Уточнение геометрических параметров резьбовых протекторов для насосно-компрессорных труб НКТ-73

Кузьмин Илья Андреевич, студент

Викулова Анастасия Владимировна, студентка изготавливающее резьбовые протекторы, имеет свои нормативные документы. Результаты обзора стандартов API 5CT [2] и ГОСТ 633 [3], технических условий и стандартов организаций показали, что в настоящее время нет конкретных значений геометрических параметров резьбы на предохранительные детали.

б)

Рис. 1. Резьбовые протекторы для труб НКТ: а) общий вид протекторов; б) трубная продукция с резьбовыми протекторами

Цель исследования: уточнение геометрических параметров резьбовых протекторов для труб НКТ-73, обеспечивающих надежное соединение протектора и трубы во время транспортировки.

Материалы и методы исследования. Образцы протекторов для труб НКТ-73 для исследования в количестве 20 штук отбирались случайным образом из партии готовой продукции. Измерение геометрических размеров проводилось на микроскопе Optiv Classic 321 GL. В процессе исследования были выполнены прямые многократные измерения геометрических параметров ниппеля резьбового протектора (рис. 2). Обработка результатов измерений проводилась в соответствии с ГОСТ Р 8.736-2011 «Государственная система обеспечения единства измерений. Измерения прямые многократные. Методы обработки результатов измерений. Основные положения». Полученные результаты представлены в табл. 1.

Рис. 2. Контролируемые параметры ниппеля резьбового протектора

Таблица 1. Измеренные параметры протекторов

Наименование	Параметр, мм
	D	D'	d	D осн	L	h
ниппель	69,63	72,71	62,75	88,59	64,73	52,95

На внешней поверхности ниппеля выполняется резьба. Для определения типа посадки резьбового соединения ниппеля и трубы НКТ-73 был определен приведенный средний диаметр резьбы. С этой целью измерены шаг резьбы P , высота профиля H и угол профиля α , а также средний диаметр резьбы d 2 на 1, 2 и 3 витках ниппеля (рис. 3).

Рис. 3. Контролируемые параметры резьбы ниппеля

Приведенный средний диаметр резьбы:

d = d + f + f

2 пр     2 r p P J a где fp=1,732 dP=1,732 – диаметральная компенсация погрешностей шага резьбы протектора, dP– абсолютное значение накопленной погрешности шага, мм, fa=10-3 0,36Pδ(α/2) – диаметральная компенсация погрешностей угла наклона профиля резьбы протектора,

„ a

3 ^ⁿP +

3- =

e a

3 — лев

Известно, что при взаимодействии крепежного винта с гайкой, имеющей 10 витков, первый, наиболее нагруженный виток, воспринимает 34% нагрузки, а десятый, наименее нагруженный виток – менее 1%, поэтому с точки зрения обеспечения надежного соединения резьбового протектора и трубы в первую очередь необходимо обеспечить надежное соединение именно по первому витку. Действительные значения параметров резьбы на первом витке приведены в табл. 2.

На основе полученных результатов установлено, что по среднему диаметру резьбы на первом витке имеется зазор между трубой и ниппелем 1,08 мм (рис. 4), что не обеспечивает надежное соединение трубы и ниппеля в процессе транспортировке, особенно при ударах и вибрациях. Для обеспечения надежной защиты резьбы трубы НКТ-73 необходимо исключить зазор между поверхностью трубы и протектора и обеспечить небольшой натяг типа 2Н/3n. Таким образом, целесообразно увеличить средний диаметр резьбы протектора по сравнению с имеющимися требованиями на 1,08 мм и скорректировать размеры изделия в нормативной документации производителя. Средний диаметр ниппеля резьбового протектора целесообразно назначить d = 72,350+0,170

назначить 2      ,    ₊ о,о₇о .

Таблица 2. Действительные значения параметров резьбы на первом витке

Средний диаметр d 2 , мм	Накопленная погрешность шага резьбы dP, мм	Погрешность половины угла профиля правой стороны , а 5 — пр 2    , мин.	Погрешность половины угла профиля левой стороны я а о — лев , мин.	Погрешность половины угла профиля 5а 2 , мин	Приведенный средний диаметр d 2пр , мм
71,05	0,109	29	59	44	71,27

Рис. 4. Взаимное расположение первого витка резьбы трубы и протектора

Результаты исследования: сформирована достоверная и полная база данных по всем геометрическим параметрам резьбового протектора для труб НКТ-73 и установлен действительный характер соединения резьбы протектора и трубы НКТ-73. Предложено на основе полученных результатов для обеспечения гарантированного соединения витков резьбы протектора и трубы уточнить геометрические параметры ниппеля резьбового протектора для трубы НКТ-73 и установить предельные отклонения, обеспечивающие получения натяга в соединении: es=+170 мкм и ei=+70 мкм.