Н, А Ц І О Н, А Л Ь Н І Й С Т, А Н Д, А Р Т Р О С С І Й С К О Й ФЕ Д Е Р, А Ц І І

ГОСТ Р 53366-

ГОСТ Р 53365−2009 Труби обсадні та насосно-компресорні та муфти до них. Основні параметри та контроль різьбових з'єднань. Загальні технічні вимоги (зі зміною N 1, з Поправкою)

ГОСТ Р 53365-2009

Група В62

НАЦІОНАЛЬНИЙ СТА ГОСТ Р 53383-2009 ГОСТ Р ІСО 3183-1-2007 ГОСТ Р ІСО 3183-3-2007 ГОСТ Р ІСО 3183-2-2007 ГОСТ 6238-77 ГОСТ 11017-80 ГОСТ 12132-66 ГОСТ 8646-68 ГОСТ 8645-68 ГОСТ 8733-74 ГОСТ 8965-75 ГОСТ 10707-80 ГОСТ 632-80 ГОСТ 8644-68 ГОСТ 8966-75 ГОСТ 9567-75 ГОСТ 8967-75 ГОСТ 8968-75 ГОСТ 8969-75 ГОСТ 21945-76 ГОСТ 10706-76 ГОСТ 24950-81 ГОСТ 9941-81 ГОСТ 631-75 ГОСТ 550-75 ГОСТ 21729-76 ГОСТ 800-78 ГОСТ 14162-79 ГОСТ 8696-74 ГОСТ 11249-80 ГОСТ 10498-82 ГОСТ 26250-84 ГОСТ 20295-85 ГОСТ 13663-86 ГОСТ 7909-56 ГОСТ 8638-57 ГОСТ 8642-68 ГОСТ 8731-74 ГОСТ 5654-76 ГОСТ 633-80 ГОСТ 24030-80 ГОСТ 5005-82 ГОСТ 8467-83 ГОСТ 1060-83 ГОСТ 22897-86 ГОСТ Р 50278-92 ГОСТ 30564-98 ГОСТ 22786-77 ГОСТ 11068-81 ГОСТ 10705-80 ГОСТ Р 52568-2006 ГОСТ 8639-82 ГОСТ 30563-98 ГОСТ 3262-75 ГОСТ 8732-78 ГОСТ 8734-75 ГОСТ 9940-81 ГОСТ 10704-91

ГОСТ Р ИСО 13679-2016 Труби сталеві обсадні та насосно-компресорні для нафтової та газової промисловості. Методи випробувань різьбових з'єднань

ГОСТ Р ІСО 13679-2016

НАЦІОНАЛЬНИЙ СТАНДАРТ РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ

ТРУБИ СТАЛЬНІ ОБСАДНІ І НАСОСНО-КОМПРЕСОРНІ ДЛЯ НАФТОВОЇ ТА ГАЗОВОЇ ПРОМИСЛОВОСТІ

Методи випробувань різьбових з'єднань

Casing and tubing steel pipes for oil and gas industry. Procedures of thread connection testing

ГКС 75.180.10
75.200*

_____________________

* За даними офіційного сайту Росстандарту
ГКС 23.040.10; 77.040.20; 77.140.75, тут і надалі. -
Примітка виробника бази даних.

Дата введення 2016-10-01

Передмова

1 ПІДГОТОВЛЕНО підкомітетом ПК 7 «Труби нарізні нафтового сортаменту» Технічного комітету ТК 357 «Сталеві та чавунні труби та балони» на основі автентичного перекладу російською мовою стандарту, зазначеного у пункті 4, який виконано СПФ «Інтерсервіс"

2 ВНЕСЕН Технічним комітетом зі стандартизації ТК 357 «Сталеві та чавунні труби та балони"

3 ЗАТВЕРДЖЕНИЙ І ВВЕДЕНИЙ У ДІЮ Наказом Федерального агентства з технічного регулювання та метрології від 26 лютого 2016 р. N 78-ст

4 Цей стандарт ідентичний міжнародному стандарту ISO 13679:2002* «Нафтова та газова промисловість — Процедури для випробування з'єднань обсадних та насосно-компресорних труб» (ISO 13679:2002 «Petroleum and natural gas industries — Procedures for testing.

Найменування цього стандарту змінено щодо найменування зазначеного міжнародного стандарту для приведення у відповідність до ГОСТ Р 1.5 (підрозділ 3.5).

