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上海精规石油设备有限公司

专业提供API石油螺纹量规、单项仪、锥度规,石墨电极量规

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API知识

API圆螺纹套管螺纹检验

API圆螺纹套管螺纹检验

1.          总则

本文适用于按API 5B标准,并依据宝钢分公司钢管厂制定的内控标准生产的圆螺纹套管,包括了螺纹尺寸要求、螺纹测量方法、螺纹测量单项仪的使用和方法及以质量要求,S13密封槽。

2.          检验项目

检验项目分专项检查项目和常规检验

2.1.     专项检查项目:外观检查、锥度、螺距、齿高、紧密距、外螺纹有效螺纹长度、内螺纹同轴度。

2.2.     常规检验项目

检验项目

检验量具

备注

管体

外螺纹长度

板规

螺纹起始扣倒角角度

板规

管端至三角形标记底边长度

深度游标卡尺

平行于螺纹轴线测量

接箍

Q孔尺寸

板规

长度  外径

板规

承载面宽度

钢直尺

镗孔面至接箍端面与外倒角相交点的距离

螺纹起始扣倒角角度

板规

3.          检验前的准备

3.1.     量具准备

检验前根据所检产品规格,准备相应的量具量规及板规,并对量具进行有效性的检查及校对,单项仪的检查及查对见单项参数检验,同时应检查量具的编号,有效期及合格证是否齐全。

3.2.     待检产品准备

检验前,先用压缩空气将残留在螺纹表面的乳化液、铁屑等异物吹干净。用工业百洁布或气动纸砂轮打磨去除螺纹表面、螺纹始端和特殊的毛刺和尖锐边缘。螺纹始端的严重翻边必须去除。修磨后,应先用回丝擦干螺纹表面,再用压缩空气吹净螺纹表面上残留的金属粉末、铁屑等异物。

4.          螺纹检验

4.1.     测量位置

4.1.1.    首牙完整螺纹的定位

对于外螺纹是最靠近倒角的螺纹,对于内螺纹是最靠近端面的螺纹。且其齿根两侧各有一个全顶螺纹。

4.1.2.  末牙完整螺纹的定位

圆螺纹套管是管端至螺纹消失点实测长度减去12.70mm处,即螺纹参数控制长度TECL,内螺纹末牙完整螺纹的位置:在距离油、套管接箍中心J+1牙处。

4.2.测量间距

4.2.1.  齿高测量间距

检测内外螺纹时,测量应在首牙完整螺纹和末牙完整螺纹之间以1英寸为间距进行,测量接触点不超过末牙完整螺纹位置。

4.2.2.  螺距和锥度测量间距

4.2.2.1.    普通间距

检测内外螺纹螺距和锥度时,应从首牙完整螺纹或末牙完整螺纹之间以1英寸为间距进行,如果最后若干牙螺纹不足一个测量间距,则与前一测量间距重叠测量。测量接触点不得超出末牙完整螺纹位置。

4.2.2.2.    螺纹螺距间距

检测内外螺纹螺距累积误差应在首牙完整螺纹和末牙完整螺纹间某一间距内进行,该间距长度等于0.5英寸的最大倍数。

5.          检验方法与质量要求

5.1.     外观检验

5.1.1.    采用视觉、手感等方法进行检验

5.1.2.    检验频度

每件

5.1.3.    质量要求

从管端起,在外螺纹全顶螺纹的最小长度(Lc)范围内和接箍端面至接箍中心J+1牙的平面内,螺纹应无明显的撕裂、刀伤、划痕、铁屑镏、台肩、波纹或破坏螺纹连续性的任何缺欠,外螺纹起始点应位于管端倒角面上并距管端面大于1mm,螺纹加工应具有一定的牙形和尺寸精度及粗糙度,以便经牢固机紧后能做到紧密连接并能承受4次机紧上卸扣操作而不损伤螺纹,同时接箍外表和距公扣管端300mm内不允许存在肉眼可见的缺陷。

5.2.     锥度检验

5.2.1.    锥度定义

API圆螺纹套管螺纹锥度的定义是螺纹中径的增加量,单位为in/inmm/in

5.2.2.    检查和调整量规

5.2.2.1.    检查和调整量规的有效性

选配锥度规的可调测量臂,API圆螺纹套管测头为球形,测头直径1.89mm,设置适当的间距,使锥度规能够测量工件的最小和最大部份。

5.2.3.    测量步骤

将锥度规上的固定球形测头放在第一牙完整螺纹的牙槽内,而把活动测头放在对侧同一螺纹的牙槽内,保持固定测头不动,活动测头作小圆弧摆动;调节指示表使零位与最大读数重合。锥度规沿同一条圆锥母线轴向移动规定的间距,以同样的方法小圆弧摆动活动测头,此时指示表上的示值即为该规定的间距内的锥度值。

