автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.07, диссертация на тему:Технологическое повышение коррозионной стойкости резьб насосно-компрессорных труб

На правах рукописи

Прокофьев Алексей Александрович

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ПОВЫШЕНИЕ КОРРОЗИОННОЙ СТОЙКОСТИ РЕЗЬБ НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫХ ТРУБ

Специальность 05.02.07 - технология и оборудование механической и физико-технической обработки (технические науки)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

ООбОбУ'01

1 •

• •¿ІІЗ

Москва-2013

005059761

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный индустриальный университет» (МГИУ).

Научный руководитель: Доктор технических наук, профессор,

Суслов Анатолий Григорьевич

Официальные оппоненты: Федонин Олег Николаевич

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО Брянский Государственный Технический Университет, Директор учебно-научного технологического института, профессор кафедры автоматизированные технологические системы

Говоров Игорь Витальевич

доктор технических наук, доцент ООО «ЧТПЗ-Инжиниринг» Директор департамента

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Рыбинский государственный

авиационный технический университет»

Защита состоится «30» мая 2013 года в 16.15 часов на заседании совета Д 212.129.01 при ФГБОУ ВПО «Московский государственный индустриальный университет» по адресу: 115280, Москва, ул. Автозаводская, д. 16, ауд. 1804.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного индустриального университета.

Автореферат разослан «29» апреля 2013 года.

Учёный секретарь диссертационного совета

Иванов Юрий Сергеевич

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования:

В диссертации рассматриваются вопросы, связанные с решением задачи технологического обеспечения коррозионной стойкости резьб насосно-компрессорных труб.

Выбор данной темы обусловлен, тем что несмотря на существование большого числа различных методов обеспечения коррозионной стойкости НКТ при их изготовлении, отсутствует целостная методика рационального выбора метода обеспечения требуемой коррозионной стойкости изделий с учетом их себестоимости, что неизбежно приводит к неоправданно большим экономическим потерям из-за коррозии при их.

По данным промысловой статистики, доступным на сегодняшний день, количество аварий с НКТ в ряде случаев достигает 80 процентов от общего числа аварий скважинного оборудования. При этом затраты на ликвидацию неблагоприятных последствий коррозионных разрушений составляют до 30 процентов от затрат на добычу нефти и газа.

В большинстве случаев «доминирующими» - порядка 50 процентов, являются отказы НКТ, связанные с отказом резьбовых соединений. По данным Американского нефтяного института (АР1) по причине разрушения резьбовых соединений количество аварий НКТ составляет 55 процентов. Это свидетельствует об актуальности проблемы повышения коррозионной стойкости резьб НКТ. Было установлено, что долговечность НКТ определяется герметичностью, которая в свою очередь определяется коррозионной стойкостью.

Все это говорит об актуальности задачи повышения коррозионной стойкости резьб насосно-компрессорных труб.

Состояние и степень разработанности проблемы:

Изучением вопроса коррозии и технологии защиты от нее занималась большая группа советских (Т.В. Акимов, Я.М. Колотыркин, В.И. Похмурский, П.Т. Коломыцев, О.Н. Федонин, М.А. Шлугер, П.А. Акольязин, Ю.Н. Михайловский) и зарубежных ученых (Г. Улиг, Р. Реви, Г. Кеше, М. Фонтан, Р. Стейл). Проблем коррозии в машиностроении касались также в своих работах такие советские ученые как А.Г. Суслов, Ю.Г. Шнейдер. Ими накоплен большой объем теоретических и экспериментальных данных в данной области.

Изучением вопроса технологии изготовления резьб - работы Кузнецова В.П., Киричека A.B., Биргера И.А., Ланщикова A.B., Матвеева В.В., Менынакова В.М. , Петрикова В.Г. , Стешкова А.Е. , Фрумина Ю.Л. , Якухина В.Г., Ямникова A.C.

Цель работы: повысить срок службы резьбовых соединений насосно-компрессорных труб за счет повышения коррозионной стойкости их резьб. Задачи диссертационной работы:

1. Исследовать влияние глубины резания и радиуса скругления режущей кромки на коэффициент упрочнения поверхностного слоя при чистовой нарезке резьбы.

2. Установить радиус скругления режущей кромки резцов при чистовой нарезке резьбы, обеспечивающий наименьший коэффициент упрочнения и определить его изменение при эксплуатации.

3. Установить влияния различных методов обработки резьб на коррозионную стойкость.

4. Определить наиболее приемлемый метод нанесения покрытий на резьбы НКТ, позволяющий повысить их коррозионную стойкость.

5. Установить взаимосвязь коррозионной стойкости резьб НКТ с режимами их чистового нарезания и термодиффузионного цинкования.

6. Определить наиболее приемлемые условия чистового точения резьб НКТ и их термодиффузионного цинкования, обеспечивающие их коррозионную стойкость.

7. Дать технологические рекомендации для повышения коррозионной стойкости резьбы НКТ при ее изготовлении и реализовать некоторые полученные результаты.

Объект исследования: резьбовые соединения насосно-компрессорных труб.

Предмет исследования: технологические методы повышения коррозионной стойкости резьб НКТ.

Методологические основы исследования: Экспериментальные исследования базируются на современных методах математической статистики, математических методах обработки экспериментальных данных, теории планирования экспериментов и широком применении ЭВМ.

При выполнении работы применялись современные методы оценки характеристик процессов механической обработки, параметров качества поверхностных слоев деталей, а также показателей, характеризующих коррозионную стойкость деталей.

Положения, выносимые на защиту:

1. Научно техническое решение задачи повышения коррозионной стойкости резьб НКТ из конструкционных сталей за счет оптимизации условий чистовой лезвийной обработки резьб и их термодиффузионного цинкования.

2. Методологический подход, позволяющий научно-обоснованно подойти к выбору метода обеспечения коррозионной стойкости, нормированию параметров качества поверхностного слоя и условий обработки исходя из условия обеспечения требуемой коррозионной стойкости НКТ с наименьшей себестоимостью изготовления.

3. Установление требуемой глубины резания при чистовом рабочем ходе нарезаемой резьбы и условий термодиффузионного цинкования, обеспечивающих повышение коррозионной стойкости резьб НКТ.

Научная новизна:

1. Впервые теоретически и экспериментально установлено, что основное влияние на упрочнение поверхности при чистовом точении оказывает влияние соотношения радиуса скругления режущей кромки и глубины резания.

