ГОСТ 34438.2-2018 (ISO 10424-2:2007). Межгосударственный стандарт. Трубы бурильные и другие элементы бурильных колонн в нефтяной и газовой промышленности. Часть 2. Основные параметры и контроль резьбовых упорных соединений. Общие технические требования

(введен в действие Приказом Росстандарта от 31.10.2018 № 888-ст)

ИСТОРИЯ ИЗМЕНЕНИЙ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИХ АКТОВ

flowchart LR
  n0["ГОСТ Р 56349-2015"]:::rst
  n1["ГОСТ 34438.2-2018"]:::doc
  click n1 "https://bukva.ai/docs/standart-gost-34438-2-2018" "ГОСТ 34438.2-2018. Межгосударственный стандарт. Трубы бурильные и другие элементы бурильных колонн в нефтяной и газовой промышленности. Часть 2. Основные параметры и контроль резьб"
  n0 --> n1
classDef rst fill:#FFEBEB,stroke:#8B0000,color:#000;
classDef doc fill:#EBFFEB,stroke:#006400,color:#000;
classDef notEnt fill:#FFFFEB,stroke:#FF8C00,color:#000;

Введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 31 октября 2018 г. № 888-ст

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ТРУБЫ БУРИЛЬНЫЕ И ДРУГИЕ ЭЛЕМЕНТЫ БУРИЛЬНЫХ КОЛОНН В НЕФТЯНОЙ И ГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

ЧАСТЬ 2

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И КОНТРОЛЬ РЕЗЬБОВЫХ УПОРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ. ОБЩИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

Drill pipes and other elements of drilling equipment for petroleum and natural gas industries. Part 2. Basic parameters and inspection of thread shouldered connection. General technical requirements

(ISO 10424-2:2007, Petroleum and natural gas industries — Rotary drilling equipment — Part 2: Threading and gauging of rotary shouldered thread connections, MOD)

ГОСТ 34438.2-2018 (ISO 10424-2:2007)

МКС 23.040.10

ОКПД2 24.20.12.130

Дата введения 1 июля 2019 года

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-2015 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2015 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила, рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН подкомитетом ПК 7 «Трубы нарезные» Технического комитета по стандартизации ТК 357 «Стальные и чугунные трубы и баллоны» на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 5

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 357 «Стальные и чугунные трубы и баллоны»

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 27 июля 2018 г. № 110-П)

За принятие проголосовали:

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 31 октября 2018 г. № 888-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 34438.2-2018 (ISO 10424-2:2007) введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июля 2019 г.

5 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту ISO 10424-2:2007 «Нефтяная и газовая промышленность. Оборудование для роторного бурения. Часть 2. Нарезание резьбы и контроль калибрами роторных соединений с заплечиками» («Petroleum and natural gas industries — Rotary drilling equipment — Part 2: Threading and gauging of rotary thread shouldered connections», MOD) путем:

• включения и изменения отдельных слов (фраз, показателей, ссылок), выделенных в тексте настоящего стандарта курсивом;
• включения структурных элементов (пунктов, подпунктов, абзацев, терминологических статей), выделенных в тексте настоящего стандарта вертикальной линией, расположенной на полях этого текста;
• изменения содержания отдельных структурных элементов (подразделов, пунктов, подпунктов, абзацев, таблиц и рисунков), выделенных в тексте настоящего стандарта курсивом и вертикальной линией, расположенной на полях этого текста.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования международного стандарта для уточнения области применения.

Сведения о соответствии ссылочных межгосударственных стандартов международным стандартам, использованным в качестве ссылочных в примененном международном стандарте, приведены в дополнительном приложении ДА.

Сопоставление структуры настоящего стандарта со структурой примененного в нем международного стандарта приведено в дополнительном приложении ДБ

6 Настоящий стандарт подготовлен на основе применения ГОСТ Р 56349-2015 <*>

<*> Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 31 октября 2018 г. № 888-ст ГОСТ Р 56349-2015 (ИСО 10424-2:2007) отменен с 1 июля 2019 г.

7 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

Введение

Настоящий стандарт модифицирован по отношению к международному стандарту ISO 10424-2:2007 «Нефтяная и газовая промышленность. Оборудование для роторного бурения. Часть 2. Нарезание резьбы и контроль калибрами роторных соединений с заплечиками», широко используемому в мировой практике для установления требований к резьбовым упорным соединениям элементов бурильных колонн.

В настоящем стандарте учтены особенности изложения межгосударственных стандартов, в том числе наименование стандарта изменено в соответствии с ГОСТ 1.5-2001.

Модификация настоящего стандарта по отношению к международному стандарту заключается в следующем:

• исключен раздел 2 «Соответствие — Единицы измерения», т.к. числовые значения единиц измерения приведены только в системе СИ;
• раздел «Термины, сокращения, определения и обозначения» разделен на два самостоятельных раздела «Термины и определения» и «Обозначения и сокращения», что обусловлено большим объемом раздела;
• наименование некоторых терминов приведено к терминологии, применяемой в нефтяной и газовой промышленности, так например, термин «роторное соединение с заплечиками» заменен термином «резьбовое упорное соединение»;
• исключены термины, повторяющие определения обозначений геометрических параметров соединений, приведенных в разделе «Обозначения и сокращения»;
• введены дополнительные термины, традиционно применяемые в трубном производстве, нефтяной и газовой промышленности для уточнения применяемых понятий;
• заданный средний диаметр резьбы в измерительной плоскости рабочих калибров-пробок DGP исключен, взамен используется средний диаметр резьбы в основной плоскости DC, обозначение конусности резьбы T заменено обозначением K;
• частично внесены изменения, связанные с выходом в 2017 году второй редакции стандарта API Spec 7-2;
• исключены значения показателей, выраженные в системе единиц USC, которые нецелесообразно применять в межгосударственной стандартизации, и соответствующее приложение A «Таблицы в единицах USC»;
• исключено приложение B с требованиями по уходу за региональными эталонными калибрами и их применением в связи с отсутствием применения таких калибров в нефтяной и газовой промышленности;
• исключен раздел 5 «Информация, предоставляемая заказчиком», т.к. настоящим стандартом не предусмотрена поставка изделий с резьбовыми упорными соединениями;
• для резьбовых упорных соединений, для которых не существует сертифицированных контрольных калибров, дополнена возможность применения несертифицированных контрольных калибров, калиброванных в соответствии с положениями настоящего стандарта; также исключена ссылка на ISO/IEC 17025;
• исключено приложение E, связанное с сертификацией калибров, проводимой Американским нефтяным институтом;
• исключено приложение G по пересчету показателей, выраженных в единицах американской системы единиц, в единицы Международной системы единиц;
• исключены непредпочтительные и устаревшие резьбовые упорные соединения (приложение F), кроме соединений NC10, NC12, NC13, NC16, NC77, 3 1/2FH, 4 1/2FH, аналогичных соединениям по ГОСТ 28487;
• дополнительно включены применяемые в нефтяной и газовой промышленности резьбовые соединения З-161 и З-189 по ГОСТ 28487, которые не имеют взаимозаменяемых (эквивалентных) соединений в ISO 10424-2.

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает требования к резьбовым упорным соединениям бурильных труб и других элементов бурильных колонн, используемых в нефтяной и газовой промышленности.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

3.1 взаимозаменяемый натяг (interchange stand-off): Расстояние между измерительными плоскостями калибра-пробки и калибра-кольца различного класса.

3.2 изделие (product): В зависимости от контекста компонент резьбового упорного соединения (муфтовый конец, ниппельный конец) или элемент бурильной колонны с резьбовым упорным соединением, соответствующим требованиям настоящего стандарта.

3.5 мастер-калибры (master gauge): Калибры, используемые для калибровки калибров более низкого класса.

Примечание - К мастер-калибрам относятся контрольные (reference master), региональные эталонные (regional master) и первичные эталонные (grand master) калибры.

3.6 муфтовый конец (box end): Конец элемента бурильной колонны, имеющий резьбовое упорное соединение с внутренней замковой резьбой.

3.8 натяг (stand-off): Расстояние от упорной поверхности изделия до измерительной плоскости калибра или расстояние от измерительной плоскости одного калибра до измерительной плоскости другого калибра.

3.10 ниппельный конец (pin end): Конец элемента бурильной колонны, имеющий резьбовое упорное соединение с наружной замковой резьбой.

3.11 парный натяг (mating stand-off): Расстояние между измерительными плоскостями калибра-пробки и калибра-кольца одного класса.

3.12 первый виток резьбы с полным профилем (first perfect thread): Виток резьбы, наиболее удаленный от упорного уступа ниппельного конца или наиболее близкий к упорному торцу муфтового конца, вершина и впадина которого соответствуют номинальному профилю резьбы с учетом установленных предельных отклонений.