5.2.4.    检验频度

每班首检三件外,检验频度不得低于10%,当设备发生故障或者更新加工程序重新加工时,应按首件进行检验,当抽检中发现锥度不合,必须往前逐根检验,直至合格。

5.2.5.    质量要求

规格

锥度   in/in(mm/in)

标准值

允许偏差

API

内控

7

0.0625

(1.59)

+0.0052(+0.132)

-0.0026(-0.066)

+0.0026(0.066)

-0.0013(-0.33)

>7

0.0625

(1.59)

+0.0052(+0.132)

-0.0026(-0.066)

+0.0052(+0.132)

-0.0026(-0.066)

5.3.     螺距检验

5.3.1.    螺距定义

螺距定义:螺纹上某一点至相邻螺纹上对应点之间的距离,测量时须平行于螺轴线。

5.3.2.  检验和调整量规

正确选配螺距规测头,API圆螺纹套管测头为球形,测头直径1.829mm,调整固定测头,使测头间距等于待测螺纹的间距。使用螺距标准样块,将螺距规指示表校零。

5.3.3.    螺距测量步骤

量规测头置于相应的螺纹槽内,以固定测头为轴心,在测量线的两侧旋转一小圆弧,读出的正或负的读数,就是螺距误差。

5.3.4.    测量频度

每班首检三件外,检验频度不得低于10%,当设备发生故障重新加工时,应按首件进行检验,当抽检中发现螺距不合,必须往前逐根检验,直至合格。

5.3.5.    质量要求

规格

螺距  in/in(mm/in)

标准值

允许偏差

API

内控

in

累计

in

累计

7

3.175

±0.0762

±0.0152

±0.038

±0.076

>7

3.175

±0.0762

±0.0152

±0.051

±0.102

5.4.     齿高检验

5.4.1.    齿高定义

螺纹牙顶与牙底之间垂直于螺纹轴线的距离。

5.4.2.    检查和调整量规

5.4.2.1.    检查齿高量规及标准样块的有效性

选配齿高量规的测头,圆螺纹齿高量规测头为锥形,最大锥角50°,测头尺寸和形状不得接触被测螺纹的侧面。量规应根据所测螺纹采用相应的U型槽校对。量规测头置入相应槽内时,量规测砧应置于标准样块相应平面上,然后左右两侧小幅摆动量规,当指针在最小读数处停止摆动时,即转动指示表盘使零位与指针重合。量规还应根据所测螺纹置入相应的V型槽内比对,量规在标准样块的V型槽与U型槽校对的读数变动不得超过0.0005in(0.013mm),如果超出,则测头可能已磨损,应予以更换。

5.4.3.    齿高测量步骤

量规测头置入相应螺纹槽内,同时,测砧应平行于螺纹轴线并置于相邻的螺纹牙顶上(避开不完整螺纹),然后将量规在垂直于圆锥母线的位置两侧作小圆弧左右摆动,当指针在某平衡点处停止摆动时,此读数即为齿高误差。

5.4.4.    检验频度

每班首检三件外,检验频度不得低于10%,当设备发生故障重新加工时或更换梳刀后,应按首件进行检验,当抽检中发现齿高不合,必须往前逐根检验,直至合格。

5.4.5.    质量要求

规格

标准值

允许偏差

API

内控

7

1.81

+0.508

-0.102

+0.025

-0.051

>7

1.81

+0.508

-0.102

+0.034

-0.068

5.5.     综合测量(紧密距)

5.5.1.    定义

紧密距为螺纹手紧面的中径和螺纹单项参数的综合尺寸体现。

5.5.2.    测量前的准备工作

根据不同规格选用经过校对的螺纹环规或螺纹塞规,计算紧密距检验使用值及合格范围。并用压缩空气吹净后待用。环规对管端紧密距为P和P1,塞规对接箍端面或内螺纹端面的紧密距为A和A+(S1-S)。

5.5.3.    测量步骤

使用量规前应确认工件螺纹表面的毛刺已得到有效去除,并用压缩空气吹净工件的螺纹表面及量规螺纹表面。然后用均匀的力手紧至螺纹啮合,测量P值或A值。

5.5.4.    测量频度

每班首检三件外,测量频度不得低于20%,当更换刀具、调整刀补值或设备发生故障重新加工时,应按首件进行检验,直至紧密距合格并数值稳定,当抽检中发现紧密距不合,必须往前逐件检验直至合格。