2. Впервые установлена минимально допустимая глубина чистового точения деталей, обусловленная радиусом скругления режущей кромки, обеспечивающая повышение коррозионной стойкости обрабатываемой поверхности. Так при чистовом точении деталей из углеродистых сталей эта глубина должна быть 1> 0,8р.

3. Впервые получена зависимость коррозионной стойкости резьбы НКТ от режимов термодиффузионного цинкования с учетом режимов предшествующей лезвийной обработки.

Практическая значимость:

1. На основе выработанных положений разработана методика и алгоритмы для технологического обеспечения и повышения требуемой коррозионной стойкости резьб насосно-компрессорных труб.

2. Разработаны нормативно-справочные данные для реализации предложенной методики обеспечения требуемой коррозионной стойкости резьб насосно-компрессорных труб.

3. Разработанные рекомендации по ТДЦ позволили повысить долговечность резьбы НКТ 060 в 3 раза, т.е. увеличить срок их службы с 2-х до 6-и лет.

Достоверность и надёжность полученных результатов:

Достоверность и надёжность результатов работы обеспечены применением современных методов и средств планирования, организации и проведения научных исследований и обработки данных. Материалы исследования использовались в практике действующих организаций, были получены повторяющиеся результаты, укладывающиеся в рамки предложенных понятийных и методологических схем.

Апробация результатов исследования:

Результаты исследований докладывались на 2-х конференциях:

3-ей Международной научно-технической конференции «Модернизация машиностроительного комплекса России на научных основах технологии машиностроения (ТМ-2011)» г.Брянск, 2011г.

Международной научно-практической конференции «Итоги и перспективы интегрированной системы образования в высшей школе России: образование-наука - инновационная деятельность» (г. Москва, 2011г.).

Диссертационная работа докладывалась на технологической секции БГТУ, научном семинаре и на заседании кафедры «Технология и металлорежущие системы автомобилестроения » ГОУ МГИУ.

Результаты исследования нашли своё отражение в 4 публикациях, в том числе в 2-х статьях, включенных в список ВАК Минобразования РФ.

Структура работы:

Диссертация состоит из содержания, введения, пяти глав, основных выводов по работе, библиографического списка. Диссертация изложена на 105 страницах. Основной текст содержит 44 рисунка и 15 таблиц. Библиографический список содержит 101 наименования, из них 1 — на иностранных языках.

II. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении раскрыты актуальность темы, научная новизна, теоретическая и практическая значимость исследования; отражены методологические и теоретические основания, цель, объект, предмет, методы и экспериментальные исследования; описаны основные положения, выносимые на защиту, апробация работы.

В главе 1 «Анализ состояния проблемы обеспечения коррозионной стойкости резьб насосно-компрессорных труб» представлены литературный обзор и

анализ проблемы обеспечения коррозионной стойкости резьбы НКТ, как на отечественных заводах производителях, так и на зарубежных.

Колонна НКТ предназначена для транспортирования нефти и газа из продуктивного пласта. Состоит из труб путем их последовательного свинчивания. Трубы имеют резьбу с обоих сторон, на один конец трубы обычно в заводских условиях накручивается муфта. Колонна НКТ подвешивается на фонтанной арматуре или пьедестале, закрепленном на устье скважины. К нижней части колонны НКТ могут быть прикреплены погружные насосы.

НКТ работают в сложных условиях, под действием температур, агрессивных сред. Поэтому к их качеству предъявляются высокие требования. Различные сочетания этих факторов требуют создания высоко герметичных и высокопрочных соединений.

В процессе эксплуатации происходит потеря герметичности резьбовых соединений из-за коррозии резьбовы НКТ. Таким образом, для повышения долговечности НКТ одной из первостепенных задач является повышение коррозионной стойкости резьбы НКТ.

Коррозия металлов определяется многими факторами, которые в соответствие с ГОСТ 5272-68 можно разделить на внутренние и внешние. К внутренним факторам относятся: химический состав, структура металла и качество его поверхностного слоя.

На коррозионную стойкость резьбовы НКТ также влияют следующие факторы:

- наличие ингибиторов коррозии.

- наличие покрытий на их поверхности.

Так же анализировались наукоемкие способы повышения коррозионной стойкости резьбовых соединений, такие как нанесение метализационных покрытий.

Для защиты от коррозии используются следующие покрытия:

1. Защитные покрытия, предназначенные для защиты изделия от

коррозии. По характеру защиты от коррозии они могут быть анодными или катодными.

К анодным покрытиям по отношению к стали относятся цинковые и, в некоторых условиях, кадмиевые.

Катодные покрытия образуют большинство металлов: олово, свинец, никель, хром и их сплавы.

При наличии дефекта покрытия анодное покрытие, растворяясь (корродируя), будет обеспечивать защиту в местах несплошности покрытия, катодное, наоборот - стимулировать коррозионное действие среды на детали.

Растворение анодного покрытия вблизи дефекта приводит к постепенному увеличению обнаженной поверхности основы и снижению эффективности защиты от коррозии.

2. Композиционные электрохимические покрытия (КЭП) представляют собой осадки металлов (никеля, меди, хрома), содержащие диспергированные (0,1-1,0 мкм) частицы до 10% (массы) токонепроводящих материалов -нитридов, боридов, корунда, каолина, оксида кремния.

3. Химические покрытия получают методом электрокаталитического восстановления металлов (меди, никеля, олова, серебра, золота) из растворов без наложения электрического тока.

Наиболее подходящим методом защиты резьбовых соединений НКТ от коррозии можно считать термодиффузионное цинкование.

Проведенный литературный обзор позволяет сделать следующие выводы:

1. Долговечность резьбовых соединений НКТ определяется их герметичностью, которая зависит от поверхностной коррозии резьб.

2. Недостаточно исследовано влияние чистового точения резьб на их коэффициент упрочнения, оказывающий отрицательное влияние на их коррозионную стойкость.

3. Не установлена взаимосвязь влияния глубины резания и радиуса скругления режущей кромки резца на упрочнение поверхности нарезаемой резьбы.

4. Не исследовано влияние различных методов обработки резьб на их коррозионную стойкость.

5. Нет исследований по перспективным методам термодиффузионного цинкования с учетом предыдущей лезвийной обработки на повышение коррозионной стойкости резьб НКТ.

