石油鉆采機(jī)械產(chǎn)品鑄件的質(zhì)量控制

魏亞迪

石油鉆采機(jī)械產(chǎn)品鑄件的質(zhì)量控制

魏亞迪

（蘭州蘭石石油裝備工程有限公司質(zhì)量管理部，甘肅蘭州730314）

鑄件產(chǎn)品在石油鉆采機(jī)械設(shè)備及其相關(guān)領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛，合格的鑄件是企業(yè)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的保證。由于鑄件在石油鉆采機(jī)械中采用單件小批量鑄造，鑄件的質(zhì)量不可避免受到設(shè)備能力、工藝方法、人員素質(zhì)、原材料質(zhì)量、管理方式等因素的影響。本論述依據(jù)APISpecQ1《石油天然氣行業(yè)制造企業(yè)質(zhì)量管理體系規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)中產(chǎn)品生產(chǎn)過程控制對鑄件產(chǎn)品的相關(guān)要求，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐，圍繞鑄件毛坯制造到加工過程控制要點(diǎn)及方法，詳細(xì)闡述了鑄件毛坯生產(chǎn)制造關(guān)鍵工序質(zhì)量控制要素，進(jìn)廠檢驗(yàn)質(zhì)量控制要素，鑄件加工過程中缺陷返修控制要素，鑄件不合格品管理具體措施。

石油鉆采機(jī)械；鑄件；質(zhì)量控制；關(guān)鍵工序質(zhì)量控制

石油鉆采機(jī)械使用的鑄件種類繁多、形狀各異，一般為單件小批量鑄造。本論述依據(jù)APISpecQ1《石油天然氣行業(yè)制造企業(yè)質(zhì)量管理體系規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合蘭州蘭石石油裝備工程有限公司實(shí)際建立的質(zhì)量管理體系，從鑄件毛坯的分類、供應(yīng)商管理控制、進(jìn)廠檢驗(yàn)控制、返修控制、不合格品管理控制等方面闡述了鑄件的質(zhì)量控制應(yīng)關(guān)注的要素。

1　鑄件毛坯的分類

石油鉆采機(jī)械產(chǎn)品中鑄件，根據(jù)所用金屬材料的不同，分為鑄鋼件、鑄鐵件（灰鐵、球鐵）、有色鑄件。

鑄鋼件：普通碳素鋼鑄件，如結(jié)構(gòu)零部件；合金鋼鑄件，如受力零部件。

鑄鐵件：灰鑄鐵件，如耐磨、減震零部件；球墨鑄鐵，如受力、強(qiáng)度、韌性、耐磨性要求較高的零部件。

有色鑄件：鑄鋁件，如各種軸承蓋等；鑄銅件，如各種軸承套等。

根據(jù)鑄件對最終產(chǎn)品特性的影響程度，將其分為關(guān)鍵鑄件和非關(guān)鍵鑄件兩類：

關(guān)鍵零部件鑄件：承受重載荷或中等載荷，工作條件復(fù)雜，用于構(gòu)成鉆采產(chǎn)品部機(jī)關(guān)鍵部位或者重要部位的鑄件，鑄件損壞將直接影響產(chǎn)品的使用及整機(jī)安全，可能導(dǎo)致顧客嚴(yán)重或較重投訴。

非關(guān)鍵零部件鑄件：承受輕載荷或者不承受載荷，工作條件簡單，用于構(gòu)成成鉆采產(chǎn)品部機(jī)一般部位的鑄件，鑄件損壞對產(chǎn)品質(zhì)量影響較小，并且在出現(xiàn)問題后容易采取糾正措施。

2　供應(yīng)商管理控制

鑄件的供應(yīng)商應(yīng)在公司最新版本“合格供方名單”中，供應(yīng)商應(yīng)對所有質(zhì)量控制工作制定指導(dǎo)性文件來規(guī)范操作行為，對參與質(zhì)量控制人員應(yīng)進(jìn)行培訓(xùn)和評定，確保鑄件生產(chǎn)的全過程能得到有效的質(zhì)量控制。對于關(guān)鍵鑄件的供應(yīng)商需到現(xiàn)場進(jìn)行考察，制定關(guān)鍵工序的檢驗(yàn)停留點(diǎn)，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注以下關(guān)鍵工序：