3.13 приработка (break-in-procedure): Многократное свинчивание и развинчивание резьбового упорного соединения до начала его эксплуатации для уменьшения вероятности заедания при эксплуатации.

3.14 рабочие калибры (working gauges): Калибры, используемые для контроля резьбовых упорных соединений.

3.15 разгрузочные элементы (stress relief feature): Разгрузочная расточка или разгрузочная канавка, выполняемые на ниппельном и муфтовом концах, для уменьшения вероятности усталостного разрушения резьбового упорного соединения за счет уменьшения концентрации напряжений.

3.16 резьбовое упорное соединение, соединение (rotary shouldered connection): Соединение элементов бурильной колонны, имеющее коническую резьбу и упорные поверхности (уступ ниппельного конца и торец муфтового конца), создающие уплотнение в соединении.

3.17 система калибровки (calibration system): Документированный порядок калибровки и контроля калибров.

3.18 холодное деформационное упрочнение (cold working): Пластическая деформация поверхности впадин резьбы и/или разгрузочных элементов соединения, осуществляемая без его нагрева, с целью повышения работоспособности соединения при знакопеременных изгибающих нагрузках.

4 Обозначения и сокращения

4.1 Обозначения

В настоящем стандарте применены следующие обозначения:

A — глубина разгрузочной канавки на ниппельном конце, мм;

B — глубина разгрузочной канавки на муфтовом конце, измеряемая относительно среднего диаметра резьбы в плоскости, перпендикулярной к оси резьбы, мм;

DBG — внутренний диаметр разгрузочной канавки на муфтовом конце, мм;

DC — средний диаметр резьбы в основной плоскости, мм;

DCB — внутренний диаметр цилиндрического участка разгрузочной расточки на муфтовом конце, мм;

DFG — внутренний диаметр упорной поверхности низкомоментных элементов, мм;

DFP — наружный диаметр установочной пластины калибра-пробки, мм;

D_f2 - минимальный диаметр фаски, необходимый для обеспечения допустимого напряжения от момента свинчивания и базового внутреннего диаметра соединения, мм;

DL — наружный диаметр большего основания конуса ниппельного конца, мм;

DLF — наружный диаметр цилиндрической проточки на основании ниппельного конца, мм;

DMP — наружный диаметр резьбы калибра-пробки в основной плоскости, мм;

DMR — внутренний диаметр резьбы калибра-кольца в основной плоскости, мм;

DR — наружный диаметр калибра-кольца, мм;

DS — наружный диаметр меньшего основания конуса ниппельного конца в плоскости торца, мм;

DSRG — наружный диаметр разгрузочной канавки на ниппельном конце, мм;

db — наружный диаметр сферического наконечника прибора для измерения конусности и шага резьбы, мм;

Fc — ширина вершин профиля резьбы, мм;

Fr — ширина впадин профиля резьбы, мм;

fc — срез по вершинам профиля резьбы изделия, мм;

fcg — срез по вершинам профиля резьбы калибра, мм;

fr — срез по впадинам профиля резьбы изделия, мм;

frg — срез по впадинам профиля резьбы калибра, мм;

H — высота исходного профиля резьбы, мм;

h — высота профиля резьбы изделия, мм;

hbg — глубина разгрузочной канавки на муфтовом конце, измеряемая перпендикулярно к образующей внутреннего диаметра резьбы и равная 5,16 мм для всех видов профиля резьбы, мм;

hcn — компенсированная высота профиля резьбы изделия, мм;

hg — высота профиля резьбы калибра, мм;

K — конусность резьбы, мм/мм;

LBC — длина конуса муфтового конца, мм;

LBG — расстояние от упорного торца муфтового конца до разгрузочной канавки, мм;

LBT — расстояние от упорного торца муфтового конца до конца резьбы с полным профилем, мм;

LCYL — расстояние от упорного торца муфтового конца до конца цилиндрического участка разгрузочной расточки, мм;

Lct — компенсированная длина резьбы изделия, мм;

Lft — расстояние от упорного уступа ниппельного конца до начала резьбы с полным профилем, мм;

LGP — расстояние от упорного уступа ниппельного конца до основной плоскости, мм;

Lpg — длина калибра-пробки, мм;

Lrg — длина калибра-кольца, мм;

LPC — длина конуса ниппельного конца, мм;

LQc — длина конической расточки муфтового конца, мм;

LSRG — длина разгрузочной канавки на ниппельном конце, мм;

Lx — расстояние от упорного торца муфтового конца до конца сбега резьбы на разгрузочной расточке, мм;

n — число витков резьбы на длине 25,4 мм;

P — шаг резьбы, мм;

Qc — внутренний диаметр конической расточки в плоскости упорного торца муфтового конца, мм;

R — радиус впадин профиля резьбы, мм;

Rbg — радиус скругления углов разгрузочной канавки на муфтовом конце, мм;

RFG — радиус скругления низкомоментных элементов, мм;

rc — радиус скругления вершин профиля резьбы, мм;

rr — радиус скругления впадин профиля резьбы V-055, мм;

S — номинальный натяг, мм;

S0 — исходный парный натяг первичных эталонных, региональных эталонных или контрольных калибров, мм;

S1 — взаимозаменяемый натяг рабочего калибра-пробки и контрольного калибра-кольца, мм;

S2 — взаимозаменяемый натяг рабочего калибра-кольца и контрольного калибра-пробки, мм;

TFP — толщина установочной пластины калибра-кольца и калибра-пробки, мм;

\phi — угол уклона резьбы, равный половине угла между образующими резьбового конуса, градус;

\theta — угол, равный половине угла профиля резьбы, градус;

4.2 Сокращения

В настоящем стандарте применены следующие сокращения:

CW — холодное деформационное упрочнение;

FH — тип резьбового упорного соединения с широким проходным отверстием;

LH — левое направление резьбы;

LTF — низкомоментное исполнение;

NC — резьбовое упорное соединение нумерационного типа;

REG — резьбовое упорное соединение обычного типа;

RH — правое направление резьбы;

5 Технические требования

5.1 Форма и геометрические параметры профиля резьбы

Форма профиля наружной и внутренней правой резьбы и геометрические параметры профиля приведены на рисунках 1, 2 и в таблице 1.

Примечание - Левая резьба имеет аналогичные форму и геометрические параметры профиля.

1 — линия, параллельная оси резьбы; 2 — линия среднего диаметра резьбы; 3 — ось резьбы

Рисунок 1 — Профиль резьбы V-038R, V-040, V-050

1 — линия, параллельная оси резьбы; 2 — линия среднего диаметра резьбы; 3 — ось резьбы

Рисунок 2 — Профиль резьбы V-055

Таблица 1

Геометрические параметры профиля резьбы

Размеры в миллиметрах

5.2 Форма и геометрические параметры резьбового упорного соединения

5.2.1 Основные геометрические параметры

5.2.2 Упорные поверхности

Упорные поверхности соединений должны быть плоскими и перпендикулярными к оси резьбы. Отклонение от перпендикулярности и плоскостности не должно превышать 0,05 мм.

^a Резьба ниппеля должна начинаться на наружной фаске, при этом малый диаметр фаски должен быть меньше внутреннего диаметра резьбы.

^b Размеры фаски для замков бурильных труб в соответствии с ГОСТ 32696 или [1], для остальных элементов буровой колонны — по выбору изготовителя.

1 — наружная заходная фаска; 2 — внутренняя фаска; 3 — основная плоскость; 4 — основание конуса; 5 — упорная поверхность

Рисунок 3 — Ниппельный конец

1 — упорная поверхность; 2 — внутренняя заходная фаска

Примечание - Резьба муфты должна начинаться на внутренней заходной фаске с углом 35° +/- 10°.

Рисунок 4 — Муфтовый конец

Таблица 2

Геометрические параметры соединений

В миллиметрах

5.2.3 Соосность

Угловая несоосность оси резьбы соединения и оси изделия (за исключением долот) не должна превышать 3'25» или 0,001 мм/мм. Конструкция соединений предусматривает пересечение оси резьбы и оси изделия в плоскости упорной поверхности.

5.2.4 Основание ниппельного конца

Основание ниппельного конца должно соответствовать следующим требованиям:

a) основание ниппельного конца элементов бурильных колонн, кроме УБТ, выполняется в виде конической поверхности с радиусом скругления перехода к поверхности упорного уступа 1,5-0,7 мм (см. рисунок 5 a). При необходимости, на основании ниппельного конца может быть выполнена цилиндрическая проточка, как указано в перечислении b;

b) на основании ниппельного конца УБТ должна быть выполнена цилиндрическая проточка диаметром DLF и радиусом скругления (1,6 +/- 0,4) мм (см. рисунок 5 b), если на ниппельном конце не выполняется разгрузочная канавка;

c) длина основания ниппельного конца или расстояние от упорного уступа до начала резьбы с полным профилем Lft (см. рисунок 6) не должно превышать значений, указанных в таблице 2.