В главе 2 «Методология проведения исследований»

рассматриваются методы, использованные в работе для исследования влияния режимов обработки на коррозионную стойкость резьб НТК. Необходимость решения проблемы технологического обеспечения коррозионной стойкости резьб НКТ обуславливает проведение комплекса исследований. Данные исследования предполагают на первом этапе обзор литературных данных по вопросам:

1) технологического обеспечения коррозионной стойкости изделий

машиностроения различными методами;

2) формирования коррозионной стойкости изделий машиностроения

при их изготовлении;

3) зависимости коррозионной стойкости изделий машиностроения от

условий обработки.

Обобщение и анализ полученных данных позволили поставить цель и сформулировать задачи исследования, решение которых обеспечивает достижение поставленной цели.

Цель и задачи исследований позволяют научно-обоснованно выбрать объекты исследований, на которых можно решить поставленные задачи.

Второй этап исследований предполагает разработку методологии экспериментальных исследований, объектов исследований и проведений теоретических исследований с целью разработки основных положений

формирования коррозионной стойкости НКТ. В результате этого должны быть получены экспериментальные модели и зависимости процессов коррозии и механической обработки.

Таким образом, в результате обобщения литературных данных, проведенных экспериментальных исследований должна быть разработана методика технологического обеспечения требуемой коррозионной стойкости НКТ, подкрепленная необходимыми расчетными зависимостями и нормативно-справочными данными. Таким образом для решения проблемы технологического повышения долговечности НКТ, необходимо проведение комплекса исследований, структурная схема которых представлена на рис.1.

Рис.1 Общая структурная схема проведения исследования

В главе 3 «Исследования влияния условий обработки на упрочнение и коррозионную стойкость образцов» изложены теоретический анализ влияния условий чистового точения на коррозионную стойкость и экспериментальные исследования влияния глубины резания и радиуса скругления режущей кромки на упрочнение поверхности детали при чистовом точении, изменение радиуса скругления режущей кромки резца при эксплуатации, а также влияние различных методов обработки на коррозионную стойкость..

В соответствии с результатами исследований д.т.н. Федонина О.Н. процесс коррозии углеродистых сталей является функцией упрочнения поверхностного слоя.

Для уменьшения поверхностного упрочнения при окончательном чистовом точении, как правило, прибегают к уменьшению глубины резания. При этом иногда не учитывают соотношение этой глубины резания с радиусом скругления режущей кромки инструмента, который вызывает процесс пластических деформаций в зоне резания. При определенных соотношениях радиуса скругления режущей кромки и глубины резания процесс чистового точения может перейти в процесс поверхностного пластического деформирования, а, следовательно вызывать упрочнение поверхностного слоя.

Это соотношение, в соответствии с теорией Крачельского И.В., применительно к процессу резания можно описать уравнением:

к = ,

О)

(2)

где I - глубина резания;

р — радиус скругления режущей кромки инструмента;

тсдв и сгт - соответственно предел прочности на сдвиг и предел текучести обрабатываемого материала детали.

Анализ этого уравнения позволяет ориентировочно установить предельно минимальную глубину резания, при известном радиусе скругления режущей кромки инструмента, обеспечивающей процесс резания, а не пластические деформации и упрочнение обрабатываемой поверхности, а, следовательно увеличение ее коррозии.

Так для углеродистых сталей получим:

Таким образом можно теоретически утверждать, что при чистовом точении, для повышения коррозионной стойкости, глубина резания должна быть больше 0,8р.

Для подтверждения вышеизложенных утверждения было произведено несколько серий экспериментальных исследований:

1. Экспериментальное исследование изменения коэффициента упрочнения

от условий лезвийной обработки. Задачей этого эксперимента являлось исследование влияния глубины резания и радиуса скругления режущей кромки пластинки на коэффициент упрочнения поверхностного слоя заготовки. Для определения К„исх образцы подвергались отжигу, обработке шлифовальной шкуркой вручную, полированию. Измерение микротвердости полученных образцов производилось на микротвердомере мод. ПМТ-3 использованием косых шлифов.

Образцы обрабатывались на токарно-винторезном станке модели 16К20, резцом с пластинами из твердого сплава на следующих режимах:

У=100м/мин;

Для проведения экспериментов была составлена матрица планирования:

(3)

5=0,08 мм/об;

^ = 0,03мм; 1г=0,07мм; _/>1=20мкм; />2=50мкм

Номе Р опыт Закодированные значения входных данных Коэффициент упрочнения Кодированные значения коэффициента упрочнения

а X, х2 К1 к2 к3 к У! У2 Уз У

1 + + 1,09 1,07 1,11 1,09 2,39 2,34 2,41 2,39

2 + - 1,18 1,21 1.17 1,19 2,47 2,49 2,46 2,48

3 - + 1,03 1,02 1,06 1,04 2,33 2,32 2,36 2,34

4 - - 1,07 1,03 1,07 1,06 2,37 2,33 2,37 2,36

Величину коэффициента упрочнения вычисляли по формуле: К = (4)

ЯЦисх

где, Н\1 величина поверхностной микротвердости образца-эталона,

Н\1 пш - величина поверхностной микротвердости полученных

образцов;

Производя обработку результатов экспериментальных исследований была получена эмпирическая зависимость упрочнения от условий чистового точения:

К = 10 ,§^0,043С-0,028 (5)

Полученное уравнение позволяет определить коэффициент упрочнения деталей из стали 30 при известных условиях точения и радиуса скругления режущей кромки, а так же решить обратную технологическую задачу определения условий обработки поверхности и радиуса скругления режущей кромки для обеспечения минимального коэффициента упрочнения на поверхности.

Как видно из табл.1 наибольшему упрочнению подвергается поверхность, обработанная на режимах:/>=0,05 мм; 1=0,03мм; а наименьшему, обработанной на режимах^/>=0,02мм; 1=0,07мм.

Это подтверждает теоретический вывод, что при малых глубинах резания меньших радиуса скругления режущей кромки происходит пластическое оттиснение и образуется наклеп. Таким образом, для повышения коррозионной стойкости при точении необходимо избегать величины радиуса скругления режущей кромки превышающей глубину резания. Известно, что радиус скругления режущей кромки изменяется, как правило, увеличивается в процессе резания, поэтому представляет интерес установить закономерность изменения радиуса режущей кромки от пройденного пути резания.

2. Экспериментальные исследования влияния пройденного пути резания

на радиус скругления режущей кромки пластинки.