2.1造型工序

控制模型、扣箱尺寸，重要尺寸用樣板檢測并保持型腔清潔度；制作的砂型、砂芯涂料遍數(shù)是否符合圖紙及工藝要求。

2.2冶煉工序

控制爐前化份，P、S、H、O、N含量及夾雜物；控制出爐溫度、澆注溫度、澆注速度，必要時點(diǎn)澆冒口。

2.3清整工序

控制打箱時間，帶溫切割冒口溫度、修毛邊、刺粘砂。

2.4熱處理工序

控制擺放位置及方式不易使鑄件變形，鑄件要放在墊鐵上并留出熱循環(huán)空間；控制升溫速度和保溫時間；試棒隨鑄件同爐進(jìn)行熱處理。

2.5補(bǔ)焊工序

控制清除缺陷形成焊補(bǔ)坡口，是否按焊補(bǔ)工藝規(guī)程要求施焊及焊后熱處理，重大焊補(bǔ)須提供相應(yīng)探傷報告與記錄圖；焊補(bǔ)須在最終熱處理前進(jìn)行。

2.6無損檢測工序

探傷報告（記錄）應(yīng)附帶區(qū)域圖、缺陷位置及范圍，并在實(shí)物上作出標(biāo)注或提示；應(yīng)在最終熱處理后的24h進(jìn)行。

3　進(jìn)廠檢驗(yàn)控制

對鑄件毛坯進(jìn)廠檢驗(yàn)的加強(qiáng)，一方面可以杜絕不合格的鑄件毛坯進(jìn)入生產(chǎn)環(huán)節(jié)，給生產(chǎn)造成不必要的加工損失，進(jìn)而影響后續(xù)生產(chǎn)進(jìn)度；另一方面可以收集不合格缺陷特征，有針對性地為供應(yīng)商在后續(xù)鑄件毛坯生產(chǎn)中提供借鑒，提高產(chǎn)品質(zhì)量。進(jìn)廠檢驗(yàn)主要控制鑄件質(zhì)量文件資料、外觀質(zhì)量、幾何尺寸與形狀、鑄件試塊、鑄件內(nèi)在質(zhì)量。

3.1鑄件質(zhì)量文件資料審核

進(jìn)廠檢驗(yàn)人員在鑄件毛坯入庫的同時，核查采購部門、供貨廠家所提交的采購合同及其技術(shù)協(xié)議、質(zhì)量證明書等文件是否齊全、有效；核查鑄件毛坯質(zhì)量證明書中所列項目及質(zhì)量指標(biāo)的符合性；核查鑄件毛坯的追溯號標(biāo)識、數(shù)量、材料牌號、爐批號、理化檢測報告、熱處理報告、無損檢測報告等與質(zhì)量證明書、采購合同、采購規(guī)范、技術(shù)文件要求的一致性。

3.2鑄件的外觀質(zhì)量檢驗(yàn)、幾何尺寸與形狀的檢驗(yàn)

鑄件的外觀質(zhì)量可用目視或放大鏡檢驗(yàn)，必要時可采用著色探傷、磁粉探傷、煤油浸潤等方法，主要檢驗(yàn)鑄件表面的裂紋、縮孔、氣孔、粘砂、砂眼、冷隔、結(jié)疤、起皮、渣眼、鐵豆、澆不足等缺陷，氧化皮的清理和鑄件表面粗糙度。