5.5.5.    质量要求

单位:mm

规格

紧密距

A

允许偏差

API

内控

PP1

S1-S

PP1

S1-S

7

9.525

± 3.175

±3.175

±1.59

±2.0

5/8

11.113①

± 3.175

±3.175

2.12

2.12

12.70

± 3.175

±3.175

2.12

2.12

103/4

11.113①

± 3.175

±3.175

2.12

2.12

12.70

± 3.175

±3.175

2.12

2.12

133/8

11.113①

± 3.175

±3.175

2.12

2.12

12.70

± 3.175

±3.175

2.12

2.12

16″

11.113

± 3.175

±3.175

2.12

2.12

185/8

11.113

± 3.175

±3.175

2.12

2.12

20″

12.7

± 3.175

±3.175

2.12

2.12

注:①适用于低于P110钢级的接箍。

   适用于P110钢级或理高钢级的接箍。

5.6.     有效螺纹长度L2

5.6.1.    有效螺纹长度定义

有效螺纹长度指公螺纹从管端起至有效螺纹长度截面位置的距离,即管端至螺纹12°退刀点的距离。

5.6.2.    检查量具

使用L2专用量具和适当量程的深度游标卡尺进行检验。使用前,应检查这些量具的有效性。

5.6.3.    测量步骤

L2专用量具的表座底部坐在工件完整螺纹上,测头置入完整螺纹牙槽底部,转动百分表盘使长指针与零位重合(同时观察短指针所指位置),然后往螺尾方向逐牙轴向移动检测装置,采用表座底部坐在工件螺纹上,测头置入螺纹牙槽底部的方法测量,直至长指针在某牙偏离零位,指示增量时,随即平稳、缓慢地逆时针周向移动量具,直至长指针在“某点位置”时复归零位(此时短指针也应复归原位),即以该“某点位置”为退刀点,标记该点,用深度游标卡尺测量管端至该点的距离,即为工件有效螺纹长度。

5.6.4.    检验频度

每班首检三件外,当更换加工程序或修正Z方向刀补后必须检查L2长度。

5.6.5.    质量要求

规格

螺纹有效长度±1.59mm

外径

壁厚

长螺纹

短螺纹

1/2

5.21

/

43.56

其余

68.96

59.44

5″

5.59

/

56.261

其余

78.49

62.61

1/2

全部

81.66

65.79

7″

5.87

/

53.09

其余

94.36

72.14

5/8

全部

113.41

78.49

103/4

7.09

/

62.61

其余

/

81.66

133/8

全部

/

81.66

16″

全部

/

94.36

185/8

11.05

/

94.36

20″

全部

126.11

94.36

5.7.     接箍螺纹同轴度

5.7.1.    接箍螺纹同轴度定义

接箍两端螺纹圆锥轴线应呈一直线贯穿,可用以下量表示:

角度位移:被测接箍的一个或二个螺纹圆锥相对于轴线中心的角度偏差;

同心度:被测接箍的一个或二个螺纹圆锥相对于轴线中心的同心度偏差。

5.7.2.    检查和调整量规

正确选配同轴度规测头,量规测头为球形,测头直径1.829mm

5.7.3.    同轴度测量步骤

使用前应检查量规的有效性。测量时将两测头平行于螺纹轴线置于螺纹槽内,两侧的测头距接箍中心的距离应相等,且该距离不小于2J+2P,然后沿着螺纹槽旋转一周,指示表指针的最大摆动范围(即最大和最小读数之间的间隔)不得超过下列公式确定的数值:

式中:

R——指示表指针的最大允许摆动范围

E——量规测头检测位置的接箍螺纹中径

A——每20英尺的最大允许轴线不重合量(要求:0.75英寸/20英尺)

5.7.4.    测量频度

每班首检三件外在设备翻转卡盘发生故障或设备大修后也要求测量。当用户有要求时按同一台设备加工的同一规格每100件抽检1件。

5.7.5.    质量要求

最大同轴度允许偏差:

单位:mm

规格

允许偏差

1/2

0.34

5″

0.38

1/2

0.42

7″

0.54

5/8

0.66

5/8

0.74

103/4

0.83

133/8

1.04

16″

1.25

185/8

1.45

20″

1.56

5.8.     SR13密封槽检验

5.8.1.    密封槽定义:

