Охоронна деталь для захисту зовнішньої різі труб

Охоронна деталь для захисту зовнішньої різі труб, що включає виконане з еластичного матеріалу кільце з упором і різьбовою ділянкою, профіль якої має можливість сполучення з різьбою, що захищається, і з ущільнювальним елементом на внутрішній, що заходить, нерізьбовій ділянці кільця, а також металеву обичайку, встановлену зовні кільця, із закатаним по краю його упора торцем, яка відрізняється тим, що деталь має розміщений усередині кільця циліндричний ковпак, основа якого виконана за одне ціле з внутрішнім краєм упора кільця, металева обичайка має на своїх поверхнях конверсійний шар, а на бічній стороні деталі виконані фіксуючі гнізда, глибина яких H визначається з виразу: 2 hk H 0h0 2 шhш khk t , 3 де: 0 - коефіцієнт лінійного термічного розши Винахід відноситься до жорстких елементів для захисту окремих виробів і може бути використаний для захисту зовнішньої різі труб нафтового сортаменту від механічних пошкоджень і корозійного руйнування в процесі їх транспортування і зберігання. Відомо, що в процесі навантажувальнорозвантажувальних робіт і транспортування труби можуть співударятися, що приводить до зім'яття та руйнування різі. А при зберіганні атмосферні опади викликають корозійне руйнування різі і тіла труби, тобто появі продуктів корозії як на різі, так і на внутрішній поверхні труби. Це приводить надалі до засмічення продуктами корозії устаткування для здобичі нафти і виходу його з ладу, а також до зниження міцності і надійності при експлуатації самих труб. Відома охоронна деталь для захисту зовнішньої різі труб, виготовлена з еластичного матеріалу (пластмаси, гуми) у вигляді кільцеобразного елемента з різьбовою ділянкою [Ткаченко В.А., Шевченко А.А., Стрижак В.Й., Пикинер Ю.С. Труби для нефтяной промышленності. Изд. "Металлургия", 1986 г., с. 228]. Такі деталі щільно охоплюють різьбу труб, запобігають корозії різі і самі не кородують, проте мало міцні і не рення металу обичайки, 1 град 1 ; h0 - товщина стінки обичайки, мм; ш - коефіцієнт лінійного термічного розширення конверсійного шару, 1 град 1 ; hш - товщина конверсійного шару, мм; 1 град 1 ; hk - товщина стінки кільця, мм; (19) UA (11) t - алгебраїчна різниця максимальної і мінімальної температур експлуатації охоронної деталі, °С, при цьому ущільнювальний елемент нерізьбової ділянки кільця, що заходить, виконаний у вигляді суцільного виступу по його внутрішньому периметру. (13) еластичного матеріалу кільця, C2 - коефіцієнт лінійного термічного розширення 75510 k 3 75510 4 запобігають затіканню опадів всередину труби. 1 рення конверсійного шару, Відома також охоронна деталь для захисту град 1 зовнішньої різі труб, що включає виконане з елаhш- товщина конверсійного шару, мм; стичного матеріалу з упором кільце з різьбовою а к - коефіцієнт лінійного термічного розшиділянкою, профіль якої має можливість сполучен1 ня з різьбою, що захищається, і з ущільнюючим рення еластичного матеріалу кільця, ; елементом на внутрішній, що заходить, град 1 нерізьбовій ділянці кільця, а також металеву обиhk- товщина стінки кільця, мм; чайку, встановлену зовні кільця із закатаним по t - алгебраїчна різниця максимальної і краю його упора торцем. мінімальної температур експлуатації охоронної Ущільнюючий елемент на внутрішній, що задеталі, °С ходить, нерізьбовій ділянці кільця виявляє собою при цьому ущільнюючий елемент нерізьбової розташовані в шаховому порядку декількома ряділянки кільця, що заходить, виконаний у вигляді дами ущільнюючих фрагментів, причому суцільного виступу по його внутрішньому периущільнюючі фрагменти послідуючого ряду переметру. кривають зазори між ущільнюючими фрагментами Заявлені параметри деталі одержані попереднього ряду [патент РФ №2038276, В65Д дослідним шляхом. 59/06, В08В 17/04, 1995 г.]