鑄件的幾何尺寸與形狀的檢驗(yàn)采取隨機(jī)抽樣方法檢驗(yàn)，必要時可在平臺上劃線，主要檢驗(yàn)鑄件毛坯尺寸、澆冒口剩余量、錯箱、偏芯、毛邊、多肉、抬箱、變形、損傷等，對于圖樣、規(guī)范有特殊要求的尺寸，用專用檢測樣板逐件檢驗(yàn)。進(jìn)廠檢驗(yàn)人員可根據(jù)供應(yīng)商產(chǎn)品質(zhì)量波動的狀況，增加（或減少）抽檢比例和檢驗(yàn)項目，首批次供貨的毛坯生產(chǎn)廠家的鑄件，或長期供貨的毛坯生產(chǎn)廠家的模型大修或修改后，須提供鑄件全尺寸劃線檢驗(yàn)單。

3.3鑄件的試塊檢驗(yàn)

鑄件的試塊應(yīng)有追溯標(biāo)識，可單獨(dú)澆鑄，也可本體附鑄，也允許在鑄件本身上切取，但必須與產(chǎn)品同爐澆鑄同爐熱處理。單鑄試塊的形狀尺寸應(yīng)符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。對關(guān)鍵鑄件產(chǎn)品應(yīng)提供復(fù)驗(yàn)或后序熱處理用試塊，試塊數(shù)量應(yīng)滿足三次理化檢驗(yàn)使用。

3.4鑄件的內(nèi)在質(zhì)量檢驗(yàn)

鑄件毛坯的內(nèi)在質(zhì)量檢驗(yàn)，主要以驗(yàn)證鑄件毛坯生產(chǎn)廠家提供的化學(xué)成分、力學(xué)性能及無損探傷報告為主。首次供貨的毛坯生產(chǎn)廠家的鑄件，應(yīng)按同冶煉同熱處理批次進(jìn)行化學(xué)成分和力學(xué)性能的復(fù)驗(yàn)，復(fù)驗(yàn)應(yīng)委托具有國家實(shí)驗(yàn)室資質(zhì)的第三方檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)進(jìn)行，復(fù)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)規(guī)范的要求，對有無損探傷要求的鑄件，應(yīng)委托具有無損檢測資質(zhì)的第三方人員進(jìn)行。

為了控制供應(yīng)商鑄件的質(zhì)量波動情況，應(yīng)不定期對供方提供的鑄件進(jìn)行化學(xué)成分或力學(xué)性能的復(fù)驗(yàn)；供應(yīng)商所供鑄件在公司以往使用中發(fā)生過質(zhì)量問題或上批次復(fù)驗(yàn)有不合格情況發(fā)生時，以同質(zhì)量等級、同規(guī)格、同爐批號加大復(fù)驗(yàn)力度。

4　返修控制

石油鉆采機(jī)械產(chǎn)品鑄件的生產(chǎn)性質(zhì)決定了鑄件的質(zhì)量不可避免受到生產(chǎn)設(shè)備設(shè)施、工藝工裝、人員素質(zhì)、原材料、管理方式等影響，后續(xù)加工過程中可能出現(xiàn)質(zhì)量缺陷，需要進(jìn)行返修，鑄件產(chǎn)品的缺陷應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的特性制定具體的返修方案。

鑄件在加工過程中出現(xiàn)的鑄造質(zhì)量缺陷，根據(jù)缺陷出現(xiàn)在產(chǎn)品的部位不同，可分為主要部位缺陷與非主要部位缺陷；根據(jù)缺陷的性質(zhì)不同，可分為孔狀夾渣與裂紋；根據(jù)缺陷的大小及分布，可分為不需要補(bǔ)焊缺陷、允許補(bǔ)焊缺陷與不允許補(bǔ)焊缺陷。加工后經(jīng)補(bǔ)焊會引起變形不能保證尺寸要求，或影響使用性能，或鋼水脫氧不良造成鑄件的針孔狀缺陷是不允許補(bǔ)焊返修的。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，根據(jù)缺陷的部位、性質(zhì)、大小及分布，具體產(chǎn)品需制定具體的返修控制措施。一般鑄件補(bǔ)焊返修原則：最終熱處理與精加工前進(jìn)行，以便補(bǔ)焊后應(yīng)力的完全釋放，保證加工精度；能加工后消除或者減小的缺陷，需加工后進(jìn)行補(bǔ)焊返修，減小返修面積，保證返修質(zhì)量。