按附录7 SR13在接箍两端螺纹相应位置加工用于装配非金属密封环的割槽。

5.8.2.    检查量规有效性

密封槽尺寸可用板规和内锥度规及标准样块进行检验。使用前应检查这些量规的有效性。

5.8.3.    测量步骤

密封槽板规可用来检验密封槽距接箍端面的距离和密封槽宽度。

根据产品规格选择标准样块。

内锥度规选配Φ3.658mm球形测头。根据待检密封槽直径,设置内锥度规两测量臂的间距,然后在标准样块上校准零位。

将内锥度规两测头置入密封槽内,保持固定测头不动,活动测头作小圆弧摆动,指示表显示的最大读数即为密封槽直径误差。

5.8.4.    测量频度

首检三件,当修改程度、修正刀补值、更换刀片后按首检要求进行三件检查,正常加工过程中按10%抽检。

5.8.5.    质量要求

密封槽的加工应与螺纹加工在一次装夹中完成,密封槽侧与相邻螺纹不允许存在条带或带状毛剌和未切净的夹层。非金属密封环采用含25%玻璃纤维的纯四氟乙烯制造。密封槽的尺寸、密封环的尺寸和公差应符合下述要求。

规格

接箍尺寸(mm)

密封环尺寸(mm)

A±3.2

B±0.13

C±0.25

D±0.38

E0.250

F0.380

1/2

34.9

4.78

114.3

115.27

2.54

3.96

5″

38.1

4.78

127.13

127.76

2.54

3.96

1/2

38.1

4.78

139.83

140.46

2.54

3.96

7″

44.5

4.78

177.52

178.16

2.54

3.96

5/8

47.6

4.78

218.52

219.15

2.54

3.96

5/8

47.6

4.78

243.92

244.55

2.54

3.96

103/4

44.5

4.78

272.67

273.30

2.54

3.96

133/8

57.2

4.78

338.56

339.19

2.54

3.96

16″

69.9

4.78

404.44

405.08

2.54

3.96

185/8

69.9

4.78

471.12

471.75

2.54

3.96

20″

69.9

4.78

506.04

506.68

2.54

3.96

5.9.     常规检验

5.9.1.    外径螺纹长度检验

5.9.1.1.    外螺纹长度定义

管端至螺纹消失点长度定义为螺纹总长L4L4-28.58mm定义为从管端起全顶螺纹的最小长度Lc

5.9.1.2.    检查板规的有效性

根据被检产品规格配置相应的板规,检查板规L4Lc长度刻线值是否与被检产品要求相一致。

5.9.1.3.    测量方法

将板规基准面和测量面分别置于螺纹端面和被测螺纹面,且要求测量面平行于螺纹轴线,检查板规L4Lc刻线与被测螺纹消失点和全顶螺纹位置是否在允许的范围内。

5.9.1.4.    测量频度

首检三件,当目视螺纹消失点存在假牙时应测量Lc长度,正常生产中抽检比例10%

5.9.1.5.    质量要求

规格

短螺纹(mm

长螺纹(mm

外径

壁厚(mm)