Рисунок 5 — Форма основания ниппельного конца

1 — впадина ближайшего к упорному уступу витка резьбы с полным профилем

Рисунок 6 — Длина основания ниппельного конца

5.2.5 Фаски на упорных поверхностях соединений УБТ и элементов бурильных колонн, соединяемых с ними

Таблица 3

Базовые внутренние диаметры соединения, наружные диаметры и диаметры фасок для соединений УБТ

В миллиметрах

5.2.6 Низкомоментное исполнение

Соединения элементов бурильной колонны большого наружного диаметра должны быть изготовлены в низкомоментном исполнении, т.е. с уменьшенной площадью упорных поверхностей ниппельного и муфтового конца. Уменьшение площади упорных поверхностей достигается выполнением низкомоментных элементов — дополнительной низкомоментной проточки на ниппельном конце и низкомоментной расточки на муфтовом конце. Благодаря этому обеспечиваются достижение достаточных сжимающих напряжений на упорных поверхностях и сохранение прочности на изгиб при применении допустимого момента свинчивания. В низкомоментном исполнении соединения могут быть также выполнены с элементами для снятия усталостных напряжений — разгрузочными канавками на ниппельном и/или муфтовом конце. Низкомоментное исполнение соединений ниппельного и муфтового концов показано на рисунке 7.

Таблица 4

Геометрические параметры ниппельного и муфтового концов соединений 7 5/8 REG и 8 5/8 REG в низкомоментном исполнении

В миллиметрах

5.3 Покрытие

Рисунок 7 — Низкомоментное исполнение ниппельного и муфтового соединений 7 5/8 REG и 8 5/8 REG

6 Дополнительные требования

6.1 Общие положения

Требования, приведенные в 6.2 — 6.6, являются обязательными в случае, если они указаны в заказе на изготовление элементов бурильных колонн с резьбовыми упорными соединениями.

6.2 Разгрузочные элементы

Соединение должно быть выполнено с разгрузочными элементами одного из двух основных типов для уменьшения вероятности усталостного разрушения:

• разгрузочной канавки на ниппельном конце и разгрузочной расточки на муфтовом конце;
• разгрузочных канавок на ниппельном конце и муфтовом конце.

Разгрузочная расточка является более предпочтительным разгрузочным элементом для муфтового конца.

Расположение и геометрические параметры разгрузочных элементов должны соответствовать указанным на рисунках 8 - 10 и в таблице 5. Неуказанные геометрические параметры соединений могут быть рассчитаны по формулам приложения D. Не рекомендуется применять разгрузочную канавку, если средний диаметр резьбы в основной плоскости DC менее 89 мм.

Не рекомендуется применять разгрузочную расточку, если длина конуса ниппельного конца LPC менее 89 мм.

Разгрузочная канавка на ниппельном конце незначительно снижает прочность на растяжение и момент сопротивления сечения ниппельного конца. Однако такое уменьшение площади поперечного сечения ниппельного конца полностью компенсируется повышением усталостной прочности соединения. Если предполагаются предельно высокие нагрузки на соединение, расчет его прочности необходимо проводить с учетом выполнения разгрузочной канавки.

^a Размер для справок.

Рисунок 8 — Разгрузочная расточка на муфтовом конце

1 — основная плоскость

Примечание - Размер LSRG = (25,4 +/- 0,8) мм. По требованию заказчика допускается размер LSRG от 18,3 до 26,2 мм. Укороченную длину разгрузочной канавки рекомендуется применять только на элементах бурильной колонны, у которых наблюдается интенсивный износ соединений.

Рисунок 9 — Разгрузочная канавка на ниппельном конце

Примечание - Глубина разгрузочной канавки hbg = 5,16+0,40 мм.

Рисунок 10 — Разгрузочная канавка на муфтовом конце

Таблица 5

Размеры разгрузочных канавок и разгрузочных расточек

В миллиметрах

6.3 Контрольные метки

6.3.1 Общие положения

На муфтовый и ниппельный концы должны быть нанесены контрольные метки, предназначенные для идентификации проведения ремонта резьбы и упорных поверхностей соединений элементов бурильных колонн в процессе эксплуатации. Контрольные метки наносят на основание конуса ниппельного конца и на расточку муфтового конца на расстоянии 3,18 мм от упорных поверхностей. Контрольные метки обычно наносят на замки бурильных труб. Они не должны наноситься на ниппельные концы соединений с разгрузочными канавками.

Используют контрольные метки двух типов: цилиндрическую и штампованную.

6.3.2 Цилиндрическая контрольная метка

Цилиндрическую контрольную метку выполняют в виде механически обработанного участка поверхности на конической расточке муфтового конца и на основании конуса ниппельного конца в соответствии с рисунками 11 и 12.

Внутренний диаметр цилиндрической контрольной метки на муфтовом конце равен внутреннему диаметру конической расточки QC, увеличенному на 0,4 мм.

Наружный диаметр цилиндрической контрольной метки на ниппельном конце равен наружному диаметру цилиндрической проточки на основании ниппельного конца DLF, увеличенному на 0,8 мм.

Рисунок 11 — Цилиндрическая контрольная метка на муфтовом конце

Рисунок 12 — Цилиндрическая контрольная метка на ниппельном конце

6.3.3 Штампованная контрольная метка

Штампованную контрольную метку выполняют в виде окружности и отрезка прямой, касательной к окружности на конической расточке муфтового конца или на основании конуса ниппельного конца в соответствии с рисунком 13. Глубина штампованной метки составляет 0,2+0,2 мм.

Рисунок 13 — Штампованная контрольная метка на ниппельном и муфтовом концах

6.4 Холодное деформационное упрочнение

Впадины резьбы муфтовых и ниппельных концов могут быть подвергнуты холодному деформационному упрочнению (обкаткой роликом) по документированной процедуре. В этом случае на ниппельные и муфтовые концы наносят маркировку в виде букв CW (cold work), означающих проведение такой обработки. На ниппельном конце такую маркировку наносят на торец, на муфтовом конце — на коническую расточку. При недостатке места допускается наносить маркировку на наружную поверхность ниппеля или муфты.

Примечание - Процесс холодного деформационного упрочнения выходит за рамки настоящего стандарта. Однако неправильное проведение этого процесса может оказать вредное воздействие на резьбовое упорное соединение.

6.5 Приработка

7 Правила приемки и методы контроля

7.1 Общие положения

7.1.4 Нарезчик соединений должен иметь сертифицированные контрольные резьбовые калибры-пробки и калибры-кольца, соответствующие установленным в разделе 8 требованиям, или иметь доступ к ним.

7.1.5 Контроль соединений на соответствие требованиям настоящего стандарта осуществляют до нанесения покрытия, холодного деформационного упрочнения и приработки.

Проведение указанных выше операций может привести к отклонениям геометрических параметров соединений и натяга резьбы, превышающим предельные отклонения, установленные в настоящем стандарте.

7.2 Условия проведения контроля

7.2.1 Температура

Перед проведением контроля все измерительные приборы и калибры должны быть выдержаны при той же температуре, что и контролируемые изделия, в течение времени, достаточного для выравнивания температуры.

Некоторые изделия, особенно немагнитные УБТ, изготовленные из стали аустенитного класса, имеют коэффициент теплового расширения, значительно отличающийся от коэффициента теплового расширения стали, из которой изготовлены калибры. Это может повлиять на результат измерения натяга, если температура проведения контроля значительно отличается от 20 °C, что необходимо принимать во внимание.

7.2.2 Уход за измерительными приборами и калибрами

Применяемые измерительные приборы и калибры требуют осторожного обращения и тщательного ухода, соответствующего той высокой точности измерений, которая необходима при осуществлении контроля в соответствии с приложениями A, B и C. Поврежденный калибр или прибор, например, случайно упавший или испытавший сильный удар, не должен использоваться для контроля до тех пор, пока его точность измерений не будет восстановлена и подтверждена.

Перед контролем поверхность соединений необходимо тщательно очистить. Если контроль проводят после транспортирования изделий, то необходимо удалить консервационную смазку с поверхности соединений жесткой щеткой и соответствующим растворителем.

7.3 Измерение натяга

7.3.1 Цель измерений

Измерения натяга резьбы рабочими калибрами проводят для определения положения основной плоскости относительно упорных поверхностей ниппельного и муфтового концов. Результат измерений зависит от геометрических параметров профиля резьбы (в том числе шага и конусности), но при их соответствии установленным требованиям влияние этих факторов незначительно.