Для проведения данных экспериментов использовались прутки из стали 30 диаметром 30 мм. Точение проводилось на следующих режимах: У=100м/мин; I = 0,05 мм; 5=0,08 мм/об;

Путь резания разбивался на следующие участки: 200, 400, 600, 800 и 1000м.

После каждой отметки производилось измерение радиуса режущей кромки резка. Каждый эксперимент имел 3-х кратное повторение. Измерение радиуса режущей кромки, так же производилось и в начале экспериментов. Результаты экспериментов представлены в таблице 2.

Таблица 2

Влияние пройденного пути резания на величину радиуса скругления радиуса

режущей кромки.

№ п/п Радиус исх. 200м 400м 600м 800м 1000м

1 17 мкм 25 мкм 32 мкм 45 мкм 57мкм скол

2 21 мкм 27 мкм 35 мкм 49 мкм 65мкм 73мкм

3 19 мкм 31 мкм 38 мкм 43 мкм скол скол

Как видно из табл.2 на резцах №1 и №3 на отметках 800м и 600м соответственно образовались сколы. А резец № 2 на отметке в 800 метров имел радиус скругления 65 мкм, как показал предыдущий опыт, такой радиус является не желательным на пластинах, так как на малых глубинах резания приводит к образованию упрочнения на деталях, что негативно сказывается на их коррозионной стойкости.

Результаты этих экспериментов говорят о том, что путь резания при чистовом нарезании резьбы не должен превышать 600 метров.

3. Экспериментальные исследования влияния различных методов обработки на коррозионную стойкость.

Для проведения данных экспериментальных исследований резьба образцов окончательно обрабатывалась различными методами (табл. 3), а затем образцы помещались в водородный коррозиметр, для исследования коррозионной стойкости.

В соответствии с ГОСТ 9.905-82 параллельно проводились 3 эксперимента, чтобы суммарная площадь поверхности образцов была не менее 50 см2 и в коррозиметр заливалось 1,5 л электролита.

Таблица 3. Количество выделяющегося водорода.

№ образца Количество выделяющегося водорода (мл/м2)-102

0,5 ч 1 ч 2ч Зч 4ч 5ч 6ч

1.1 2,8 8,3 23,5 36,7 46,3 61,7 75,6

1.2 3,1 8,9 19,7 35,1 49,2 60,8 74,1

1.3 3,4 8,6 21,3 33,2 45,2 59,1 73,9

2.1 2,3 6,7 15,1 26,5 35,9 51,3 62,8

2.2 2,8 6,5 16,3 27,9 38,5 51,5 62,2

2.3 2,1 6,9 14,2 25,8 37,9 54,1 65,3

3.1 2,9 8,7 25,6 39,1 51,7 65,8 77,9

3.2 2,8 7,9 26,3 38,2 52,3 67,5 79,9

3.3 2,8 7,5 25,4 37,3 50,0 65,3 76,4

4.1 5,6 17,3 32,7 46,1 64,7 76,9 93,1

4.2 6,4 18,8 33,6 48,5 63,6 78,3 91,3

4.3 5,5 16,8 31,0 45,1 61,2 75,7 88,9

5.1 0,2 0,7 1,3 1,8 2,1 2,7 3

5.2 0,4 0,9 1,3 1,5 1,7 2,9 3,2

5.3 0,1 0,5 0,9 1,3 1,5 1,9 2,8

Где,

Резьбы образцов 1.1-1.3 -обработаны чистовом точением;

Резьбы образцов 2.1-2.3 - обработаны шлифованием;

Резьбы образцов 3.1-3.3 - обработаны пескоструйной;

Резьбы образцов 4.1-4.3 -обработаны дробеструйной;

Резьбы образцов 5.1-5.3 - обработаны термодиффузионным

цинкованием.

Анализ экспериментальных данных показывает, что наибольшее количество водорода выделяется при дробеструйной обработке, что доказывает отрицательное влияние коэффициента упрочнения на коррозионную стойкость, а наименьшее при термодиффузионном цинковании.

Глава 4 «Повышение коррозионной стойкости резьб насосио-компрессориых труб на примере НКТ 60мм» .

Для проведения экспериментальных исследований была составлена матрица планирования экстремальных экспериментов (табл.0, в которую были внесены результаты исследования коррозии резьб НКТ:

Таблица^.

Матрица планирования полнофакторного экстремального эксперимента

Закодирован ные значения входных данных Относительная площадь коррозии Кодированные значения коррозии

п X, х2 Хз Х4 Не, Рк2 т Рк У, У2 У

1 + + + + 1% 1% 1% 1% 2,3 2,3 2,3 2,3

2 + + + - 1% 3% 2% 2% 2,3 3,4 2,9 2,9

3 + + - + 4% 1% 1% 2% 3,7 2,3 2,3 2,9

4 + + - - 9% 5% 4% 6% 4,5 3,9 3,7 4,10

5 + - + + 10% 12% 9% 10% 4,6 4,8 4,5 4,6

6 + - + - 55% 53% 52% 53% 6,31 6,27 6,25 6,27

7 + - - + 15% 13% 14% 14% 5 4,85 4,9 4,9

8 + - - - 53% 58% 54% 55% 6,27 6,36 6,31 6,3

9 - + + + 6% 6% 9% 7% 4,1 4,1 4,5 4,25

10 - + + - 1% 5% 6% 4% 2,3 3,9 4,1 3,6

11 - + - + 5% 5% 5% 5% 3,9 3,9 3,9 3,9

12 - + - - 12% 8% 7% 9% 4,8 4,4 4,25 4,5

13 - - + + 11% 17% 14% 14% 4,7 5,1 4,9 4,9

14 - - + - 54% 51% 51% 52% 6,29 6,23 6,23 6,25

15 - - - + 9% 12% 12% 11% 4,5 4,8 4,8 4,7

16 - - - - 61% 57% 59% 59% 6,41 6,34 6,38 6,3

Хь Х2, Х3, Х4 - кодированные значения входных факторов, соответственно V, и Т и (2. Причем, учитывая что влияние этих режимов обработки на

коррозию, как показали предварительные эксперименты, носят нелинейный характер, то для кодирования использовались следующие зависимости:

„ _ 21пУ-1пУтах-1пУтт

л-1 —--(5)

ЫУтах-ЫУтт

Аналогичные зависимости для кодирования глубины резания ^ температуры Т и времени (2- При этом Ут|П=100м/мин., Утах=150м/мин., и„=0,03мм., 1гаи=0,07мм., Ттт=390°С, Ттах=450°С, (^„=180 мин., 0тах= 240 мин., при этом радиус скругления режущей кромки р=50 мкм.

