石油機(jī)械加工質(zhì)量影響因素及控制措施

（蘭石能源裝備工程研究院有限公司，蘭州市，730314） 李旭陽(yáng) 劉文寶 王宏亮

隨著國(guó)家的進(jìn)一步發(fā)展，石油的開(kāi)采量必然會(huì)水漲船高。更多的石油開(kāi)采量必然要求具有更高質(zhì)量的石油設(shè)備，因此，我們必須再次思考如何提升石油機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量。機(jī)械加工是指通過(guò)一種機(jī)械設(shè)備對(duì)工件的外形尺寸或性能進(jìn)行改變的過(guò)程。就我國(guó)機(jī)械加工現(xiàn)狀而言，我們與德國(guó)、日本等一些發(fā)達(dá)國(guó)家在高端機(jī)床制造技術(shù)方面的差距有15～20 年。雖然，近幾年國(guó)內(nèi)企業(yè)也開(kāi)始做高端機(jī)床的集成，但核心技術(shù)如數(shù)控系統(tǒng)主要還掌握在德國(guó)、日本等少數(shù)企業(yè)手里。面對(duì)這一社會(huì)背景，我們不必妄自菲薄，我們需要做的就是認(rèn)清影響石油機(jī)械加工質(zhì)量的因素，針對(duì)這些問(wèn)題提出解決方案，從而提升我國(guó)石油機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量。

1 石油機(jī)械加工質(zhì)量的內(nèi)涵

1.1 幾何質(zhì)量

顧名思義，所謂“幾何質(zhì)量”，就是指機(jī)械的幾何形狀誤差。高質(zhì)量機(jī)械設(shè)備最重要的一個(gè)特征就是具有較高的精密度，幾何質(zhì)量也強(qiáng)調(diào)機(jī)械設(shè)備的高精度。具體而言，機(jī)械加工幾何質(zhì)量就是指機(jī)械加工后的最外層的表面同周邊空間界面的幾何形狀誤差。在實(shí)踐中，我們常常把幾何質(zhì)量劃分為兩個(gè)方面：宏觀幾何質(zhì)量與微觀幾何質(zhì)量。不論是從宏觀角度而言，還是從微觀角度而言，較高的精確度都是必要的，不可偏廢。

1.2 材料性能質(zhì)量

石油開(kāi)采環(huán)境較為惡劣，對(duì)石油機(jī)械加工的質(zhì)量有著較高的要求。較高的機(jī)械性能是指石油機(jī)械在各種環(huán)境（溫度、介質(zhì)、濕度）下承受各種施加載荷（拉伸、壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)、沖擊、交變應(yīng)力等）的考驗(yàn)。

1.3 石油機(jī)械加工表面質(zhì)量

石油機(jī)械加工表面質(zhì)量包含兩個(gè)方面的內(nèi)容：表面的幾何形狀特征和表面層的物理力學(xué)性能。首先，表面的幾何形狀特征從以下幾個(gè)方面度量：表面粗糙度是指加工表面上比較小的間距和峰谷組成的微觀幾何形狀特征，在實(shí)踐過(guò)程中，對(duì)石油機(jī)械加工表面粗糙度的衡量主要采用輪廓算術(shù)平均差；表面波度，主要是指周期性形狀誤差；傷痕，石油機(jī)械加工過(guò)程中，可能會(huì)在表面產(chǎn)生沙眼、劃痕等。其次，石油機(jī)械加工物理力學(xué)性能主要是指表面層的加工冷作硬化。

2 影響石油機(jī)械加工質(zhì)量的因素

正所謂“對(duì)癥下藥”，只有首先明確影響石油機(jī)械加工質(zhì)量的因素，我們才能做到有的放矢。本文認(rèn)為，影響石油機(jī)械加工質(zhì)量的因素主要有如下幾個(gè)方面。

2.1 機(jī)械加工工藝系統(tǒng)原始誤差

原始誤差是機(jī)械加工工藝中很難被避免的一種工藝誤差，導(dǎo)致原始誤差出現(xiàn)的情形極多，從工藝原理到工藝流程，甚至是機(jī)械設(shè)施關(guān)鍵部位的缺損，都會(huì)使得原始誤差出現(xiàn)的可能性大大增加。工藝原理和流程上出現(xiàn)的系統(tǒng)偏差不如機(jī)械設(shè)備在調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的偏差概率大。設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的偏差一般分為以下兩種情況，一是加工工藝系統(tǒng)中存在的原始誤差是同加工表面法線方向一致時(shí)，存在一個(gè)最大值偏差；二是當(dāng)機(jī)械加工工藝原始誤差同加工表面切線方向一致時(shí)，存在一個(gè)最小值偏差。針對(duì)這兩種偏差，通常引入一個(gè)概念叫做誤差敏感方向，即機(jī)械加工領(lǐng)域中將影響加工精度最大的方向。在機(jī)械加工中如果原始誤差方向同誤差敏感方向相同時(shí)，對(duì)加工精度影響最為嚴(yán)重。