7.3.2 Рабочие калибры

Нарезчик должен иметь рабочие резьбовые калибры, соответствующие требованиям раздела 8, предназначенные для контроля резьбы изделий, и поддерживать рабочие калибры в состоянии, обеспечивающем проведение контроля в соответствии с установленными требованиями. Хранение калибров и правила их применения должны соответствовать требованиям, указанным в приложении B. Рабочие калибры должны соответствовать всем положениям, касающимся их калибровки и периодического контроля, установленным в разделе 9. Применение контрольных калибров для контроля резьбы изделий должно быть сведено к минимуму. Такое применение должно быть ограничено спорными случаями, когда невозможно найти решение перепроверкой рабочего калибра по контрольному. Необходима особая внимательность при проведении контроля резьбы изделий контрольными калибрами.

Нарезчик, имеющий контрольные калибры, должен соблюдать все требования к их калибровке и периодическому контролю, установленные в разделе 9.

7.3.3 Предельные отклонения натяга

Предельные отклонения натяга резьбы ниппельных или муфтовых концов приведены на рисунке 14. Назначение натягов S₁ и S₂ для рабочих калибров приведены в 8.1. Эти требования применимы к резьбе после окончательной механической обработки соединения, но до нанесения покрытия, поверхностного упрочнения или приработки. После нанесения покрытия, поверхностного упрочнения или приработки натяг может измениться и выйти за допустимые пределы. Проверку соответствия натяга резьбы ниппельных и муфтовых концов на соответствие требованиям настоящего стандарта осуществляют до нанесения покрытия, поверхностного упрочнения или приработки.

a — измерения натяга резьбы муфтового конца

b — измерения натяга резьбы ниппельного конца

c — расположение муфтового и ниппельного концов при ручном свинчивании

1 — муфтовый конец; 2 — ниппельный конец; 3 — рабочий калибр-кольцо; 4 — рабочий калибр-пробка; A — сопряжение упорных поверхностей, с зазором или без зазора

Рисунок 14 — Измерения натяга резьбы

7.4 Измерительные наконечники приборов

Наконечники приборов для измерения конусности и шага резьбы должны иметь сферическую форму и быть изготовлены из карбида вольфрама, карбида тантала или из высокоуглеродистой стали с твердостью не менее 55 HRC. Измерения шага и конусности следует проводить приблизительно по средней линии резьбы. Наконечники приборов для контроля шага и конусности резьбы должны контактировать с боковыми сторонами витков приблизительно по средней линии резьбы и не должны контактировать с впадинами профиля резьбы.

Наконечники приборов для измерений высоты профиля резьбы должны иметь сферическую форму или коническую форму с углом конуса не более 50° и не должны контактировать при контроле с боковыми сторонами профиля резьбы.

В таблице 6 приведены рекомендуемые диаметры наконечников для измерений конусности и шага резьбы db и измерений высоты профиля резьбы dbh. Допускается применять сферические наконечники других размеров, обеспечивающих заданную схему измерения.

Таблица 6

Компенсированные длина резьбы и высота профиля резьбы и рекомендуемые диаметры сферических измерительных наконечников

Размеры в миллиметрах

7.5 Измерение шага резьбы

7.5.1 Интервал измерений

Шаг резьбы измеряют на любом участке резьбы с полным профилем длиной 25,4 мм и на всей длине резьбы с полным профилем (суммарный шаг). При измерениях шага резьбы на длине, отличающейся от 25,4 мм, полученные отклонения должны быть пересчитаны на длину 25,4 мм. Измерения отклонений суммарного шага резьбы должны быть выполнены на всей длине с полным профилем.

7.5.2 Измерительные приборы

Шаг резьбы измеряют специальными измерительными приборами (см. C.2, приложение C).

7.5.3 Шаблон для настройки приборов

Шаблон для настройки прибора, показанный на рисунке 15, компенсирует погрешность измерений шага резьбы параллельно образующей конуса вместо измерений параллельно оси резьбы при соблюдении требований, указанных в таблице 6. Расстояние между любыми двумя соседними пазами шаблона должно быть кратным шагу и выполнено с предельными отклонениями +/- 0,003 мм, расстояние между любыми двумя не соседними пазами — с предельными отклонениями +/- 0,005 мм. Расстояние между крайними пазами должно быть не менее 102 мм, расстояние между соседними пазами должно соответствовать как минимум одному шагу резьбы.

Рисунок 15 — Шаблон для настройки прибора для измерения шага резьбы

7.6 Определение конусности

7.6.1 Точность измерений

Определение конусности проводят на длине резьбы с полным профилем. Конусность определяют как разность результатов измерений диаметров, отнесенную к расстоянию между плоскостями измерения диаметров. Расстояние между плоскостями измерения диаметров выбирают так, чтобы была обеспечена требуемая точность измерений. При определении конусности резьбы возникает погрешность измерений диаметра резьбы в заданной плоскости из-за влияния угла подъема резьбы. Эта погрешность не влияет на определение конусности и не учитывается.

7.6.2 Измерительные приборы

Конусность резьбы определяют с применением специальных измерительных приборов (см. C.3, приложение C).

7.7 Измерение высоты профиля резьбы

Высоту профиля резьбы измеряют с применением специальных измерительных приборов (см. C.4, приложение C).

Шаблон для настройки прибора, показанный на рисунке 16, компенсирует погрешность измерений высоты профиля резьбы в плоскости, перпендикулярной к образующей конуса, вместо измерений в плоскости, перпендикулярной к оси резьбы. Глубина канавки шаблона должна соответствовать компенсированной высоте профиля резьбы hcn, указанной в таблице 6, с предельным отклонением +/- 0,005 мм.

Рисунок 16 — Шаблон для настройки прибора для измерения высоты профиля резьбы

7.9 Контроль качества покрытия

8 Правила применения калибров

8.1 Схема применения калибров

На рисунке 17 показана схема взаимосвязи контрольных и рабочих калибров, при этом контрольный калибр-пробка является эталоном в схеме передачи натяга от контрольного калибра-пробки к контрольному и рабочему калибрам-кольцам, контрольный калибр-кольцо — эталоном в схеме передачи натяга от контрольного калибра-кольца к рабочему калибру-пробке. Парный натяг S0 контрольных калибров [см. рисунок 17 a)] равен расстоянию от измерительной плоскости калибра-пробки до измерительной плоскости калибра-кольца. Контрольный калибр-кольцо используют для определения взаимозаменяемого натяга S1 рабочего калибра-пробки [см. рисунок 17 c)]. Контрольный калибр-пробка используют для определения взаимозаменяемого натяга S2 рабочего калибра-кольца [см. рисунок 17 b)]. Натяги S1 и S2, измеренные при свинчивании рабочих калибров с соответствующими контрольными калибрами, должны соответствовать номинальному натягу S (см. таблицу 8) с учетом допустимых отклонений см. таблицу 12). Значения натягов S1 и S2 каждого рабочего калибра должны быть зарегистрированы вместе с регистрационным номером комплекта контрольных калибров, по которым определены эти натяги.

Исходное значение парного натяга S0 контрольных калибров, указанное в маркировке на контрольном калибре-кольце, служит основой для определения допустимого износа или необратимых изменений калибров в процессе эксплуатации.

1 — контрольный калибр-кольцо; 2 — контрольный калибр-пробка; 3 — рабочий калибр-кольцо; 4 — рабочий калибр-пробка

Рисунок 17 — Схема взаимосвязи калибров

8.2 Требования к калибрам

8.2.1 Эталонные и контрольные калибры

Форма и геометрические параметры первичных эталонных, региональных эталонных и контрольных резьбовых калибров должны соответствовать требованиям, указанным на рисунках 18, 19 и в таблицах 7 - 9. Предельные отклонения геометрических параметров первичных и региональных эталонных калибров указаны в таблице 10, контрольных калибров — в таблице 11. Перед применением региональные эталонные и контрольные калибры должны быть калиброваны в соответствии с требованиями раздела 9.

8.2.2 Рабочие калибры

Форма и геометрические параметры рабочих резьбовых калибров должны соответствовать требованиям, указанным на рисунках 18, 20 и в таблицах 7 - 9. Предельные отклонения геометрических параметров рабочих калибров указаны в таблице 12.

На большем торце рабочих калибров-пробок, за исключением калибров-пробок соединений NC10, NC12, NC13, NC16 и калибров-пробок с парным натягом, равным 9,525 мм, таких как 1 REG и 1 1/2 REG, необходимо удалить не задействованные при контроле крайние витки резьбы. Витки должны быть удалены на таком расстоянии, чтобы первый виток начинался на расстоянии Ld от 27,4 до 28,5 мм от измерительной плоскости калибра-пробки.