Уь У2, Уз - кодированные значения коррозии для трехкратно повторяемых экспериментов, в каждом опыте. При кодировании также применялось логарифмирование.

У = 1п10Рк (6)

У - среднее значение логарифма относительной площади коррозии F/í. В линейном закодированном виде уравнение взаимосвязи коррозии резьбы НКТ с режимами их обработки и термодиффузионного цинкования имеет следующий вид:

7 = Ьо + Ь^ + Ь2Х2 + Ь3Х3 + Ь4Х4 (8)

где Ь0 — свободный член

Ьо=Щг <*>

Ьь Ь2, Ьз и Ь4 - коэффициенты при закодированных входных факторах, соответственно Хь Х2> Х3 и Х4

Аналогичные зависимости для Ь2, Ьз и Ь4.

где Х1Ь Х2;, Х^и Х4, - закодированные (+1 или -1) значения V, 1, Т и <3 в ьом опыте.

Подставляя полученные значения коррозии в закодированном виде в уравнение (10), а затем полученные значения кодированных коэффициентов в уравнение (8) и получим зависимость коррозии резьбы НКТ от условий обработки и термодиффузионного цинкования в закодированном виде: 7 = 4,54 - 0,26Х1 - 0.988*2 - 0,16*3 ~ 0,49Х4 (11)

Раскодировав входные факторы и производя потенцирование, получим зависимость коррозии резьбы НКТ от условий обработки и термодиффузионного цинкования:

рк = е4,547-0,26£-0,99Г-0Д6(2-0,49 (12)

Полученное уравнение позволяет определить величину коррозии резьб НКТ из стали 30 при известных условиях чистовой нарезки резьбы: V и I; и термодиффузионного цинкования: Т и С?, а так же решить обратную технологическую задачу определения условий обработки резьбы НКТ и ее термодиффузионного цинкования для обеспечения допустимой коррозии.

В главе 5. Реализация результатов исследований и расчет экономического эффекта были даны предложения по повышению долговечности НКТ:

1. Ограничиваться только методами механической обработки для обеспечения коррозионной стойкости резьб НКТ следует только в случае, если использование методов снижения скорости коррозии по каким-либо причинам не допускается.

2. Глубина чистового рабочего хода при нарезании резьбы НКТ должна быть выше 0,8р скругления режущей кромки пластинки. Экономический

эффект от повышения коррозионной стойкости резьб насосно-компрессорных труб составляет 85960 руб. на одну тонну труб по ГОСТ 633-80.

3. Использовать лезвийную обработку целесообразно на технологических НКТ, т.к. при катастрофическом коррозионном износе трубы имеется возможность срезать резьбовой конец и заново нарезать новый, что не представляется возможным при ТДЦ.

4. Использовать ТДЦ целесообразно при длительных сроках эксплуатации НКТ (в эксплуатационных НКТ).

Общий экономический эффект от повышения коррозионной стойкости резьб для 1т. насосно-компрессорных труб составляет 85960 руб.

III. ОБЩИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. На основании проведенных исследований и разработок автора научно-технически решена задача повышения коррозионной стойкости резьб НКТ из конструкционных сталей за счет оптимизации условий чистовой лезвийной обработки резьб и их термодиффузионного цинкования, имеющая важное народнохозяйственное значение.

2. Установлено, что наибольшее влияние на коррозионную стойкость резьб оказывает коэффициент упрочнения поверхностного слоя, который при чистовом точении определяется соотношением глубины резания и радиуса скругления режущей кромки. При этом необходимо учитывать его увеличение при работе.

3. Получена эмпирическая зависимость коэффициента упрочнения поверхностного слоя от глубины резания и радиуса скругления режущей кромки инструмента при чистовом точении.

4. Установлено влияние методов чистовой обработки резьб на их коррозионную стойкость.

5. Установлена эффективность повышения коррозионной стойкости резьб НКТ за счет их термодиффузионного цинкования.

6. Получена эмпирическая зависимость коррозионной стойкости резьб натурных НКТ из стали 30 от режимов термодиффузионного цинкования с учетом предшествующих режимов чистового точения.

7. В результате испытаний на коррозионную стойкость натурных резьб НКТ установлено, что за счет оптимизации режимов чистовой обработки можно увеличить коррозионную стойкость в 1.15 раза и в 3 раза при оптимизации режимов ТДЦ и чистового точения резьб.

IV. ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Прокофьев A.A. Влияние технологической наследственности на коррозионную стойкость резьбовых соединений НКТ.//Наукоемкие технологии в машиностроении// М.: Машиностроение 11(17)-2012. - С.39-42.

2. Прокофьев A.A. Обеспечение коррозионной стойкости деталей при чистовом точении..//Наукоемкие технологии в машиностроении// М.: Машиностроение 2(20)-2013. - С. 34 - 36.

3. Суслов А.Г., Прокофьев A.A., Цуканов И.Ю. Повышение долговечности неподвижных и подвижных резьбовых соединений. Les problems contemporains du technosphere et de la formation des cadres d'ingenteurus. Труды международной конференции в Табарке (Тунис) (6-15 октября 2011 г.). С 204-207

4. Прокофьев A.A. Влияние качества поверхностного слоя подложки на технологическое обеспечение оптимальной долговечности резьбовых соединений насосно-компрессорных труб. Сборник трудов 3-й Международной научно-технической конференции «Модернизация машиностроительного комплекса России на научных основах технологии машиностроения (ТМ-2011)». Брянск: Десяточка, 2011г.

Подписано в печать 26.04.2013 г.

Усл.п.л. - 1.0 Заказ №13828 Тираж: 75 экз.