2.2 工藝系統(tǒng)原始誤差對(duì)加工精度的影響

原始誤差的出現(xiàn)對(duì)加工過(guò)程造成了很大的損失，例如上文所寫(xiě)的工藝原理誤差，就是因?yàn)楣に噸徫幌嚓P(guān)人員對(duì)工藝認(rèn)知不夠?qū)е碌募庸じ痉椒ㄉ铣霈F(xiàn)的遺漏、偏差，這個(gè)結(jié)果會(huì)直接導(dǎo)致加工精度不足的情況，甚至?xí)绊懽罱K成品的質(zhì)量。其次是工藝流程的偏差，對(duì)于部分原材，切削的方式和先后，都會(huì)直接影響加工精度。其中工藝流程偏差還會(huì)涉及到輔助工具的使用，例如千分尺、卡尺，這些輔助工具的使用也會(huì)引起測(cè)量數(shù)據(jù)的失真導(dǎo)致誤差。

3 石油機(jī)械加工質(zhì)量控制措施

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，可持續(xù)發(fā)展的觀念已經(jīng)深入人心。對(duì)于石油井下作業(yè)人員來(lái)說(shuō)，樹(shù)立可持續(xù)發(fā)展觀念勢(shì)在必行，這是獲得長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的基礎(chǔ)。為此，石油井下作業(yè)業(yè)務(wù)可以從以下幾個(gè)方面做出改善。

3.1 做好作業(yè)人員的培訓(xùn)管理，提升作業(yè)隊(duì)伍能力以及素質(zhì)

作為石油機(jī)械加工的主要參與人員，工人的素質(zhì)與能力對(duì)于整體質(zhì)量有著舉足輕重的作用，為此，企業(yè)要做好人員的培訓(xùn)工作。在培訓(xùn)中，要著重講解工作標(biāo)準(zhǔn)以及石油機(jī)械的加工要求，開(kāi)設(shè)考核制度，只有合格員工才可以上崗。這樣可以保證施工人員真真切切地掌握必要的施工技術(shù)，并且將施工標(biāo)準(zhǔn)銘記于心。除此之外，提升作業(yè)人員的素質(zhì)與安全意識(shí)也是一項(xiàng)必要的工作，對(duì)每一環(huán)節(jié)的施工要點(diǎn)都要給第一線的施工人員做好普及工作。使工作人員切切實(shí)實(shí)地掌握必要的施工質(zhì)量保障要素，強(qiáng)化技術(shù)革新、組織建設(shè)、工序標(biāo)準(zhǔn)、安全生產(chǎn)等關(guān)鍵要素的認(rèn)識(shí)。

3.2 實(shí)行全面的質(zhì)量管理，防患于未然

全面質(zhì)量管理強(qiáng)調(diào)從源頭到產(chǎn)品售出全過(guò)程都要進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量管理。其核心觀點(diǎn)是，好的質(zhì)量是生產(chǎn)出來(lái)的，而非檢查出來(lái)的。此外，強(qiáng)調(diào)每個(gè)環(huán)節(jié)都要進(jìn)行質(zhì)量管理并不意味著事后檢驗(yàn)不重要，企業(yè)的質(zhì)量監(jiān)督部門(mén)要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)，保證每一個(gè)結(jié)構(gòu)和性能都合格，甚至高于標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)還需質(zhì)量監(jiān)管部門(mén)從原材料進(jìn)廠，生產(chǎn)制造的過(guò)程中嚴(yán)格把控過(guò)程控制，就已發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題做好PDCA管理。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，提高質(zhì)量就是提高企業(yè)的活力與生命力。從目前我國(guó)石油機(jī)械加工現(xiàn)狀來(lái)看，還存在著較多的問(wèn)題，這些問(wèn)題的改善需要全體工作人員的努力。只有其切切實(shí)實(shí)地把質(zhì)量意識(shí)、安全意識(shí)及可持續(xù)發(fā)展意識(shí)擺在首位，才會(huì)從根本上提升企業(yè)的生命力。為此可以從以上幾個(gè)方面做出努力，望這些對(duì)策能在實(shí)踐過(guò)程中得到運(yùn)用。