1 — профиль резьбы калибра-кольца; 2 — профиль резьбы калибра-пробки; 3 — ось резьбы

Рисунок 18 — Профиль резьбы калибров

1 — калибр-пробка; 2 — калибр-кольцо; 3, 4 — установочная пластина; 5 — измерительная плоскость калибра пробки; 6 — измерительная плоскость калибра-кольца; 7 — основная плоскость; 8 — ось калибров

Примечание - Диаметр радиальных отверстий на калибрах со средним диаметром резьбы менее 50 мм должен быть уменьшен с 15,9+0,4 мм до 9,53+0,25 мм.

Рисунок 19 — Схема свинчивания первичных эталонных, региональных эталонных и контрольных резьбовых калибров

1 — калибр-пробка; 2 — калибр-кольцо; 3, 6 — установочная пластина; 4 — измерительная плоскость калибра-кольца; 5 — основная плоскость; 7 — измерительная плоскость калибра-пробки; 8 — ось калибров

Примечание - Диаметр радиальных отверстий на калибрах со средним диаметром резьбы менее 50 мм должен быть уменьшен с 15,9+0,4 мм до 9,5+0,3 мм.

Рисунок 20 — Схема свинчивания рабочих резьбовых калибров

Таблица 7

Геометрические параметры профиля резьбы первичных эталонных, региональных эталонных, контрольных и рабочих калибров

В миллиметрах

Таблица 8

Геометрические параметры резьбы первичных эталонных, региональных эталонных, контрольных и рабочих калибров

В миллиметрах

Таблица 9

Геометрические параметры первичных эталонных, региональных эталонных, контрольных и рабочих калибров

В миллиметрах

8.2.3 Конструкция калибров

Калибры-пробки и калибры-кольца должны быть подвергнуты термической обработке для получения твердости материала не менее 55 HRC (или эквивалентной твердости) и шлифованию.

8.2.4 Форма впадины профиля резьбы

Впадины профиля резьбы калибров должны быть выполнены закругленными с радиусом не более 0,25 мм (см. рисунок 18) или срезанными до ширины, равной срезу по впадинам профиля соответствующей резьбы изделий, как указано в таблице 1. Ширина среза должна быть достаточной для размещения в ней выступов профиля соответствующей резьбы изделий, форма среза впадин профиля резьбы калибров не имеет значения.

8.2.5 Исходный натяг

Примечание - Требования к парному и взаимозаменяемому натягу устанавливают дополнительные ограничения по отклонениям геометрических параметров профиля резьбы калибров. Если отклонения некоторых геометрических параметров профиля резьбы близки к предельно допустимым значениям, то для компенсации этого отклонения других геометрических параметров резьбы должны быть достаточно далеки от предельных значений. Так отклонения шага резьбы калибров могут частично или полностью компенсироваться отклонением конусности.

8.2.6 Габаритные размеры

Габаритные размеры калибров Lpg, Lrg, DR и установочных пластин DRP, DFP и TFP должны соответствовать требованиям таблицы 9. Отклонения размеров не должны превышать значений, указанных в таблицах 10 - 12. Длина участка поверхности калибра-кольца наружным диаметром DR — по усмотрению нарезчика.

8.2.7 Состояние поверхности

Таблица 10

Предельные отклонения геометрических параметров первичных эталонных и региональных эталонных калибров

В миллиметрах

Таблица 11

Предельные отклонения геометрических параметров контрольных калибров

В миллиметрах

Таблица 12

Предельные отклонения геометрических параметров рабочих калибров

В миллиметрах

8.2.8 Маркировка

8.2.8.1 Общие положения

Изготовитель калибров должен нанести на калибры-пробки и калибры-кольца устойчивую маркировку, содержащую сведения, указанные в 8.2.8.2 - 8.2.8.6. Предпочтительное место маркировки калибров-пробок — на самом калибре, но маркировка калибров малых размеров может быть нанесена на рукоятку, выполненную заодно с калибром. При необходимости изготовитель калибров может нанести на калибры любую дополнительную маркировку.

8.2.8.2 Тип резьбового упорного соединения

8.2.8.3 Статус калибра

Статус сертифицированных калибров указывается в виде следующих условных обозначений:

• «grand master» — на первичных контрольных калибрах;
• «regional master» — на региональных эталонных калибрах;
• «reference master» — на контрольных калибрах;
• «working» — на рабочих калибрах.

8.2.8.4 Идентификационные данные

Указывается наименование или товарный знак изготовителя и идентификационный номер, присваиваемый изготовителем каждому калибру. На сертифицированных калибрах указывается идентификационный номер, присваиваемый сертификационным агентством, уполномоченным API.

8.2.8.5 Дата сертификации или калибровки

На сертифицированных региональных эталонных и контрольных калибрах указывается дата проведения сертификации. При повторной сертификации восстановленных калибров дата предыдущей сертификации заменяется датой проведения новой сертификации.

Дата проведения периодического контроля по 9.3.1.5 на контрольных и рабочих калибрах не указывается.

8.2.8.6 Исходный парный натяг

Исходный парный натяг контрольных и рабочих калибров указывается только на калибрах-кольцах. Парный натяг, определяемый при периодическом контроле по 9.3.1.6, на контрольных и рабочих калибрах не маркируется.

Примеры

1 Сертифицированный региональный эталонный калибр для контроля соединения NC56 маркируют следующим образом:

NC56 rotary regional master

Наименование изготовителя (или товарный знак)

Идентификационный номер

Дата сертификации

Исходный парный натяг

NC56 rotary working

Наименование изготовителя (или товарный знак)

Идентификационный номер

Исходный парный натяг

9 Калибровка резьбовых калибров

9.1 Порядок проведения калибровки

Владельцы и пользователи контрольных и рабочих калибров должны разрабатывать и документировать порядок проведения калибровки и контроля калибров. Следует сохранять записи, свидетельствующие о соответствии калибров требованиям, установленным в 8.2.1 - 8.2.3 к конструкции и калибровке калибров, включая соответствие требованиям к натягу контрольных калибров, определенному при первичной калибровке или сертификации. Порядок проведения калибровки должен регламентировать периодичность повторного контроля калибров в соответствии с требованиями 9.3.1.5 и 9.3.1.6. В сертификате калибровки должна быть указана дата последней калибровки, сведения о лице, проводившем калибровку, и данные о предыдущих калибровках. Если пользователь контрольных калибров не является владельцем калибров, то он должен иметь копии сертификатов калибровки контрольных калибров.

9.2 Критерии приемки

Калибры, требования к которым установлены в настоящем стандарте, считаются принятыми, если выполняются следующие условия:

• погрешность измерений не превышает 25% интервала допустимых значений или 0,0025 мм для линейного измерения (что больше) или 0,1° для угловых измерений;
• результаты измерений не выходят за установленные пределы с учетом погрешности измерения.

9.3 Методы контроля калибров

9.3.1 Определение натяга

9.3.1.2 Подготовка поверхности

Перед свинчиванием калибры должны быть тщательно очищены. При необходимости резьбу и измерительные плоскости очищают с помощью жесткой волосяной щетки и растворителя. На резьбу следует нанести тонкий слой чистого минерального масла при помощи чистой замши или волосяной щетки.

9.3.1.3 Свинчивание

Пару калибров свинчивают сначала вручную, не прикладывая значительного усилия, затем окончательно довинчивают при помощи ударного ключа (см. рисунок 21) с грузом массой, определяемой в зависимости от среднего диаметра резьбы калибров в основной плоскости Dc:

• до 50 мм включительно — 0,45 кг;
• свыше 50 до 81 мм включительно — 0,91 кг;
• свыше 81 до 130 мм включительно — 1,36 кг;
• свыше 130 до 166 мм включительно — 1,82 кг;
• свыше 166 до 180 мм включительно — 2,27 кг;
• свыше 180 мм — 2,72 кг.

9.3.1.4 Способ свинчивания

Число ударов, выполняемых ударным ключом при свинчивании калибров, не имеет значения. Число ударов должно быть достаточно большим для того, чтобы последующие удары не могли сместить калибр-кольцо относительно калибра-пробки. При проведении контроля калибр-пробку следует прочно закрепить, предпочтительно в тисках, установленных на жестком верстаке. При этом для полного свинчивания обычно бывает достаточно 12 ударов ключом.

1 — груз; 2 — калибр-кольцо

Примечание - Для калибров с DC менее 50 мм следует применять рычаг диаметром 9,50-0,03 мм вместо 15,9-0,4 мм.

