旋轉臺肩式螺紋檢測

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旋轉臺肩式螺紋檢測項目詳解

一、幾何尺寸檢測

1. 螺距（Pitch）

   • 檢測內容：測量相鄰螺紋牙頂或牙底間的軸向距離。
   • 工具：螺距規(guī)、光學投影儀、三坐標測量機（CMM）。
   • 標準：API SPEC 7-2規(guī)定螺距誤差需在±0.025 mm范圍內。

2. 錐度（Taper）

   • 檢測內容：螺紋整體錐度（如1:6或1:4）及局部錐度一致性。
   • 方法：使用錐度規(guī)或CMM測量螺紋中徑的錐度變化。
   • 影響：錐度偏差會導致應力集中，加速螺紋磨損。

3. 齒高（Thread Height）

   • 檢測內容：螺紋牙頂?shù)窖赖椎拇怪备叨取?/li>
   • 工具：齒高規(guī)、顯微鏡。
   • 允差：通常不超過設計值的±5%。

4. 螺紋角（Thread Angle）

   • 檢測內容：螺紋牙型角度（如API標準為60°）。
   • 方法：投影儀或專用角度測量儀比對標準模板。

5. 中徑（Pitch Diameter）

   • 檢測內容：螺紋的理論配合直徑，影響旋合緊密度。
   • 工具：三針測量法或CMM。

二、表面質量檢測

1. 目視檢查（VT）

   • 缺陷類型：裂紋、銹蝕、機械損傷（如磕碰、劃痕）。
   • 標準：API RP 7G規(guī)定表面不允許存在影響密封的缺陷。

2. 無損檢測（NDT）

   • 磁粉檢測（MT）：檢測表面及近表面裂紋，適用于鐵磁性材料。
   • 滲透檢測（PT）：用于非磁性材料的表面開口缺陷。
   • 超聲波檢測（UT）：探測內部缺陷（如氣孔、夾雜）。

三、密封性能測試

1. 氣密性試驗

   • 方法：在螺紋連接處施加壓縮空氣（壓力通常為20-30 MPa），保壓5分鐘無泄漏。
   • 工具：高壓氣密試驗機。

2. 液壓試驗

   • 工況模擬：采用液壓油加壓至額定壓力的1.5倍，檢測密封面滲漏情況。

四、扭矩性能測試

1. 上扣扭矩試驗

   • 目的：驗證螺紋旋緊時的扭矩-預緊力關系。
   • 設備：動態(tài)扭矩測試機。
   • 標準：API SPEC 7-1規(guī)定佳上扣扭矩范圍，避免過擰導致螺紋變形。

2. 抗扭強度測試

   • 方法：施加極限扭矩至螺紋失效，評估其大承載能力。

五、材料性能檢測

1. 硬度測試

   • 儀器：洛氏硬度計（HRC）或布氏硬度計（HB）。
   • 要求：通常為HRC 22-35，過高易脆裂，過低易磨損。

2. 金相分析

   • 檢測內容：材料微觀組織（如回火馬氏體）、脫碳層深度。
   • 影響：脫碳會降低表面硬度和疲勞強度。

3. 化學成分分析

   • 方法：光譜分析儀檢測合金元素（如Cr、Mo、Ni）含量是否符合API標準。

六、臺肩面檢測

1. 平面度檢測

   • 工具：精密平晶、千分表。
   • 允差：通常≤0.025 mm，確保旋合后應力均勻分布。

2. 表面粗糙度

   • 參數(shù)：Ra≤1.6 μm，過高會增加摩擦，降低密封性。

七、安裝后整體檢查

• 同軸度：使用對中儀檢測螺紋連接后的軸線偏差（≤0.05 mm/m）。
• 動態(tài)密封測試：模擬井下振動、溫度變化下的泄漏情況。

常見缺陷及影響

缺陷類型	產生原因	后果
螺紋粘扣	潤滑不足或過扭矩	密封失效、連接松動
臺肩面磨損	重復拆裝或異物侵入	應力不均、疲勞斷裂
根部裂紋	應力腐蝕或過載	突發(fā)性斷裂風險

檢測標準依據(jù)

• API SPEC 7-1：旋轉臺肩式螺紋設計及制造要求。
• API SPEC 7-2：螺紋檢測方法及驗收準則。
• ISO 10424-2：石油天然氣工業(yè)用螺紋連接的標準。

結論

旋轉臺肩式螺紋的檢測需覆蓋幾何精度、材料性能、動態(tài)密封等多維度，任何疏漏均可能引發(fā)井下事故。隨著自動化檢測技術（如AI視覺識別、在線監(jiān)測系統(tǒng)）的普及，檢測效率和準確性顯著提升，但人工復檢仍是保障可靠性的必要環(huán)節(jié)。定期維護與標準化檢測流程是延長螺紋壽命的核心措施。

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