. Відмінність пропонованої деталі від найближТака охоронна деталь набагато міцніше в чого з аналогів полягає в тому, що вона має порівнянні з вищенаведеною, оскільки містить мерозміщений усередині кільця циліндричний ковпак, талеву обичайку. Проте ця деталь не може основа якого виконана заціло з внутрішнім краєм надійно захищати різьблення на трубах через те, упора кільця, наявністю конверсійного шару на що кільцевий елемент з еластичного матеріалу металевій обичайці і фіксуючих гнізд на бічній утримується в обичайці тільки за рахунок зачепстороні деталі, глибина яких визначається лення із закатаним торцем. При зміні температури співвідношенням, що заявляється, а також в процесі транспортування труб такі деталі легко наявністю ущільнюючого елементу у вигляді роз’єднуються і нічим не зміцнене еластичне, як суцільного виступу на нерізьбовій ділянці кільця, правило, пластмасове кільце може розбиватися що заходить. при щонайменшому зіткненні труб. Технічним результатом від використовування Атмосферні опади мають можливість затікати пропонованої охоронної деталі є підвищення у внутрішню порожнину труби через отвір в кільці надійності захисту зовнішньої різі і внутрішньої охоронної деталі, а також на різьбу із сторони поверхні труб як від дії атмосферних опадів, так і ущільнюючих фрагментів через зазори між ними, від механічних пошкоджень. викликаючи корозію труби. Це зв'язано з тим, що наявність конверсійного В основі пропонованого винаходу лежить шару на поверхні металевої обичайки і фіксуючих рішення задачі по удосконаленню охоронної гнізд, з урахуванням знайденої залежності, деталі для захисту зовнішньої різі труб шляхом дозволяє виключити її роз'єднання при вібрації і зміни конфігурації її частин і їх розміщення, зіткненнях, що виникають в процесі транспортувнаслідок чого забезпечується підвищення вання. Дійсно, конверсійний шар збільшує адгезію надійності захисту зовнішньої різі і внутрішньої між еластичним матеріалом кільця і металевої поверхні труб як від дії атмосферних опадів, так і обичайки, а фіксуючі гнізда з глибиною рівною від механічних пошкоджень. співвідношенню, що заявляється, виключають Поставлена задача вирішена тим. що охоронроз'єднання деталі при зміні температури навкона деталь для захисту зовнішньої різі труб, що лишнього середовища. Наявність ковпака і включає виконане з еластичного матеріалу з упоущільнюючого елементу у вигляді суцільного висром кільце з різьбовою ділянкою, профіль якої має тупу по внутрішньому периметру кільця запобігає можливість сполучення з різзю, що захищається, і затіканню атмосферних опадів як на зовнішнє з ущільнюючим елементом на внутрішній, що зарізьблення, так і у внутрішню порожнину труби і ходить, нерізьбовій ділянці кільця, а також метапідвищує надійність захисту труб. леву обичайку, встановлену зовні кільця із закатаНа фіг.1 зображена пропонована охоронна деним по краю його упора торцем, згідно винаходу, таль для захисту зовнішньої різі труб. забезпечена розміщеним усередині кільця Пропонована охоронна деталь для захисту циліндричним ковпаком, основа якого виконана зовнішньої різі труб включає кільце з еластичного заціло з внутрішнім краєм упора кільця, металева матеріалу 1 з упором 2 і різьбовою ділянкою 3, обичайка має на своїх поверхнях конверсійний профіль якої має можливість сполучення з шар, а на бічну сторону деталі нанесені фіксуючі різьбою, що захищається, розміщений усередині гнізда, глибина яких Н визначається з виразу: кільця 1 циліндричний ковпак 4, основа якого ви2 / 3hk H ( 0h0 2 шhш конана заціло з внутрішнім краєм упора кільця 1, khk ) t , металеву обичайку 5, встановлену зовні кільця із де: α0 - коефіцієнт лінійного термічного розшизакатаним по краю його упора торцем, яка має на 1 рення металу обичайки, ; своїх поверхнях конверсійний шар 6 та фіксуючі 1 град гнізда 7, нанесені на бічні сторони запобіжної h0 - товщина стінки обичайки, мм; деталі, глибина яких Н визначається з виразу: αш - коефіцієнт лінійного термічного розши2 / 3hk H ( 0h0 2 шhш khk ) t де: α0 - коефіцієнт