Рисунок 21 — Ударный ключ для свинчивания калибров

9.3.1.5 Периодичность контроля

9.3.1.5.1 Общие положения

Калибры-пробки и калибры-кольца должны подвергаться периодическому контролю, как указано в 9.3.1.5.2 и 9.3.1.5.3, для обеспечения соответствия натяга требованиям, установленным в 9.3.1.6.

9.3.1.5.2 Региональные эталонные и контрольные калибры

Парный натяг и взаимозаменяемый натяг региональных эталонных и контрольных калибров контролируют не реже одного раза каждые семь лет с оформлением сертификата подтверждения пригодности калибров для дальнейшего применения. В сертификате калибровки калибров должны быть указаны значения парного натяга и взаимозаменяемого натяга калибров. Натяг региональных эталонных калибров определяют по первичным эталонным калибрам в компетентном сертификационном агентстве. Натяг сертифицированных контрольных калибров определяют по сертифицированным региональным или первичным эталонным калибрам в одной из компетентных испытательных организаций, перечисленных в приложении F.

9.3.1.5.3 Рабочие калибры

Взаимозаменяемый натяг рабочих калибров определяют по контрольным калибрам. Периодичность, с которой рабочие калибры должны подвергаться контролю, зависит от интенсивности их применения.

Периодичность контроля должна обеспечивать соответствие натяга установленным требованиям. Периодичность контроля должна определяться системой калибровки, описанной в 9.1.

9.3.1.6 Контроль натяга

Парный натяг региональных эталонных, контрольных калибров и рабочих калибров при периодических проверках не должен выходить за предельные отклонения от исходного парного натяга:

a) региональных эталонных калибров — (+0,013/-0,033) мм;

b) контрольных калибров — (+0,013/-0,058) мм;

c) рабочих калибров — (+0,013/-0,058) мм.

Отклонения взаимозаменяемого натяга региональных эталонных, контрольных и рабочих калибров при периодических проверках от исходного взаимозаменяемого натяга не должны превышать +/- 0,100 мм.

Калибры, имеющие натяг, не соответствующий установленным требованиям, не должны применяться или должны быть восстановлены, как описано в 9.3.1.7.

9.3.1.7 Восстановление калибров

Не допускается применение калибров, натяг которых не соответствует установленным в 9.3.1.1 и 9.3.1.6 требованиям или ставших непригодными по какой-либо другой причине. Несоответствующие калибры могут быть восстановлены. Восстановленные региональные эталонные и контрольные калибры перед дальнейшим применением должны быть сертифицированы или калиброваны как новые калибры в соответствии с требованиями, приведенными в 9.4. Восстановленные рабочие калибры должны быть подвергнуты контролю на соответствие требованиям, приведенным в 8.2.

9.3.2 Измерение геометрических параметров калибров

9.3.2.1 Конусность резьбы

Предельные отклонения конусности резьбы установлены в зависимости от длины Lrg калибра-кольца.

Конусность измеряют вдоль линии среднего диаметра на всей длине резьбы с полным профилем: за исключением крайних витков. Отклонения конусности не должны превышать предельных отклонений, указанных в таблицах 10 - 12.

Схема поля допустимых отклонений конусности калибров показана на рисунке 22.

Конусность, измеренная на другой длине, должна быть пересчитана пропорционально этой длине, при этом отклонения среднего диаметра резьбы Dc любого промежуточного витка не должны превышать предельных отклонений, учитывающих отклонения конусности.

• по конусу, проходящему через плоскость одного витка резьбы с полным профилем со стороны большего торца калибра, имеющему минимальную заданную конусность для калибра-пробки или максимальную заданную конусность для калибра-кольца;
• по параллельному смещению конуса на интервал между минимальной и максимальной заданной конусностью в сторону меньшего торца калибра-пробки или в сторону большего торца калибра-кольца.

^a Область, определяющая поле допустимых отклонений конусности калибра-пробки.

^b Область, определяющая поле допустимых отклонений конусности калибра-кольца.

1 — плоскость на расстоянии минус один виток резьбы с полным профилем от большего торца калибра; 2 — плоскость меньшего торца калибра; 3 — основная плоскость измерений отклонений конусности; 4 — номинальная конусность резьбы; 5 — минимальная допустимая конусность резьбы калибра-пробки; 6 — максимальная допустимая конусность резьбы калибра-пробки; 7 — плоскость измерений отклонений конусности; 8 — максимальная допустимая конусность резьбы калибра-кольца; 9 — минимальная допустимая конусность резьбы калибра-кольца; 10 — плоскость измерений отклонений калибра-кольца

Рисунок 22 — Схема поля допустимых отклонений конусности калибров

Пример

Средний диаметр резьбы регионального эталонного калибра-пробки NC50, имеющего длину Lrg, равную 98,40 мм, измеренный на первом витке резьбы от большего торца калибра, равен 129,124 мм. Необходимо определить поле предельных отклонений среднего диаметра резьбы для следующих шести витков резьбы.

a) Учитываем номинальную конусность резьбы:

T x 6 витков x P = 1/6 мм/мм x 6 x 6,35 мм = 6,350 мм;

b) Учитываем минусовое предельное отклонение конусности резьбы:

(0,003 мм/98,4 мм) x 6 витков x 6,35 мм = -0,001 мм;

c) Определяем поле предельных отклонений среднего диаметра резьбы:

0,003 — 0,010 = -0,007 мм;

d) Получаем, что допустимый интервал значений среднего диаметра резьбы для следующих шести витков резьбы составляет:

129,124 — 6,350 — 0,001 = 122,773-0,007 мм.

9.3.2.2 Шаг резьбы

Шаг резьбы калибра измеряют параллельно оси резьбы вдоль линии среднего диаметра резьбы на всей длине резьбы, за исключением крайних витков. Отклонения шага резьбы между любыми двумя витками, соседними или разделенными любым числом витков, не должны превышать значений, указанных в таблицах 10 - 12.

9.3.2.3 Угол наклона боковой стороны профиля резьбы

Приложение A (обязательное)

ПЕРЕВОЗКА КОНТРОЛЬНЫХ КАЛИБРОВ

A.1 Общие меры предосторожности

Контрольные калибры длительное время сохраняют необходимое состояние при условии правильного хранения и применения только по назначению, т.е. для проверки рабочих калибров с гладкой чистой резьбой. Контрольные калибры, направляемые для определения их натяга по эталонным калибрам, должны быть тщательно очищены.

A.2 Очистка

Остатки загустевшей консервационной смазки удаляют острой палочкой из мягкой древесины. Для этого рекомендуется закрепить калибр в патроне токарного станка и медленно вращать, равномерно прижимая палочку к поверхности витков резьбы. Таким образом, может быть удалена большая часть остатков смазки, допускается смазывать палочку смесью масла и тонкого абразивного материала. Не допускается использовать крупный и твердый абразивный материал.

A.3 Абразивная зачистка

Заусенцы и незначительные шероховатости на поверхности резьбы могут быть удалены мелкозернистым абразивным бруском. Не рекомендуется такая зачистка по всей длине резьбы калибра, поскольку при этом могут быть нарушены геометрические параметры резьбы калибра. При наличии на поверхности резьбы значительной питтинговой коррозии и вмятин рекомендуется обратиться к нарезчику калибра для восстановления поверхности шлифованием.

A.4 Нанесение покрытия

После очистки поверхности резьбы калибры тщательно покрывают слоем чистого минерального масла, заворачивают в промасленную или подобную бумагу и комплектуют соответствующими парами.

A.5 Транспортная упаковка

Каждый комплект калибров следует упаковать в отдельную транспортную упаковку. Транспортные ящики должны быть достаточно надежными, изготовленными из прочного материала, для предотвращения повреждений калибров во время перевозки. Для ящиков рекомендуется использовать доски толщиной от 25 до 50 мм. Если калибры будут доставлены в ящиках, непригодных для обратной перевозки, то эти ящики должны быть отремонтированы или заменены другими, за дополнительную плату. Калибры должны быть зафиксированы в ящике бруском с отверстием под рукоятку калибра-пробки. Брусок крепится в ящике винтами, завинченными снаружи ящика. На крышке ящика, прикрепляемой винтами, но не гвоздями, с внутренней стороны указывается обратный адрес, чтобы ее можно было перевернуть при упаковке для отправки калибров владельцу.

A.6 Способы перевозки

Перевозка должна быть полностью оплачена заранее. Рекомендуется отправка экспресс-почтой, что ускоряет доставку калибров. Возврат калибров проводится наложенным платежом. Владельцы должны сообщить, следует ли вернуть калибры обычной или экспресс-почтой.

