮。钢管在热加工工序中，钢材表面因随着加热温度的高低、时间长短和加热炉内的气氛而产生不同程度的氧化，形成厚度不一的氧化铁皮。热轧无缝管通常经过加热穿孔轧制和热处理两大热加工工序，温度、时间等方面的变化也必然会在此过程中产生大量氧化铁皮，研究表明，氧化铁皮均由Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO、Fe组成。虽然各工艺中都考虑了除鳞的工艺，即采用高压水和高压气进行冲洗，去除钢管表面氧化皮，但该工艺仅仅能去除钢管表面易脱落氧化皮，但很难彻底清除。

油管和套管是两种重要的石油钢管产品，其表面氧化皮是否要除净，什么状态下可接受的判定依据很少，在API SPEC 5CT中仅要求“9Cr和13Cr产品内表面在最终热处理后应无氧化皮”，而其他产品并未作出详细要求，但在生产实践中，氧化皮的存在危害问题较多。国内外对钢材表面质量有一定的标准要求，如ISO 8501-1和GB/T 8923.1标准《涂覆涂料前钢材表面处理表面清洁度的目视评定第1部分：未涂敷钢基底和涂敷前全面清理后钢基底的锈蚀程度和准备等级》中，根据钢材表面氧化皮覆盖程度和锈蚀状况将其原始锈蚀程度分为优、良、中、差四个等级，但该评判结果仅为目视定性描述，并无定量检测评价。

因此，迫切需要设计一种能应用于实际的、并能定量准确的评价石油钢管氧化皮严重程度的方法，为制造厂、用户、第三方检测机构提供评价参考。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中石油钢管氧化皮覆盖程度和锈蚀状况评判仅为目视定性描述而无定量检测评价方法的问题，提供一种石油钢管氧化皮检测与评价方法及系统，通过对石油钢管局部区域内的氧化皮附着重量进行计算，给出准确的评判标准。

为了实现上述目的，本发明有如下的技术方案：

一种石油钢管氧化皮检测与评价方法，包括以下步骤：

步骤1、粗分：取某一型号多只石油钢管，按表面锈蚀程度将其由优到差划分组别；

步骤2、去除表面易脱落氧化皮并计算石油钢管单位面积内未脱落氧化皮重量M：

M＝D/S，式中S和D分别为待测区域的面积和未脱离氧化皮的重量；

步骤3、计算步骤1划分各个组别石油钢管单位面积内未脱落氧化皮重量M的平均值；

步骤4、确定氧化皮严重程度评判标准：

根据步骤3的计算结果确定各评判标准所对应石油钢管单位面积内未脱落氧化皮重量M；

步骤5、评判：

取同一型号的待检测石油钢管，按步骤2计算该石油钢管单位面积内未脱落氧化皮重量M，按照步骤4确定的评判标准，确定该石油钢管的氧化皮严重程度组别。

优选的，步骤1将按表面锈蚀程度将石油钢管由优到差划分为四个组别，步骤4的评判标准为优、良、中、差；

步骤3计算得到的四个组别石油钢管单位面积内未脱落氧化皮重量M的平均值为P1、P2、P3、P4；在步骤5中，如果M≤P1+(P2-P1)/2则为优，如果P1+(P2-P1)/2﹤M≤P2+(P3-P2)/2则为良，如果P2+(P3-P2)/2﹤M≤P3+(P4-P3)/2则为中，如果M>P3+(P4-P3)/2则为差。