L4

Lc

L4

Lc

1/2

5.21

50.8

22.23

/

/

1/2

其余

66.68

38.1

76.2

47.63

5″

5.59

63.5

34.93

/

/

5″

其余

69.85

41.28

85.73

57.15

7″

全部

79.38

50.8

101.6

70.03

5/8

6.71

76.2

47.63

/

/

5/8

其余

85.73

57.15

114.3

85.73

5/8

全部

85.73

57.25

120.65

92.08

103/4

全部

88.9

60.33

/

/

133/8

全部

88.9

60.33

/

/

16

全部

101.6

70.03

/

/

185/8

11.05

101.6

70.03

20″

全部

101.6

70.03

133.35

104.78

5.9.2.    螺纹起始扣倒角角度

5.9.2.1.    螺纹起始扣倒角定义

公螺纹起始倒角定义:管端端面与倒角面之间的夹角。接箍螺纹起始扣倒角定义:接箍Q孔延长线与倒角面之间的夹角。

5.9.2.2.    检查量具的有效性

根据被测产品规格,选择相应的板规,必要时也可选择万能角尺。

5.9.2.3.    测量方法

用公螺纹倒角板规和接箍Q孔板规分别检查倒角,目视板规倒角面与产品倒角面的重合度,当重合度明显出现偏差时,用万能角尺测量倒角角度的实际值。

5.9.2.4.    测量频度

5.9.2.5.    首检三件外,按10%抽检。

5.9.2.6.    质量要求

公螺纹倒角角度65°5°-0°

母螺纹倒角角度25°5°-0°

5.9.3.    管端到三角形标记底边长度

5.9.3.1.    定义

公螺纹管端至三角形底边的距离

5.9.3.2.    检查量具的有效性

钢印支架检查三角基准面与三角形钢印底边的距离是否符合被测产品的要求,检查深度游标卡尺,长度游标卡尺的有效性。

5.9.3.3.    测量方法

用深度游标卡尺寸,平行于螺纹轴线测量管端端面至三角形底边的距离。

5.9.3.4.    测量频度

首检三件外,按10%抽检。

5.9.3.5.    质量要求

对于16″、185/8″和20″钢级为J55K55套管应打印三角形拧接位置标记。

规格

管端至三角形底边距离(mm

短螺纹

长螺纹

16″

103.19

/

185/8

103.19

/

20″

103.19

134.94

5.9.4.    接箍外径与长度

5.9.4.1.    接箍外径定义:接箍外圆直径

接箍长度定义:接箍二端面之间的垂直距离

5.9.4.2.    检查量具的有效性

根据被测产品规格选择接箍外径卡规和长度板规,选择合适量程的长度游标卡尺,并检查游标卡尺的有效性。

5.9.4.3.    测量方法

外径测量:外径卡规带有通止功能,测量时外径卡规垂直于接箍轴线,利用卡规自重使通规能顺利通过,而止规不能通过。必要时用游标卡尺测量接箍外径实际值。

长度测量:用长度板规平行于接箍轴线测量,接箍长度应大于板观上最小长度基准面而小于最大长度基准面,必要时用游标卡尺测量接箍长度实际值。

5.9.4.4.    测量频度

首检三件外,按10%抽检,当修正端面加工刀补后按首检要求执行。

5.9.4.5.    质量要求

规格

外径①

长度4.80

短螺纹

长螺纹

1/2

127.00

158.75

177.80

5″

141.30

165.10

196.85

1/2

153.67

171.45

203.20

7″

194.46

184.15

228.60

5/8

244.48

196.85

254.00

5/8

269.88

196.85

266.70

103/4

298.45

203.20

/

133/8

365.12

203.20

/

16″

431.80

228.60

/

185/8

508.00

228.60

/

20″

533.40

228.60

292.10

注:① 外径允许偏差±1%,但不大于±3.18mm。

5.9.5.    Q孔和q孔尺寸

5.9.5.1.    定义

Q孔定义为接箍二端圆柱孔的直径

q孔定义为接箍二端圆柱孔从端面起至螺纹起始倒角面交点的深度。

5.9.5.2.    检查量具的有效性

根据被检产品规格选择合适的规板,必要时应配备塞尺和游标卡尺。

5.9.5.3.    检验方法

板规应通端能自由放入Q孔,且接箍端面与板规基准面能完全贴合,且倒角面与板规倒角面之间留有间隙,但间隙应小于0.79mm,必须用塞尺检查间隙大小,或用游标卡尺测量Q孔直径或用深度游标卡测量q孔深度的实际值。

5.9.5.4.    检验频度

首检三件外,按10%抽检,当更换刀具或修正刀补值后按首检要求执行。

5.9.5.5.    质量要求

单位:mm

规格

Q0.790

q0.790

1/2

116.68

12.7

5″

129.38

12.7

1/2

142.08

12.7

7″

180.18

12.7

5/8

223.04

11.0

5/8

246.86

11.0

103/4

277.02

11.0

133/8

343.69

11.0

16″

411.96

9.30

185/8

478.63

9.30

20″

513.56

9.30

5.9.6.    承载面宽度

5.9.6.1.    承载面宽度定义:接箍镗孔面至接箍外倒角相交点的距离。

5.9.6.2.    检查量具有效性

检查采用刻度清晰的钢直尺

5.9.6.3.    检验方法

用钢直尺测量承载面的宽度,检查时应沿圆周方向多点测量,以寻找最小的承载面。

5.9.6.4.    测量频度

抽检10%,当目视发现接箍存在偏心外倒角时应对该产品加以测量。

5.9.6.5.    质量要求

最小承载面宽度

规格

1/2

1/2

5/8

5/8

103/4

133/8

16

185/8

20

3.97

4.76

3.18

4.76

6.35

6.35

6.35

5.56

5.56

5.56

5.56

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