лінійного термічного розши 5 75510 6 фосфатного шару hш складала 20±5 мкм, 1 рення металу обичайки, ; коефіцієнт лінійного термічного розширення шград 1 0,27х 10-4град-1. h0 - товщина стінки обичайки, мм; Металеву обичайку нагрівали до 70-100 0С, αш - коефіцієнт лінійного термічного розшивставляли в неї відлите з полімерної композиції 1 рення конверсійного шару, ; кільце з ковпаком і заканювали в декількох місцях 1 град по колу деталі, формуючи фіксуючі гнізда. hш - товщина конверсійного шару, мм; Охоронні деталі призначалися для використоα к - коефіцієнт лінійного термічного розширенвування в діапазоні температур від мінус 50 до 1 плюс 60 °С. При цьому глибина гнізд при ня еластичного матеріалу кільця, ; 1 нанесенні хромату Hх складала град 5,33мм>Hx>(0,11.10-4.1,5+2.0,12.10h к- товщина стінки кільця, мм; 4. 0,0015+0,47.10-4.8).110мм t - алгебраїчна різниця максимальної і 5,33мм>Hx>0,431мм мінімальної температур експлуатації запобіжної При нанесенні фосфату Нф складала: деталі. °С, 5,33 мм>Hф>(0,11.10-4.1,5+2.0,27.10ущільнюючий елемент 8 у вигляді суцільного 4. . -4. . 0,20+0,47 10 8) 110 мм виступу по внутрішньому периметру кільця. 5,33мм>Hф>0,432мм Використовують пропоновану деталь таким Охоронні деталі навертали на різьбу обсадних чином. труб діаметром 219 мм до упору так, щоб Охоронну деталь вручну або механічно наущільнюючий елемент розташувався на саджують на різьбу і загвинчують до упору. В нерізьбовій ділянці труби. процесі навертання деталі ковпак 4 входить у Труби із охороними деталями завантажували у внутрішню порожнину труби, повністю її закриваювагони і транспортували по залізниці протягом 1 чи. В наверненому положенні ущільнюючий елемісяця, перенавантажували і далі зберігали протямент 8 щільно охоплює нерізьбову поверхню тругом 3-х місяців на відкритому повітрі. Всі запобіжні би, не дозволяючи опадам проникати в різьбу. деталі, як із хроматним, так і фосфатним В заводських умовах були виготовлені конверсійним шаром, не були навіть частково охоронні деталі для захисту зовнішньої різі обсадроз'єднані і зруйновані, слідів корозії на різі та них труб діаметром 219 мм типа Баттресс АРІ. всередині труб не спостерігалося. Кільце з упором, різьбовою ділянкою, Випробуваннями також було встановлено, що ущільнюючим елементом і ковпаком відливали з при виході глибини формуючих гнізд за нижню полімерної композиції, що має коефіцієнт лінійного межу - 25% охоронних деталей під час транспортермічного розширення к 0,47 х 10-4 град.-1. Товтування труб роз'єдналися і зруйнувалися. При щина кільця hk складала 8 мм. Металеву обичайку виході за верхню межу - відбувалася деформація виготовляли зваркою і холодним формуванням різьбової поверхні виробу, що приводило до заметалевої смуги із сталі марки ст. 3 по ГОСТ 380 клинювання деталі при згвинчуванні. завтовшки 1,5 мм, коефіцієнт лінійного термічного Вказане приводило до зниження надійності розширення α0 якої рівний 0,11 х 10-4 град.-1. захисту різі як від механічних пошкоджень, так і від На готову металеву обичайку наносили атмосферних опадів. конверсійний шар, як який в одному випадку слуОхоронні деталі, виконані відповідно до ознак жив хромат, в іншому фосфат. найближчого аналога при транспортуванні труб у Хроматний шар наносили зануренням обичай25% випадків від загальної кількості руйнувалися ки в хроматуючий розчин на 3-5 мін, з подальшою та роз'єднувалися. сушкою. Товщина хроматного шару hш складала Таким чином, вживання пропонованої 15±3 мкм. Коефіцієнт лінійного термічного розшиохоронної деталі забезпечує надійний захист різі рення αш хроматного шару - 0,12 х 10-4 град;-1. труб від дії як атмосферних опадів, так і від Фосфатний шар наносили зануренням обичаймеханічних пошкоджень. ки у фосфатуючий склад на 10-15 мін., потім промивали в проточній воді і висушували. Товщина 7 Комп’ютерна верстка М. Клюкін 75510 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601