A.7 Правила проверки калибров

Не допускается свинчивание первичного эталонного или регионального эталонного калибра с контрольным калибром, имеющим грязную или поврежденную поверхность резьбы. Если требуется дополнительное очищение поверхности, помимо того, что необходимо для удаления защитного покрытия, то агентство, проводящее сертификацию калибров, может потребовать дополнительной оплаты работ. Если поверхность калибра настолько повреждена или поражена коррозией, что требует восстановления, то агентство должно известить об этом владельца. Отказ от восстановления владельцем поверхности таких калибров рассматривается агентством как основание для аннулирования статуса сертифицированных контрольных калибров.

A.8 Таможенные требования

Владельцы, перевозка калибров которых осуществляется за границу морским транспортом, должны заранее договориться с таможенной службой страны, в которой изготовлены калибры, или другой страны, из которой вывозятся калибры, о ввозе калибров в страну назначения с оплатой или без оплаты таможенной закладной, а также оплатить перевозку из порта вывоза в порт ввоза. Если указанные меры приняты в стране, в которой изготовлены калибры, то таможенная служба, занимающаяся этим процессом, должна поручить контрагенту в порту ввоза обеспечить ввоз калибров и доставить их с оплатой перевозки в лабораторию, осуществляющую сертификацию калибров.

Чтобы обойтись без услуг таможенной службы, можно прибегнуть к доставке калибров авиатранспортом. При этом сертификационная лаборатория сама получит калибры в аэропорту, обеспечит, при необходимости, оплату таможенных закладных. После сертификации калибров лаборатории будет возвращена таможенная закладная, и она доставит калибры в аэропорт для обратной перевозки. Калибры будут возвращены владельцу с оплатой транспортных расходов наложенным платежом.

Авиационные перевозки обходятся значительно дороже перевозок морским транспортом, но разница в значительной мере компенсируется отсутствием расходов на услуги таможенной службы. Еще одним преимуществом авиационного транспорта является значительное сокращение времени перевозки.

Приложение B (обязательное)

ХРАНЕНИЕ РАБОЧИХ КАЛИБРОВ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ

B.1 Износ калибров

Уменьшение натяга в паре применяемых для контроля резьбы изделий рабочих калибров не имеет особого значения при условии, что износ резьбы происходит равномерно и при контроле изделий вводится поправка, определяемая при свинчивании рабочих калибров с контрольными калибрами.

B.2 Обращение с калибрами

Калибры имеют высокую точность геометрических параметров, обуславливающую их высокую стоимость, и требуют осторожного обращения при применении. Неправильно применяемый или поврежденный калибр становится непригодным для контроля.

B.3 Защита

На поверхности калибра не должно быть загрязнений. Храниться калибры-пробки и калибры-кольца должны отдельно, а не свинченными парами. Неиспользуемые калибры следует покрывать слоем защитного масла хорошего качества.

B.4 Проверка калибров и удаление заусенцев

Перед применением калибров необходимо убедиться в отсутствии на резьбе заусенцев и при необходимости удалить их мелкозернистым абразивным бруском или напильником с мелкой насечкой. Следует периодически осматривать калибры и удалять мелкие несовершенства поверхности резьбы мелкозернистым абразивным бруском или напильником с мелкой насечкой.

B.5 Обращение

Контроль изделий калибрами требуется осуществлять с осторожностью. Предварительно необходимо тщательно очистить поверхность калибра и контролируемого изделия. Для защиты калибра и увеличения срока его службы необходимо нанести на его поверхность тонкий слой жидкого масла. Свинчивание сухих (без смазки) резьбовых поверхностей может привести к заеданию (схватыванию) и задирам, что приводит к снижению точности контроля и преждевременному выходу калибров из эксплуатации. Необходимо плотное свинчивание калибра с изделием, для чего может использоваться стержень длиной приблизительно 150 мм. Неплотное свинчивание при контроле изделий калибрами приводит к получению недостоверных результатов контроля.

Приложение C (справочное)

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО КОНТРОЛЮ НОВЫХ РЕЗЬБОВЫХ УПОРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

C.1 Общие положения

В настоящем приложении описаны измерительные приборы, используемые для измерения геометрических параметров резьбы. Применение этих приборов не следует рассматривать как предпочтение, отдаваемое определенному изготовителю. Конструкция приборов может иметь отличия, при этом должна обеспечиваться методика измерений, указанная в настоящем приложении.

C.2 Измерение шага резьбы

C.2.1 Приборы для измерения шага резьбы

Шаг резьбы измеряют специальными приборами — шагомерами, один из которых показан на рисунке C.1 при измерении шага наружной резьбы. Для измерения шага внутренней резьбы используют шагомеры аналогичной конструкции. Приборы должны иметь такую конструкцию, чтобы измерительное устройство находилось под нагрузкой, при настройке стрелки индикатора по стандартному шаблону на нуль (см. рисунок 15). Применяемые приборы должны обеспечивать необходимую точность измерений шага резьбы.

1 — стопорный винт; 2 — подвижный измерительный наконечник; 3 — неподвижный измерительный наконечник

Рисунок C.1 — Шагомер при измерении шага наружной резьбы

C.2.2 Настройка приборов

Перед применением неподвижный сферический наконечник прибора необходимо настроить на расстояние между контактными точками, равное интервалу измеряемых витков резьбы (см. таблицу 6), а индикатор настроить на нуль по стандартному шаблону.

Если прибор не показывает нуль, то необходимо отпустить стопорный винт, настроить прибор на нуль регулировочным винтом и затянуть стопорный винт. Настройку продолжают до тех пор, пока прибор не будет показывать ноль по шаблону.

C.2.3 Порядок измерений

Сферические наконечники размещают во впадинах резьбы (см. рисунок C.1) и покачивают прибор вокруг неподвижного измерительного наконечника по небольшой дуге. За отклонения шага принимают минимальные показания индикатора.

C.3 Измерение конусности

C.3.1 Приборы для измерения конусности

Конусность резьбы определяют при помощи измерений диаметра резьбы индикаторной скобой, аналогичной показанной на рисунках C.2 и C.3. Применяемое устройство должно обеспечивать необходимую точность измерений.

C.3.2 Порядок измерений

Предварительно настроив наконечники скобы на размер контролируемой резьбы, неподвижный измерительный наконечник размещают во впадине первого витка резьбы с полным профилем, а подвижный наконечник — во впадине этого же витка резьбы диаметрально противоположно. Прочно удерживая неподвижный наконечник на месте, перемещают подвижный наконечник по небольшой дуге и устанавливают нулевое показание индикатора при наибольшем отклонении стрелки. Проводят аналогичные измерения в таком же радиальном положении через соответствующие интервалы по всей длине резьбы с полным профилем, для удобства сохранения положения измерений можно провести линию по вершинам витков резьбы параллельно ее оси. Конусность на выбранном интервале витков определяют по разности результатов последовательных измерений диаметра.

Примечание - Величину конусности и предельные отклонения определяют исходя из следующего примера: для резьбы V-038R выбран интервал измерений — 3 витка или 6,35·3 = 19,05 мм. Значит, номинальное значение разности диаметров на интервале 19,05 мм составит 19,05·1/6 = 3,175 мм. Допускаемое отклонение для наружной резьбы составит 0,0025·19,05 = +0,049, округляется до +0,05 мм. Для внутренней резьбы — минус 0,05 мм.

1 — подвижное плечо; 2 — измерительные наконечники

Рисунок C.2 — Измерение конусности наружной резьбы (ниппельный конец)

1 — подвижное плечо; 2 — измерительные наконечники

Рисунок C.3 — Измерение конусности внутренней резьбы (муфтовый конец)

C.4 Измерение высоты профиля резьбы

C.4.1 Приборы для измерения высоты профиля резьбы

Высоту профиля резьбы измеряют приборами, аналогичными указанным на рисунке C.4 - для наружной резьбы и внутренней резьбы большого диаметра, на рисунке C.5 - для внутренней резьбы небольшого диаметра.

C.4.2 Настройка приборов

При определении отклонения высоты профиля резьбы прибор устанавливают на необходимое значение высоты профиля и настраивают индикатор прибора на нуль по канавке шаблона (см. рисунок 16), индикатор прибора для непосредственного измерения высоты профиля резьбы настраивают на нуль по плоской мере. Если у прибора, изображенного на рисунке C.5, стандартный шаблон не может быть полностью прижат к основанию прибора при помощи прижимного рычага, то во время настройки рычаг необходимо сместить для исключения контакта с шаблоном.

