Способ изготовления конического резьбового соединения

(51)5 8 23 6 1/О ЕН И СВИДЕТЕЛЬСТВУ ТОРС вона ии. ие ри обнГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 1219280, кл; В 23 6 1/00, 1984,(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОНИЧЕСКОГО РЕЗЬБОВОГО СОЕДИНЕНИЯ(57) Использование: способ предназначендля повышения стабильности точностныхпараметров резьб при изготовлении конических резьбовых соединений. Сущностьизобретения; способ заключается в том, чтоперед свинчивэнием элементовнапример,трубного конического резьбового соединеИзобретение относится к способам и средствам изготовлению резьбового соединения и может быть использовано в любых отраслях промышленности, работающих с реэьбовыми соединениями, например, нефтяной и газовой для труб нефтяного сортамента,Цель изобретения - повышение стабильности точностных параметров резьбы при изготовлении резьбового соединения,Это достигается тем, что в предлагаемом способе изготовления конического резьбового соединения, включающем нарезание резьбы на элементах соединений, свинчивание элементов соединения с усилием, меньшим усилия, вызывающего пластические деформации по виткам резьбы,.,Ж 1808544 ния между элементами соединения устана ливается штамп, выполненный в виде тон к стенной конической втулки. На внутренней и наружной поверхностях втулки выполне резьба, типоразмер которой совпадает с т поразмерами резьб элементов соединения После этого соединения свинчивают с определенным усилием, нагревают до температур не вызывающих структурных изменений в материале элементов соединения и выдерживают в течение определенного времен Затем коническое резьбовое соединен охлаждают до комнатной температуры, П этом штамп изготовляют из материала, ладающего большей твердостью и коэффициентом линейного расширения, чем материал, из которого изготовлены элеме ты соединения. 1 з.п.ф-лы, 1 табл,нагрев элементов соединения до температур, не вызывающих структурных изменений в материале элементов соединения, выдержку при этих температурах в течении времени, достаточного для прохождения ползучести материала элементов соедийв ния, и охлаждение до комнатной температуры, в. отличие от прототипа перед свинчиванием элементов соединения между ними помещают штамп, выполненный в виде тонкостенной конической втулки с фланцем, на наружной и внутренней поверхности которой выполнена резьба, типоразмер которой совпадает с типоразмером резьб элементов соединения,Наилучший результат в достижении взаимозаменяемости при изготовлении конического резьбового соединения достигаетсяв случае выполнения штампа из материала,обладающего более высокой твердостью икоэффициентом линейного расширения,чем материал элементов соединения,Известны технические решения, в которых использован элемент в виде тонкой конической оболочки с резьбой, типоразмеркоторой одинаков с типоразмерами резьбниппеля и муфты и фланцем под торец. В "0этом техническом решении названный элемент используется в качестве сменного и ротектора резьбового соединения приэксплуатации. Использование элемента ввиде тонкой конической оболочки с резьбой 15в качестве штампа неизвестно.Предлагаемое техническое решение всравнении с прототипом позволяет осуществить взаимозаменяемость обработанныхс помощью способа элементов резьбовых 20конических элементов (ниппелей и муфт).П р и м е р 1. Брали 10 буровых замковЗШиз стали 40 ХН, т,е. резьбовое соединение с упорной резьбой, Максимальная.эксплуатационная нагрузка принималась 25269 тс. Усилие затяжки соответственно 0 =162 тс - осевое усилие, возникающее в результате при свинчивании с приложениемкрутящего момента из-за наличия упора взамках ЗШ, Нагрузка на первый виток 30составила Р 1 = 0,419 0 = 68 тс, Упругаядеформация сдвига первого витка ниппеля,соответствующая Р 1, составила у = 0,0028,1а интенсивность деформации й == 35=0,00164.Т.о, на первом витке ниппеля стремились получить ползучесть Р 1, равную величине упругой деформации яь Материалзамков ЗШ.сталь 40 ХН, Регламентированное усилие затяжки, не вызывающеепластических деформаций смятия, принимают х,р = 800 мН/м,температуру, не выг,зывающую структурных изменений вметалле, принимают Т = 723 К. 45При заданных силовых и температурных параметрах деформации р = е = 0,00164согласно кривых ползучести и релаксациистали 40 ХН может быть достигнута за 10 ч,т,е. выдержка при температуре принималась 10 ч, Штамп типоразмера замка ЗШ 178 изготовляли иэ высокопрочной сталифХ 5 МФ 1 С (ЭП). Штамп помещали между ниппелем и муфтой ЗШсвинчивали срегламентированным моментом, затем следавали нагрев и выдержка при температуре.