Терміни, що застосовуються в міжнародному стандарті ISO 13679:2002, замінені на застосовувані в національній практиці: «інтегральне з'єднання» — на «розрубне з'єднання», термін «box», що позначає елемент з'єднання з внутрішнім різьбленням, — на «розрубний елемент».

При застосуванні цього стандарту рекомендується використовувати замість посилальних міжнародних стандартів відповідні їм національні стандарти Російської Федерації та міждержавні стандарти, відомості про які наведено у додатковому додатку ТАК

5 ВВЕДЕНО ВПЕРШЕ

Правила застосування цього стандарту встановлені в ГОСТ Р 1.0-2012 (розділ 8). Інформація про зміни до цього стандарту публікується у щорічному (станом на 1 січня поточного року) інформаційному покажчику «Національні стандарти», а офіційний текст змін та поправок — у щомісячному інформаційному покажчику «Національні стандарти». У разі перегляду (заміни) або скасування цього стандарту відповідне повідомлення буде опубліковано у найближчому випуску щомісячного інформаційного покажчика «Національні стандарти». Відповідна інформація, повідомлення та тексти розміщуються також в інформаційній системі загального користування - на офіційному сайті Федерального агентства з технічного регулювання та метрології в мережі Інтернет (www.gost.ru)

Вступ

Цей стандарт ідентичний міжнародному стандарту ISO 13679:2002, який був розроблений на основі стандарту API RP 5С5 та запатентованих методик випробувань різьбових з'єднань.

Міжнародний стандарт ІСО 13679:2002 був підготовлений Підкомітетом П. К. 5 «Обсадні, насосно-компресорні та бурильні труби» Технічного комітету ІСО/ТК 67 «Матеріали, обладнання та морські конструкції для нафтової, нафтохімічної та газової промисловості».

Перевірка випробувальних та граничних навантажень для з'єднання має вирішальне значення при проектуванні обсадних та насосно-компресорних труб.

Для перевірки випробувальних та граничних навантажень проводять випробування з'єднання при граничних значеннях робочих параметрів. Дане випробування гарантує, що вся продукція, яка буде експлуатуватися при цих параметрах, матиме таку ж працездатність, як і продукція, що піддавалася випробуванням. Експлуатаційні параметри різьбового з'єднання включають граничні відхилення розмірів, механічні властивості, обробку поверхні, момент згвинчування, що крутить, тип і кількість різьбового мастила. У цьому стандарті розглядаються відомі граничні відхилення розмірів стандартних з'єднань. Визначення несприятливих граничних відхилень розмірів нестандартних сполук потребує аналізу конструкції.

Цей стандарт складається з п'яти основних частин. Випробування проводяться відповідно до розділів 4-8 на основі даних, наданих виробниками та зазначених у додатку A, та (або) розрахунків, наведених у додатку B, та оформляються у вигляді звітів, форми яких наведені у додатку C. У додатку D вказана інформація , яку необхідно вказати у повному звіті з випробувань. У додатку E наведено розрахунки для побудови 100% області навантаження для тіла труби та визначення точок випробувального навантаження. У додатку F наведено приклад калібрування навантажувального пристрою. У додатку G наведено можливу оцінку якості серії виробів з різьбовим з'єднанням, а в додатку H наведено вказівки щодо проведення додаткових випробувань для спеціальних умов застосування. У додатку I наведено обґрунтування розробки цього стандарту. У додатку J перераховані вимоги до сполук, що мають ущільнення метал-метал та пружне ущільнення, які випробовуються окремо.

Додаткові випробування проводять для спеціальних умов застосування сполук, які не оцінюються за допомогою випробувань, описаних у цьому стандарті. Замовник та виробник повинні погодити застосування з'єднання за таких умов з урахуванням певних обмежень.

Рекомендується проведення випробувань під наглядом представників замовника та (або) інспекції третьої сторони.

У цьому стандарті розглядаються випробування з'єднань за умов, що найчастіше зустрічаються і не розглядаються всі можливі умови, наприклад не розглядається експлуатація в агресивному середовищі, яка може вплинути на робочі характеристики з'єднання.

1 Область застосування

Цей стандарт встановлює мінімальний перелік методів проектних випробувань та приймальні критерії випробувань для з'єднань обсадних та насосно-компресорних труб, що використовуються у нафтовій та газовій промисловості. Випробування фізичних властивостей сполук є частиною процесу проектної перевірки та надають об'єктивні докази відповідності з'єднання тим випробувальним та граничним навантаженням, які вказані виробником.