C.4.3 Порядок измерений

Сферический наконечник помещают во впадину соответствующего витка резьбы при расположении основания прибора по линии, параллельной средней линии резьбы, с опорой на вершины соседних витков. Приборы, изображенные на рисунке C.4, покачивают по небольшой дуге в обе стороны от положения, перпендикулярного к образующей конуса резьбы. За отклонение от номинального значения высоты профиля резьбы принимают минимальные показания индикатора. У сбалансированных приборов (см. рисунок C.5) за отклонение высоты профиля резьбы принимают показания по обратному движению стрелки. Покачивание таких приборов в процессе измерений не допускается. Перед снятием показаний необходимо убедиться, что наконечник прибора установлен неподвижно по центру впадины профиля резьбы.

1 — измерительный наконечник; 2 — основание Рисунок C.4 — Измерение высоты профиля наружной резьбы

1 — измерительный наконечник

Рисунок C.5 — Измерение высоты профиля внутренней резьбы

Приложение D (справочное)

РАСЧЕТ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РЕЗЬБОВОГО УПОРНОГО СОЕДИНЕНИЯ

D.1 Геометрические параметры резьбового упорного соединения

Геометрические параметры резьбового упорного соединения, приведенные в настоящем приложении, включают исходные геометрические параметры, указанные в таблице D.1, производные геометрические параметры, которые могут быть рассчитаны по основным параметрам, вспомогательные геометрические параметры, которые задаются при проектировании соединений, и геометрические параметры калибров для контроля соединений.

D.2 Исходные геометрические параметры

Таблица D.1

Исходные геометрические параметры

D.3 Производные геометрические параметры

D.3.1 Приведенные ниже соотношения выведены для использования в настоящем стандарте в соответствии с определениями геометрических параметров профиля резьбы.

D.3.2 Шаг резьбы P, мм (см. рисунки 1 и 2)

P = 25,4/n. (D.1)

D.3.3 Высота исходного профиля резьбы H, мм (см. рисунки 1 и 2)

H = P[1 - (Ktg\theta/2)^{2}]/(2tg\theta) . (D.2)

D.3.4 Угол \phi , градус (см. рисунки 1 - 4)

\phi = arctg(K/2) . (D.3)

D.3.5 Срез по вершинам профиля резьбы fc, мм (см. рисунки 1 и 2)

f_{c} = F_{c}[1 - (Ktg\theta/2)^{2}]/(2tg\theta) . (D.4)

D.3.6 Срез по впадинам профиля резьбы fr, мм, при плоской впадине (см. рисунок 2)

f_{r} = F_{r}[1 - (Ktg\theta/2)^{2}]/(2tg\theta) . (D.5)

D.3.7 Срез по впадинам профиля резьбы fr, мм, при скругленной впадине (см. рисунок 1)

f_{r} = R(1 - sin\theta)/sin\theta . (D.6)

D.3.11 Наружный диаметр большего основания конуса ниппельного конца DL, мм (см. рисунок 3):

DL = DC + LGPK + H — 2fc. (D.10)

D.3.12 Наружный диаметр меньшего основания конуса ниппельного конца в плоскости торца DS, мм (см. рисунок 1):

DS = DL — KLPC. (D.11)

D.4 Вспомогательные геометрические параметры

D.4.1 Приведенные ниже геометрические параметры выбираются при проектирования соединения и могут не совпадать со значениями, указанными в настоящем стандарте.

D.4.2 Длина конуса муфтового конца LBC, мм (см. рисунок 4):

LBC = LPC + 15,87. (D.12)

D.4.3 Расстояние от упорного торца муфтового конца до конца резьбы с полным профилем LBT, мм (см. рисунок 2)

LBT = LPC + 3,18. (D.13)

D.4.4 Диаметр фаски в плоскости упорных поверхностей ниппельного и муфтового концов Df, мм (см. рисунки 3 и 4).

D.4.5 Внутренний диаметр цилиндрического участка разгрузочной расточки на муфте DCB, мм, и расстояние от упорного торца муфтового конца до конца сбега резьбы на разгрузочной расточке Lx, мм (см. рисунок 8) рассчитывают по следующим формулам:

DCB = Dc + LGPK + H — 2fr — LxK, (D.19)

Lx = LPC — 12,7, (D.20)

где Dc — средний диаметр резьбы в основной плоскости, мм;

LGP — расстояние от упорного уступа ниппельного конца до основной плоскости, мм;

K — конусность резьбы, мм/мм;

H — высота исходного профиля резьбы, мм;

fr — срез по впадинам профиля резьбы изделия, мм;

LPC — длина конуса ниппельного конца, мм.

D.4.6 Расстояние от упорного торца муфтового конца до разгрузочной канавки LBG, мм, и внутренний диаметр разгрузочной канавки на муфтовом конце DBG, мм (см. рисунок 10) рассчитывают по следующим формулам

LBG = LPC — 9,52, (D.21)

DBG = Dc — K(LBG — LGP) + 2B, (D.₂₂)

{}^{B =}{_{bgbg}^{h - R[1 - cos(45^{\circ} + \phi)]}}[\frac{sin45^{\circ}}{sin(45^{\circ} + \phi)}] + R_{bg}(1 - cos45^{\circ}) - (\frac{H}{2} - f_{c}) , (D.23)

где LPC — длина конуса ниппельного конца, мм;

Dc — средний диаметр резьбы в основной плоскости, мм;

K — конусность резьбы, мм/мм;

LGP — расстояние от упорного уступа ниппельного конца до основной плоскости, мм;

B — глубина разгрузочной канавки на муфтовом конце, измеряемая относительно среднего диаметра резьбы в плоскости, перпендикулярной к оси резьбы, указанная в таблице D.2, мм;

hbg — глубина разгрузочной канавки на муфтовом конце, измеряемая перпендикулярно к образующей внутреннего диаметра резьбы и равная 5,16 мм для всех видов профиля резьбы, мм;

Rbg — радиус скругления углов разгрузочной канавки на муфтовом конце, мм;

\phi — угол уклона резьбы, равный половине угла между образующими резьбового конуса, градус;

H — высота исходного профиля резьбы, мм;

fc — срез по вершинам профиля резьбы изделия, мм.

Таблица D.2

Вспомогательные проектные размеры

D.4.7 Наружный диаметр разгрузочной канавки на ниппельном конце DSRG, мм (см. рисунок 9) вычисляют по формуле

DSRG = Dc — H + 2fr — A, (D.24)

где Dc — средний диаметр резьбы в основной плоскости, мм;

H — высота исходного профиля резьбы, мм;

fr — срез по впадинам профиля резьбы изделия, мм;

A — глубина разгрузочной канавки на ниппельном конце, мм.

D.5 Геометрические параметры калибров

D.5.1 Наружный диаметр резьбы калибра-пробки в основной плоскости DMP, мм (см. рисунки 19 и 20):

DMP = DC + (H — 2fcg). (D.25)

D.5.2 Внутренний диаметр резьбы калибра-кольца в основной плоскости DMR, мм (см. рисунки 19 и 20):

DMR = DC — (H — 2fcg). (D.26)

D.5.3 Компенсированная длина резьбы для настройки прибора измерения шага резьбы, Lct, мм (см. таблицу 6):

L_{ct} = 25,4/cos\phi . (D.27)

D.5.4 Наружный диаметр сферического наконечника прибора для измерения конусности и шага резьбы db, мм (см. таблицу 6):

d_{b} = P/(2cos\theta) . (D.28)

D.5.5 Высота профиля резьбы калибра hg, мм (см. рисунок 18):

hg = H — fcg — frg. (D.29)

D.5.6 Срез по вершинам профиля резьбы калибра fcg, мм, для резьбы V-038R, V-040, V-050 со скругленной впадиной радиусом R (см. рисунок 18):

f_{cg} = Rcos\theta(tg\phi + ctg\theta)\text{плюс допуск от }0,010\text{до }0,012\text{мм} . (D.30)

D.5.7 Срез по вершинам профиля резьбы калибра fcg, мм, для резьбы V-055 с плоской впадиной (см. рисунок 18):

f_{cg} = f_{r} + r_{r}(1/cos\phi - sin\theta - cos\theta tg\phi)\text{плюс отклонение от }0,010\text{до }0,012\text{мм} , (D.31)

frg = fcg. (D.32)

Приложение E (справочное)

ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ РЕЗЬБОВЫХ УПОРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Приложение F (справочное)

ПЕРВИЧНЫЕ И РЕГИОНАЛЬНЫЕ ЭТАЛОННЫЕ КАЛИБРЫ API ДЛЯ РЕЗЬБОВЫХ УПОРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

В таблицах F.1 - F.4 приведен перечень (по состоянию на 2005 г.) сертификационных агентств и имеющихся у них региональных эталонных калибров API, взаимозаменяемых с первичными эталонными калибрами API, находящимися в NIST.

Таблица F.1

Регистрационные номера эталонных калибров для соединений типа NC

Таблица F.2

Регистрационные номера эталонных калибров для соединений с правой резьбой типа REG