Копицентр «ЧЕРТЕЖ.ру» ИНН 7701723201 107023, Москва, ул.Б.Семеновская 11, стр.12 (495) 542-7389 www.chertez.ru

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный

индустриальный университет»

На правам рукописи 04201357778 У

ПРОКОФЬЕВ АЛЕКСЕЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ПОВЫШЕНИЕ КОРРОЗИОННОЙ

СТОЙКОСТИ РЕЗЬБ НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫХ ТРУБ

Специальность 05.02.07 - технология и оборудование механической и

физико-технической обработки (технические науки)

Диссертация на соискание ученой степени кандида та технических наук

Научный руководитель: Доктор технических наук, профессор,

Суслов Анатолий Григорьевич

Москва 2013

Введение 3

Глава 1

Анализ состояния проблемы обеспечения коррозионной

стойкости резьбовых соединений НКТ 8

1.1 Резьбовые соединения НКТ 11

1.2 Герметичность и коррозия резьб НКТ 18

1.3 Влияние качества поверхностного слоя деталей

на их коррозионную стойкость 21

1.4 Влияние металлических покрытий на коррозионную

стойкость изделий 23

1.5 Цинковые покрытия 28

1.6 Влияние лакокрасочных и полимерных покрытий

на коррозионную стойкость изделий 30

Глава 2

Методология проведения исследований

2.1 Общая структура и методы исследований 38

2.2 Объекты исследований 41

2.3 Условия обработки образцов и натурных деталей 43

2.4 Методы исследования коррозионной стойкости 45

2.5 Исследование микротвердости 51

2.6 Измерение радиусов скругления режущей

кромки пластинки 52

Глава 3.

Исследования влияния условий обработки на упрочнение и коррозионную стойкость образцов

3.1 Теоретические предпосылки к экспериментальным исследованиям влияния лезвийной обработки

на коррозионную стойкость 54

3.2 Экспериментальное исследование коэффициента

упрочнения от условий лезвийной обработки. 56

3.3 Исследование износа режущей кромки пластины

от пути резания. 63

3.4 Экспериментальное исследование влияния методов

получения резьбы на скорость протекания коррозии 65

1 си

Глава 4.

Повышение коррозионной стойкости НКТ на

примере НКТ <160мм 70

4.1 Изделия для натурных испытаний 72

4.2 Методы и условия механической обработки резьб НКТ. 75

4.3. Методы и условия термодиффузионного цинкования. 76

4.4. Методы и условия коррозионных испытаний образцов. 79 4.5 Результаты экспериментальных исследований 83

Глава 5.

Реализация результатов исследований и расчет экономического эффекта.

5.1 Обеспечение требуемой коррозионной

стойкости резьб НКТ. 93

5.2 Расчет экономического эффекта 94

Общие результаты и выводы 97

Список используемой литературы 98

Введение.

Актуальность темы исследования:

В диссертации рассматриваются вопросы, связанные с решением задачи технологического обеспечения коррозионной стойкости резьб насосно-компрессорных труб.

Выбор данной темы обусловлен, тем что несмотря на существование большого числа различных методов обеспечения коррозионной стойкости НКТ при их изготовлении, отсутствует целостная методика рационального выбора метода обеспечения требуемой коррозионной стойкости изделий с учетом их себестоимости, что неизбежно приводит к неоправданно большим экономическим потерям из-за коррозии при их.

По данным промысловой статистики, доступным на сегодняшний день, количество аварий с НКТ в ряде случаев достигает 80 процентов от общего числа аварий скважинного оборудования. При этом затраты на ликвидацию неблагоприятных последствий коррозионных разрушений составляют до 30 процентов от затрат на добычу нефти и газа[1, 6, 63].

В большинстве случаев «доминирующими» - порядка 50 процентов, являются отказы НКТ, связанные с отказом резьбовых соединений. По данным Американского нефтяного института (АР1) по причине разрушения резьбовых соединений количество аварий НКТ составляет 55 процентов. Это свидетельствует об актуальности проблемы повышения коррозионной стойкости резьб НКТ. Было установлено, что долговечность НКТ определяется герметичностью, которая в свою очередь определяется коррозионной стойкостью.

Все это говорит об актуальности задачи повышения коррозионной стойкости резьб насосно-компрессорных труб.

Состояние и степень разработанности проблемы:

Изучением вопроса коррозии и технологии защиты от нее занималась большая группа советских (Т.В. Акимов, Я.М. Колотыркин, В.И. Похмурский, П.Т. Коломыцев, О.Н. Федонин, М.А. Шлугер, П.А. Акольязин, Ю.Н. Михайловский) и зарубежных ученых (Г. Улиг, Р. Реви, Г. Кеше, М. Фонтан, Р. Стейл). Проблем коррозии в машиностроении касались также в своих работах такие советские ученые как А.Г. Суслов, Ю.Г. Шнейдер. Ими накоплен большой объем теоретических и экспериментальных данных в данной области.

Изучением вопроса технологии изготовления резьб - работы Кузнецова В.П., Киричека A.B., Биргера И.А., Ланщикова A.B., Матвеева В.В., Меныиакова В.М. , Петрикова В.Г. , Стешкова А.Е. , Фрумина Ю.Л. , Якухина В.Г., Ямникова A.C.

Цель работы: повысить срок службы резьбовых соединений насосно-компрессорных труб за счет повышения коррозионной стойкости их резьб.

Задачи диссертационной работы:

1. Исследовать влияние глубины резания и радиуса скругления режущей кромки на коэффициент упрочнения поверхностного слоя при чистовой нарезке резьбы.

2. Установить радиус скругления режущей кромки резцов при чистовой нарезке резьбы, обеспечивающий наименьший коэффициент упрочнения и определить его изменение при эксплуатации.

3. Установить влияния различных методов обработки резьб на коррозионную стойкость.

4. Определить наиболее приемлемый метод нанесения покрытий на резьбы НКТ, позволяющий повысить их коррозионную стойкость.

5. Установить взаимосвязь коррозионной стойкости резьб НКТ с режимами их чистового нарезания и термодиффузионного цинкования.

4

6. Определить наиболее приемлемые условия чистового точения резьб НКТ и их термодиффузионного цинкования, обеспечивающие их коррозионную стойкость.

7. Дать технологические рекомендации для повышения коррозионной стойкости резьбы НКТ при ее изготовлении и реализовать некоторые полученные результаты.

Объект исследования: резьбовые соединения насосно-компрессорных труб.

Предмет исследования: технологические методы повышения коррозионной стойкости резьб НКТ.

Методологические основы исследования:

Экспериментальные исследования базируются на современных методах математической статистики, математических методах обработки экспериментальных данных, теории планирования экспериментов и широком применении ЭВМ.

При выполнении работы применялись современные методы оценки характеристик процессов механической обработки, параметров качества поверхностных слоев деталей, а также показателей, характеризующих коррозионную стойкость деталей.

Положения, выносимые на защиту:

1. Научно техническое решение задачи повышения коррозионной стойкости резьб НКТ из конструкционных сталей за счет оптимизации условий чистовой лезвийной обработки резьб и их термодиффузионного цинкования.