优选的，所述的步骤2包括以下步骤：

2.1)去除石油钢管表面易脱落氧化皮；

2.2)在石油钢管中选择待测区域，并计算待测区域的面积S；

2.3)将待测区域内的未脱离氧化皮剥离收集，进行称重，记录重量D；

2.4)计算待测区域单位面积内未脱落氧化皮重量M，计算式为M＝D/S。

优选的，所述的步骤2中待测区域为固定长度的圆环形区域。

优选的，所述的步骤2去除石油钢管表面易脱落氧化皮的方式为：采用高压水或者高压气进行冲洗。

优选的，所述的步骤1取某一型号至少200只石油钢管进行粗分。

本发明还提供一种石油钢管氧化皮检测与评价系统，包括：

粗分模块，用于将某一型号多只石油钢管，按表面锈蚀程度由优到差划分组别；

未脱落氧化皮重量计算模块，用于在去除石油钢管表面易脱落氧化皮之后，计算石油钢管单位面积内未脱落氧化皮重量M：

未脱落氧化皮重量平均值计算模块，用于计算粗分模块所划分各个组别石油钢管单位面积内未脱落氧化皮重量M的平均值；

氧化皮严重程度评判标准确定模块，用于根据各个组别石油钢管单位面积内未脱落氧化皮重量M的平均值，制定各评判标准所对应石油钢管单位面积内未脱落氧化皮重量M；

评判模块，用于对同一型号的待检测石油钢管，根据该石油钢管单位面积内未脱落氧化皮重量M按照评判标准确定该石油钢管的氧化皮严重程度组别。

相较于现有技术，本发明至少具有如下的有益效果：首先将挑选的钢管粗分，然后通过对石油钢管局部区域内的氧化皮附着重量进行计算，确定氧化皮严重程度评判标准所对应的单位面积内未脱落氧化皮重量，通过单位面积内未脱落氧化皮的重量，进而定量地检测出石油钢管产品氧化皮严重程度并进行评价。本发明结合数学计算对石油钢管氧化皮严重程度进行检测评价，计算方法定量准确，结果直观，有利于产品质量控制和验收。

附图说明

图1是本发明石油钢管氧化皮检测与评价方法的流程图；

图2是本发明选择石油钢管氧化皮待测区域的示意图；

图中：1-未脱离氧化皮；2-待测区域。

具体实施方式

下面结合附图以及实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1所示，本发明提出的一种石油钢管氧化皮检测与评价方法，包括以下步骤：

1)针对某一型号石油钢管产品，挑选存在氧化皮的石油钢管200支，根据目视，按表面锈蚀程度将其由优到差依次粗分为优、良、中、差四个组别；

2)计算石油钢管单位面积内未脱落氧化皮重量；

2.1)采用高压水和高压气进行冲洗，去除石油钢管表面易脱落氧化皮；

2.2)如图2所示，在石油钢管中选择特定的待测区域2，并计算待测区域2的面积S，单位为平方厘米；

其中，待测区域2为一定轴向长度内的圆环形待测区域；

2.3)使用工具将步骤2.2)待测区域2内的未脱离氧化皮1进行剥离收集，采用天平秤进行称重，记录重量D，单位为克；

2.4)计算石油钢管待测区域2单位面积内未脱落氧化皮重量M＝D/S；

3)对四个组别所有石油钢管进行计算，并得到四个组别石油钢管单位面积内未脱落氧化皮重量的平均值，分别为P1、P2、P3、P4；

4)将石油钢管氧化皮严重程度分为优、良、中、差四个等级，根据步骤3)计算出的四个组别石油钢管单位面积内未脱落氧化皮重量的平均数P1、P2、P3、P4，确定评判标准优、良、中、差四个等级所对应的单位面积内未脱落氧化皮重量M；

优：M≤P1+(P2-P1)/2；

良：P1+(P2-P1)/2﹤M≤P2+(P3-P2)/2；

中：P2+(P3-P2)/2﹤M≤P3+(P4-P3)/2；

差：M>P3+(P4-P3)/2；

通过计算200支石油钢管，得出氧化皮严重程度等级划分标准为：

优、良、中、差四个等级单位面积内未脱落氧化皮重量分别为M≤0.01、0.010﹤M≤0.020、0.020﹤M≤0.030、M>0.030。

5)针对同一型号某工厂生产的一支139.70×7.72mm P110 BC套管进行氧化皮检测评价，具体如下：

5.1)采用高压水和高压气进行冲洗，去除套管表面易脱落氧化皮；

5.2)在该套管产品管端内部选择长度l＝10cm的全圆周区域，计算出该区域的面积，S＝πd×l＝3.14×(139.7-7.72×2)/10×10＝390.18cm²；

5.3)使用小铁铲等工具将步骤5.2)中全圆周区域内的未脱离氧化皮1进行剥离收集，采用天平秤进行称重，记录重量D＝7g；

5.4)通过公式计算该套管单位面积内的氧化皮重量M＝D/S＝0.018g/cm²；

5.5)根据步骤4)确定的石油钢管氧化皮严重程度等级评判标准，将步骤5.4)计算结果进行对比，得出的该套管的氧化皮严重程度结果为良。

本实施例针对石油钢管氧化皮无法定量的检测和评价的现状，提出了一种能实际应用、反映准确并能实际应用的石油钢管氧化皮检测和评价方法。此方法通过对石油钢管局部确定范围内的氧化皮附着程度和数量进行检测和计算，可以反映出该石油钢管的氧化皮严重程度。该方法定量地检测出石油钢管产品氧化皮严重程度并进行评价，采用该方法对石油钢管氧化皮严重程度进行检测评价，定量准确，结果直观，有利于产品质量控制和验收。