鑄件的返修過程控制是保證返修質(zhì)量的關(guān)鍵。鑄件補(bǔ)焊前需將缺陷清理干凈，開出圓滑坡口，打磨出金屬光澤，表面無損檢測合格后方可施焊。補(bǔ)焊應(yīng)按適宜的《補(bǔ)焊操作工藝規(guī)程》來進(jìn)行，嚴(yán)格控制施焊電流、施焊速度。施焊時，采用多層多道焊，邊焊邊錘擊焊道表面，以釋放應(yīng)力，焊后應(yīng)進(jìn)行保溫或者熱處理，進(jìn)一步釋放焊接應(yīng)力。焊工應(yīng)具有國家技能鑒定機(jī)構(gòu)認(rèn)可的資質(zhì)和等級證書/證明文件。返修過程中缺陷的大小、補(bǔ)焊的位置、焊條牌號、施工人員、檢驗(yàn)人員要有書面的記錄。

5　不合格品管理控制

加強(qiáng)對鑄件生產(chǎn)到產(chǎn)品加工過程的不合格品控制，一方面不僅能保證鑄件產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，杜絕劣質(zhì)鑄件產(chǎn)品用在石油鉆采機(jī)械產(chǎn)品上；另一方面可以收集不合格產(chǎn)品缺陷特征，有針對性地在后續(xù)產(chǎn)品鑄造生產(chǎn)中提供借鑒，提高產(chǎn)品的優(yōu)良率。具體的控制措施如下：

（1）供應(yīng)商、進(jìn)場檢驗(yàn)、加工車間應(yīng)建立不合格品臺賬，記錄不合格品的特征；

（2）不合格品通知/處理單中相關(guān)設(shè)計、工藝、質(zhì)量人員簽字要齊全且相關(guān)資料要保存；

（3）不合格產(chǎn)品必須在實(shí)物上做出不合格標(biāo)識并將其放入不合格品隔離區(qū)，及時通知相關(guān)單位處理；

（4）收集不合格品缺陷特征，對不合格產(chǎn)品產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，及時改善和糾正生產(chǎn)過程中的不足。

6　結(jié)束語

全面的質(zhì)量控制是保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要條件和手段。在對石油鉆采機(jī)械產(chǎn)品鑄件生產(chǎn)到產(chǎn)品加工的過程質(zhì)量控制中，需綜合考慮各質(zhì)量控制要素對最終產(chǎn)品質(zhì)量的影響，確保每個要素在生產(chǎn)過程中得到有效的控制，避免不合格產(chǎn)品入庫、流轉(zhuǎn)進(jìn)入下一道工序。同時，還需對特殊的產(chǎn)品制定詳細(xì)的質(zhì)量控制流程，與企業(yè)已建立的質(zhì)量管理模式相結(jié)合，從而滿足客戶需求。

［1］APISpecQ1-2013.石油天然氣行業(yè)制造企業(yè)質(zhì)量管理體系規(guī)范（中文版）［S］.北京：石油工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化研究所，2013.

［2］中國機(jī)械工程學(xué)會鑄造分會．鑄造手冊［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.

［3］MSSSP-55-2006QualityStandardforSteelCastingsfor Valves，F(xiàn)langesandFittingsandOtherPipingComponents -VisualMethodforEvaluationofSurfaceIrregularities［S］. ManufacturersStandardisationSociety，2006.

［4］中國機(jī)械工程學(xué)會鑄造分會.鑄造缺陷及其對策［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

［5］張純義.談生產(chǎn)企業(yè)不合格品的管理［J］.機(jī)械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量，2000（10）.

［6］王洪光.實(shí)用焊接工藝手冊［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.

TE92

A

10.3969/j.issn.1672-6375.2016.09.010

2016-6-27

魏亞迪（1989-），男，漢族，河北辛集人，大學(xué)本科，助理工程師，主要從事石油鉆采機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量方面的工作。