2. Методологический подход, позволяющий научно-обоснованно подойти к выбору метода обеспечения коррозионной стойкости,

5

нормированию параметров качества поверхностного слоя и условий обработки исходя из условия обеспечения требуемой коррозионной стойкости НКТ с наименьшей себестоимостью изготовления.

3. У становление требуемой глубины резания при чистовом рабочем ходе нарезаемой резьбы и условий термодиффузионного цинкования, обеспечивающих повышение коррозионной стойкости резьб НКТ.

Научная новизна:

1. Впервые теоретически и экспериментально установлено, что основное влияние на упрочнение поверхности при чистовом точении оказывает влияние соотношения радиуса скругления режущей кромки и глубины резания.

2. Впервые установлена минимально допустимая глубина чистового точения деталей, обусловленная радиусом скругления режущей кромки, обеспечивающая повышение коррозионной стойкости обрабатываемой поверхности. Так при чистовом точении деталей из углеродистых сталей эта глубина должна быть 1> 0,8р.

3. Впервые получена зависимость коррозионной стойкости резьбы НКТ от режимов термодиффузионного цинкования с учетом режимов предшествующей лезвийной обработки.

Практическая значимость:

1. На основе выработанных положений разработана методика и алгоритмы для технологического обеспечения и повышения требуемой коррозионной стойкости резьб насосно-компрессорных труб.

2. Разработаны нормативно-справочные данные для реализации предложенной методики обеспечения требуемой коррозионной стойкости резьб насосно-компрессорных труб.

3. Разработанные рекомендации по ТДЦ позволили повысить долговечность резьбы НКТ 060 в 3 раза, т.е. увеличить срок их службы с 2-х до 6-и лет.

Глава 1. Анализ состояния проблемы обеспечения коррозионной стойкости резьб насосно-компрессорных труб

Колонна НКТ (рис. 1.1) предназначена для транспортирования нефти и газа из продуктивного пласта. Составляется из труб путем их последовательного свинчивания. Трубы имеют резьбу с обоих сторон, на один конец трубы обычно в заводских условиях накручивается муфта. Колонна НКТ подвешивается на фонтанной арматуре или пьедестале, закрепленном на устье скважины. К нижней части колонны НКТ могут быть прикреплены погружные насосы[12, 14, 30, 65, 67, 100].

1. Лубрикатор.

2. Лубрикаторная задвижка.

3. Буферная задвижка.

4. Фонтанная арматура.

5. Добываемая продукция. 77 6. Эксплуатационная колонна.

7. Колонна насосно-компрессорных труб

(НКТ)

Рисунок 1.1 Упрощенная схема фонтанной

скважины.

8. Затрубная задвижка.

9. Поверхность земли.

10.Противовыбросовое оборудование.

11. Пакер.

12. Воронка.

13. Кровля пласта.

14. Перфорационные отверстия.

15. Продуктивный пласт.

16. Подошва пласта.

Данные трубы нефтяного сортамента, в процессе эксплуатации особенно интенсивно подвергаются коррозионно-эрозионному воздействию агрессивных сред и различным механическим нагрузкам. [1, 5, 20, 31, 34]

i

Рисунок 1.2 Проценты отказов НКТ по типу

На данном рисунке:

1 - Разрушения по телу трубы;

2 - Разрушения по телу муфты;

3 - Отказы резьбовых соединений, из-за потери герметичности.

4 - Другие отказы;

5 - Отложения смол, парафинов и т.п.

6 - Обрывы подвесного патрубка и переводника.

По данным промысловой статистики, доступным на сегодняшний день, количество аварий с НКТ в ряде случаев достигает 80 процентов от общего числа аварий скважинного оборудования. При этом затраты на ликвидацию неблагоприятных последствий коррозионных разрушений составляют до 30 процентов от затрат на добычу нефти и газа.

В большинстве случаев «доминирующими» - порядка 50 процентов, являются отказы НКТ, связанные с резьбовым соединением (разрушение, потери герметичности и т.д.). По данным Американского нефтяного института (АР1) по причине разрушения резьбовых соединений количество аварий НКТ составляет 55 процентов. На рис. 1.2 представлена диаграмма распределения отказов с НКТ по видам. Это свидетельствует об актуальности проблемы повышения коррозионной стойкости и долговечности труб нефтяного сортамента. Приобретая НКТ, потребитель, главным образом, интересуется их сроком службы, способность противостоять воздействию эксплуатационной среды. При этом большое значение уделяется резьбовому соединению - паре «труба-муфта»[1, 67]. Специалисты отмечают, что отечественный НКТ после 3-4 операций свинчивания, уже необходимо ремонтировать (резьбовой конец трубы отрезают и затем нарезают новую резьбу, как правило, при этом заменяют и муфту).

Следует отметить, что колонны НКТ делятся на 2 типа:

1. Эксплуатационные (используются для добычи нефти, газа);

2. Технологические (используются при ремонте скважин, разведке и т.д).

Таким образом, можно прийти к выводу, что долговечность резьбовых соединений НКТ определяется их герметичностью, которая теряется при эксплуатации из-за коррозии резьб НКТ. Следовательно, для повышения долговечности НКТ необходимо повысить коррозионную стойкость резьб.

1.1. Резьбовые соединения НКТ.

Резьбовые соединения являются одним из наиболее распространенных элементов деталей машин. Важными достоинствами этих соединений являются высокая прочность, надежность, постоянство относительного положения деталей, составляющих сборочную единицу, удобством сборки и разборки, большой ряд типоразмеров стандартных резьбовых деталей и их взаимозаменяемость[11, 77, 95, 96, 98, 99].

Резьбовые соединения можно разделить на 2 группы: -неподвижные (соединения, обеспечивающие точную фиксацию относительного положения деталей) [7]

-подвижные, (предназначенны для преобразования вращательного движения в поступательное или для создания значительных осевых усилий. [10, 96].

Все многообразие неподвижных резьбовых соединений в зависимости от их функционального назначения можно подразделить на три большие группы [10, 11]:

1. Крепежные, предназначенные для соединения деталей.

2. Крепежно-уплотняющие, предназначенные одновременно для соединения деталей и обеспечения герметичности полученного соединения.