Стандарт встановлює чотири класи випробувань з їхньої тяжкості.

Цей стандарт не надає статистичну базу для аналізу ризиків.

Цей стандарт розглядає лише три з п'яти можливих видів первинних навантажень, що діють у свердловинах на обсадні та насосно-компресорні труби: тиск текучого середовища (внутрішнє та (або) зовнішнє), осьове зусилля стиснення або розтягування; вигин (поздовжній вигин та (або) вигин від відхилення свердловини), а також кручення. У стандарті не розглядаються навантаження кручення при обертанні та неосесиметричні навантаження (при точковому, лінійному чи поверхневому контактах).

Цей стандарт визначає випробування, які необхідно провести для визначення схильності до заїдання, ущільнювальних властивостей та конструктивної цілісності з'єднань обсадних та насосно-компресорних труб.

У стандарті розглядаються умови застосування обсадних та насосно-компресорних труб без урахування діаметрів таких труб.

2 Нормативні посилання

У цьому стандарті використано нормативні посилання на такі стандарти *:
________________
Для датованих посилань використовують лише зазначене видання стандарту. У разі недатованих посилань — це останнє видання стандарту, включаючи всі зміни та поправки.

* Таблицю відповідності національних стандартів міжнародним див. за посиланням. - Примітка виробника бази даних.

ІСО 3183-1 Нафтова та газова промисловість. Сталеві труби для трубопровідних транспортних систем. Технічні умови постачання. Частина 1. Труби класу вимог A (ІSO 3183-1, Petroleum and natural gas industries — Технічні ізоляції кондиціонерів — Steel pipe for pipelines — Part 1: Pipes of requirements class A)
________________
Цей стандарт скасовано із заміною на ІСО 3183-2012 «Нафтова та газова промисловість. Труби сталеві для систем трубопровідного транспорту.


ІСО 3183-2 Нафтова та газова промисловість. Сталеві труби для трубопровідних транспортних систем. Технічні умови постачання. Частина 2. Труби класу вимог B (ІSO 3183-2, Petroleum and natural gas industries — Матеріали для кондитерських виробів — Технічні технічні вимоги — Part 2: Pipes of requirements class B)
________________
Цей стандарт скасовано із заміною на ІСО 3183-2012 «Нафтова та газова промисловість. Труби сталеві для систем трубопровідного транспорту.


ІСО 3183-3 Нафтова та газова промисловість. Сталеві труби для трубопровідних транспортних систем. Технічні умови постачання. Частина 3. Труби класу вимог С (ІSO 3183-3, Petroleum and natural gas industries — Стрічка піп для кондитерських виробів — Technical delivery conditions — Part 3: Pipes of requirements class C)
________________
Цей стандарт скасовано із заміною на ІСО 3183-2012 «Нафтова та газова промисловість. Труби сталеві для систем трубопровідного транспорту.


ІСО 10400:1993 Промисловість нафтова та газова. Формули та розрахунки щодо визначення характеристик обсадних, насосно-компресорних, бурильних та трубопровідних труб (ІSO 10400, Petroleum and natural gas industries;

ІСО 10422 Промисловість нафтова та газова. Нарізування, калібрування та виробничий контроль різьблення обсадних, насосно-компресорних труб та трубопроводів. Технічні умови (ISO 10422, Petroleum and natural gas-industries; threading, gauging, and thread inspection of casing, tubing and line pipe threads; specification)
________________
Цей стандарт скасовано без заміни.


ІСО 11960 Нафтова та газова промисловість. Сталеві труби для використання в якості обсадних і насосно-компресорних труб для свердловин

ІСО 13680 Промисловість нафтова та газова. Труби безшовні з корозійно-стійких сплавів для застосування як обсадні, насосно-компресорні та сполучні труби. Технічні умови постачання (ІSO 13680, Petroleum and natural gas industries — Corrosion-resistant Alloy seamless tubes for use as casing, tubing and coupling stock — Technical delivery conditions)

API Bull 5C3 Бюлетень за формулами та розрахунками властивостей обсадних, насосно-компресорних, бурильних та трубопровідних труб, що використовуються як обсадні та насосно-компресорні труби, та таблицям експлуатаційних властивостей обсадних та насосно-компресорних труб (API Bull 5СЗ, Bulletin on Formulas and Calcul для Casing, Tubing, Drill Pipe, and Pipe Properties)

API Spec 5B Вимоги до нарізування, калібрування та контролю різьблення обсадних, насосно-компресорних і трубопровідних труб (API Spec 5B, Specif.