Таким образом обработали 10 замков ЗШ 178; у всех замков на первом витке ниппеляполучили одинаковую деформацию ползучести р = 0,00164. Очевидно по мере износа штама при обработке большого числа соединений эта величина может меняться, Замеры на инструментальном микроскопе с увеличением х 60 показали, что шаг по оси резьбы стал переменным, Изменение шага разьбы одинаково для всех исследованных замков, Т.о, предлагаемым способом достигается взаимозаменяемость элементов резьбового соединения с переменным шагом.П р и м е р 2. Брали 10 безупорных конических резьбовых соединений насоснокомпрессорных труб НКТ 73 х 5,5 группы прочности Д по ГОСТ 633-70; Момент свинчивания составил 1500 Нм, температура нагрева 998 К, время выдержки 30 мин. После обработки соединений ихсвинчивали с исходным крутящим моментом. Определили герметичность до обработки и после. При свинчивании под нагрев ниппелем и муфтой помещали штамп из высокопрочной стали 4 Х 5 МФ 1 С (ЭП), прошедшей химико- термическую обработку (азотирование).До обработки резьбовые соединения НКТ при давлении 40 МПа (400 кГс/см ) давали течь, После обработки элементы "10 соединений ниппели и муфты) статистически перемешивали, Полученные таким образом 10 соединений со случайно подобранными элементами выдерживали давление не менее 50 МПа (500 кГс/см ), Предел упругости стали группы прочности Д. составляет 350 МПа (3500 кГс/см ), напряжение, вызываемое моментом свинчивания 1500 Нм, в материале резьбы испытуемых соединений составляло менее 46 МПа (460 кГс/см), Таким образом за счет релаксации микроне- ровностей при помощи штампа достигается взаимозаменяемость резьбовых соединений повышенной герметичности.Характеристики сталей, используемых в примерах 1 и 2, приведены в таблице,Твердость контактных поверхностей штампа задана с превышением твердости контактных резьбовых поверхностей ниппеля и муфты для того, чтобы передать высокую степень чистоты. и точности обработки штампа резьбовым поверхностям ниппеля и муфты. Превышение линейного расширения штампа коэффициента линейного расширения материала ниппеля и муфты предусмотрено для того, чтобы нагревом усилить упругое напряженное состояние элементов замка, первоначально возникающее от упругой затяжки его.Штамп для изготовления конического резьбового соединения, преимущественно трубного,.состоит из тонкой конической оболочки с резьбой, типоразмер которой одина1808544 Формула изобретения 1. Способ изготовления конического резьбового соединения, включающий нарезание резьбы на элементах соединения, свинчивание элементов соединения с усилием, меньшим усилия, вызывающего пластические деформации по виткам резьбы, нагрев элементов соединения до температур, не вызывающих структурных изменеСоставитель С,Субботиедактор А.Купрякова Техред М,Моргентал Корре.Вашкови Заказ 1242 Тираж Подписное ВНИИПИ. Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 ский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1 оизводственно-издат ков с типоразмером реэьб ниппеля и муфты фланца и средств для отвинчивания, которые выполняются в одном случае в виде штурвала, в другом - в виде отверстий под торцовый ключ, Материалом штампа служит высокопрочная сталь 4 Х 5 МФ С (ЭП) с дополнительным упрочнением поверхности методом химико-термической обработки, например, азотированием,П р и м е р 3. Для штампа по примеру 2 брали материал ВК 8 (твердый сплав),ний в материале элементов соединения, выдержку при этих температурах в течение времени, достаточного для прохождения ползучести материала элементов соедине ния и охлаждение до комнатной температуры, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения стабильности точностных параметров резьбы при изготовлении резьбового соединения, перед свинчиванием 10 элементов соединения между ними помещают штамп, выполненный в виде тонкостенной конической втулки с фланцем, на наружной и внутренней поверхностях которой выполнена резьба, типоразмер которой 15 совпадает с типоразмером резьб элементовсоединения.2. Способ по и 1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что штамп изготовлен из материала, обладающего более высокой твердостью и 20 коэффициентом линейного расширения,чем материал элементов соединения.