3. Специальные, предназначенные для деталей определенного типа. Согласно ГОСТ 633-80 Трубы насосно-компрессорные и муфты к ним

НКТ изготавливаются следующих типов:

- трубы гладкие. Свинчивание труб в колонну происходит по схеме труба-муфта-труба. Геометрические параметры труб и муфт приведены на рис. 1.3 и в табл. 1.1 [ 19].

Муфта

V

1Л

Груба

////Л

у / г г / / zz

F777

7777?

Рис. 1.3 Трубы гладкие и муфты к ним

Табл. 1.1 Трубы гладкие и муфты к ним

Условный Труба Муфта

диаметр трубы Наружный диаметр О Толщина стенки 5 Внутренний диаметр с1 Масса 1 м, кг Наружный диаметр А. Длина 1м Масса

33 33,4 3,5 26,4 2,6 42,2 84 0,4

42 42,2 3,5 35,2 3,3 52,2 90 0,6

48 48,3 4,0 40,3 4,4 55,9 96 0,5

60 60,3 5,0 50,3 6,8 73,0 110 1,3

73 73,0 5,5 62,0 9,2 88,9 132 2,4

7,0 59,0 11,4

89 88,9 6,5 75,9 13,2 108,0 146 3,6

102 101,6 6,5 83,6 15,2 120,6 150 4,5

114 114,3 7,0 100,3 18,5 132,1 156 5,1

- трубы с высаженными наружу концами. Свинчивание труб в колонну происходит по схеме труба-труба. Геометрические параметры труб и муфт приведены на рис. 1.4 и в табл. 1.2[19].

Муфта

Тру Sa

гм

и Ч ////ьМэМт»

/ / s / s ( «О CS * у <((t .-1-- W/'/tWA

////i L/././2

rr/A

Рис. 1.4 Трубы с высаженными наружу концами и муфты к ним

Табл. 1.2 Трубы с высаженными наружу концами и муфты к ним - В

Труба Муфта

Услов Наружи ый диамет Длина высаже нной части, /в min Масс Увелич ение массы

ный диаме тр трубы Наруж ный диамет р D Толщ ина стенк и s Внутре нний диамет р d Р высаже иной части, £>в (пред. откл. +1,5) а 1 м глад кой труб ы, кг трубы вследст вие высадк и обоих концов, кг Наруж ный диамет РА, Дли на ¿м Мае са, кг

27 26,7 3,0 20,7 33,4 40 1,8 0,1 42,2 84 0,4

33 33,4 3,5 26,4 37,3 45 2,6 0,1 48,3 90 0,5

42 42,2 3,5 35,2 46,0 51 3,3 0,2 55,9 96 0,7

48 48,3 4,0 40,3 53,2 57 4,4 0,4 63,5 100 0,8

60 60,3 5,0 50,3 65,9 89 6,8 0,7 77,8 126 1,5

73 73,0 5,5 62,0 78,6 95 9,2 0,9 93,2 134 2,8

7,0 59,0 11,4

Труба Муфта

Услов Наружн ый диамет Длина высаже нной части, /в гшп Масс Увелич ение массы

ный диаме тр трубы Наруж ный диамет рЯ Толщ ина стенк И 5 Внутре нний диамет р б/ Р высаже нной части, А (пред. откл. +Ь5) а 1 м глад кой труб ы, кг трубы вследст вие высадк и обоих концов, кг Наруж ный диамет РА. Дли на К Мае са, кг

89 88,9 6,5 75,9 95,2 102 13,2 1,3 114,3 146 4,2

8,0 72,9 16,0

102 101,6 6,5 88,6 108,0 102 15,2 1,4 127,0 154 5,0

114 114,3 7,0 100,3 120,6 108 18,5 1,6 141,3 160 6,3

гладкие высокогерметичные. Свинчивание труб в колонну происходит по схеме труба-муфта-труба. Геометрические параметры труб и муфт приведены на рис. 1.5 и в табл. 1.3 [19].

Труба

У///////ГГТ7>-Г7

X

Муфта

Рис. 1.5 Трубы гладкие высокогерметичные и муфты к ним

Условный Труба Муфта

диаметр трубы Наружный диаметр D Толщина стенки 5 Внутренний диаметр с1 Масса 1 м, кг Наружный диаметр А. Длина ¿м Масса, кг

60 60,3 5,0 50,3 6,8 73,0 135 1,8

73 73,0 5,5 62,0 9,2 88,9 135 2,5

7,0 59,0 11,4

89 88,9 6,5 75,9 13,2 108,0 155 4,1

8,0 72,9 16,0

102 101,6 6,5 88,6 15,2 120,6 155 5,1

114 114,3 7,0 100,3 18,5 132,1 205 7,4

- безмуфтовые трубы с высаженными наружу концами. Свинчивание труб в колонну происходит по схеме труба-труба. Геометрические параметры труб и муфт приведены на рис. 1.6 и в табл. 1.4[19].

Услов ный диаме тр трубы Наруж ный диамет р D Толщ ина стенк и s Внутре нний диамет р d Наружн ый диамет Р высаже нной части, А (пред. откл. ±0,5) Внутрен ний диаметр в плоскос ти торца ниппель ного кольца ^вн тах Внутре нний диамет рв конце высаже нной части, ¿в Длина высаже нной части, /в min Масс а 1 м глад кой труб ы, кг Увелич ение массы трубы вследст вие высадк и обоих концов, кг

60 60,3 5,0 50,3 71 53,5 48,3 95 6,8 1,8

73 73,0 5,5 62,0 84 65,5 60,0 100 9,2 2,2

7,0 59,0 86 63,0 57,0 11,4 2,6

89 88,9 6,5 75,9 102 79,5 73,9 100 13,2 3,2

8,0 72,9 104 77,0 70,9 16,0 3,7

102 101,6 6,5 88,6 116 92,0 86,6 100 15,2 4,0

114 114,3 7,0 100,3 130 104,0 98,3 100 18,5 4,8

Следует отметить, что процесс формирования резьбовых поверхностей НКТ происходит лезвийной обработкой с применением резцов. Учитывая вышеизложенные факты, стоит предположить, что на формирования различных типов резьбовой поверхности (НКМ, НКБ и т.д.) будут влиять схожие законы. Геометрические параметры резьбового соединения треугольного профиля приведены на рис. 1.7 и в табл. 1.5.

Табл. 1.5 Геометрические параметры резьбового соединения

Параметр резьбы Норма

Число ниток на длине 25,4 мм

10 8

Шаг резьбы Р Высота исходного профиля Н* Высота профи