本发明还提供一种石油钢管氧化皮检测与评价系统，包括：

粗分模块，用于将某一型号多只石油钢管，按表面锈蚀程度由优到差划分组别；

未脱落氧化皮重量计算模块，用于在去除石油钢管表面易脱落氧化皮之后，计算石油钢管单位面积内未脱落氧化皮重量M：

未脱落氧化皮重量平均值计算模块，用于计算粗分模块所划分各个组别石油钢管单位面积内未脱落氧化皮重量M的平均值；

氧化皮严重程度评判标准确定模块，用于根据各个组别石油钢管单位面积内未脱落氧化皮重量M的平均值，制定各评判标准所对应石油钢管单位面积内未脱落氧化皮重量M；

评判模块，用于对同一型号的待检测石油钢管，根据该石油钢管单位面积内未脱落氧化皮重量M按照评判标准确定该石油钢管的氧化皮严重程度组别。

以上所述的仅仅是本发明的较佳实施例，并不用于对本发明进行任何限制，本领域技术人员应当理解的是，在不脱离本发明精神和原则的前提下，该技术方案还可以进行若干简单的修改和替换，这些修改和替换也均属于权利要求书所涵盖的专利保护范围之内。

Claims (7)

1.一种石油钢管氧化皮检测与评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、粗分：取某一型号多只石油钢管，按表面锈蚀程度将其由优到差划分组别；

步骤2、去除表面易脱落氧化皮并计算石油钢管单位面积内未脱落氧化皮重量M：

M＝D/S，式中S和D分别为待测区域的面积和未脱离氧化皮的重量；

步骤3、计算步骤1划分各个组别石油钢管单位面积内未脱落氧化皮重量M的平均值；

步骤4、确定氧化皮严重程度评判标准：

根据步骤3的计算结果确定各评判标准所对应石油钢管单位面积内未脱落氧化皮重量M；

步骤5、评判：

取同一型号的待检测石油钢管，按步骤2计算该石油钢管单位面积内未脱落氧化皮重量M，按照步骤4确定的评判标准，确定该石油钢管的氧化皮严重程度组别。

2.根据权利要求1所述的石油钢管氧化皮检测与评价方法，其特征在于：步骤1将按表面锈蚀程度将石油钢管由优到差划分为四个组别，步骤4的评判标准为优、良、中、差；

步骤3计算得到的四个组别石油钢管单位面积内未脱落氧化皮重量M的平均值为P1、P2、P3、P4；在步骤5中，如果M≤P1+(P2-P1)/2则为优，如果P1+(P2-P1)/2﹤M≤P2+(P3-P2)/2则为良，如果P2+(P3-P2)/2﹤M≤P3+(P4-P3)/2则为中，如果M>P3+(P4-P3)/2则为差。

3.根据权利要求1所述的石油钢管氧化皮检测与评价方法，其特征在于，所述的步骤2包括以下步骤：

2.1)去除石油钢管表面易脱落氧化皮；

2.2)在石油钢管中选择待测区域，并计算待测区域的面积S；

2.3)将待测区域内的未脱离氧化皮剥离收集，进行称重，记录重量D；

2.4)计算待测区域单位面积内未脱落氧化皮重量M，计算式为M＝D/S。

4.根据权利要求1或3所述的石油钢管氧化皮检测与评价方法，其特征在于：

所述的步骤2中待测区域为固定长度的圆环形区域。

5.根据权利要求1所述的石油钢管氧化皮检测与评价方法，其特征在于，所述的步骤2去除石油钢管表面易脱落氧化皮的方式为：采用高压水或者高压气进行冲洗。

6.根据权利要求1所述的石油钢管氧化皮检测与评价方法，其特征在于：

所述的步骤1取某一型号至少200只石油钢管进行粗分。

7.一种石油钢管氧化皮检测与评价系统，其特征在于，包括：

粗分模块，用于将某一型号多只石油钢管，按表面锈蚀程度由优到差划分组别；

未脱落氧化皮重量计算模块，用于在去除石油钢管表面易脱落氧化皮之后，计算石油钢管单位面积内未脱落氧化皮重量M：

未脱落氧化皮重量平均值计算模块，用于计算粗分模块所划分各个组别石油钢管单位面积内未脱落氧化皮重量M的平均值；

氧化皮严重程度评判标准确定模块，用于根据各个组别石油钢管单位面积内未脱落氧化皮重量M的平均值，制定各评判标准所对应石油钢管单位面积内未脱落氧化皮重量M；

评判模块，用于对同一型号的待检测石油钢管，根据该石油钢管单位面积内未脱落氧化皮重量M按照评判标准确定该石油钢管的氧化皮严重程度组别。

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