API Spec 5L Вимоги до трубопровідних труб (API Spec 5L, Specification for Line Pipe)

3 Терміни, визначення, позначення та скорочення

3.1 Терміни та визначення

У цьому стандарті застосовані такі терміни з відповідними визначеннями:

3.1.1 діаграма навантаження осьовий тиск - навантаження (axial pressure load diagram): Графік залежності тиску від осьового навантаження, що характеризує випробувальне навантаження на з'єднання та (або) трубу або граничне навантаження.

3.1.2 Заїдання (galling): Холодне зварювання контактних поверхонь, що супроводжується відривом матеріалу при подальшому ковзанні або обертанні.

Примітки

1 Заїдання буває наслідком ковзання металевих поверхонь під великим навантаженням. Може бути викликано недостатнім мастилом поверхонь, що контактують. Мета нанесення мастила - звести до мінімуму контакт металевих поверхонь та забезпечити їх безперешкодне ковзання. Інші способи запобігання заїданню - зниження тиску або зменшення довжини траєкторії ковзання.

2 Розрізняють декілька ступенів заїдання залежно від звіту та необхідного ремонту (див. 3.1.5, 3.1.17, 3.1.20).

3.1.3 вихідна заготовка (mother joint): Труба або трубна заготовка для муфт, від якої відрізають патрубки для виготовлення пробних зразків.

3.1.4 колона труб (pipe string): Декілька труб, з'єднаних між собою.

3.1.5 Легке заїдання (light galling): Заїдання, наслідки якого можуть бути усунені за допомогою шліфувальної шкірки.

3.1.6 багатоелементне ущільнення (multiple seals): Система ущільнень, що складається з двох або більше незалежних елементів, кожен елемент якої є самостійним ущільненням.

3.1.7 область випробувальних навантажень (Test load envelope): Область, обмежена значеннями навантажень (осьового навантаження, тиску, згинального навантаження) та температури, в межах яких з'єднання має бути випробуване відповідно до цього стандарту.

Примітка — Виробник несе відповідальність за вибір області випробувальних навантажень для з'єднань, що виготовляються (див. 4.1).

3.1.8 зразок з'єднання (connection specimen): Два відрізки труб, з'єднані між собою.

Примітка - Зразок муфтового з'єднання складається з відрізків кінців труб із зовнішнім різьбленням (ніпельних елементів), з'єднаних муфтою з внутрішнім різьбленням (розтрубним елементом), зразок розтрубного з'єднання - з відрізків кінця труби із зовнішнім різьбленням (ніпельного елемента) і кінця труби з внутрішньою різьбою розтрубного елемента).

3.1.9 овальність ущільнення (seal ovality): Різниця максимального діаметра ущільнення та мінімального діаметра ущільнення, поділена на середній діаметр ущільнення та помножена на 100.

Примітка Овальність ущільнення виражається у відсотках.

3.1.10 одноелементне ущільнення : одне ущільнення або кілька ущільнень, функції яких не можна розділити фізично.

3.1.11 партія (lot): Труби одного розміру, однієї групи міцності, із сталі однієї плавки, які піддавалися термообробці протягом одного безперервного процесу або в одному садку.

3.1.12 партія виробів з різьбленням (thread lot): Вироби, виготовлені на різьбонарізному обладнанні протягом безперервного виробничого циклу, який не переривався значними поломками інструменту або несправностями обладнання (за винятком зношування або незначних поломок інструменту), заміною держателя (крім черв'яків) або будь-якими іншими збоями у роботі різьбонарізного обладнання або контролю калібрами.

3.1.13 патрубок (pup joint): Відрізок труби або трубної заготовки для муфт може бути з різьбленням.

3.1.14 граничне навантаження (limit load): Максимальне значення поєднання навантажень (осьового навантаження та (або) тиску), яке визначає умови руйнування з'єднання, або максимальне навантаження, що викликає пластичну деформацію (наприклад, поздовжній вигин) перед повним руйнуванням з'єднання (відмовою).

3.1.15 руйнівне навантаження (failure load): Навантаження, при якому тіло труби або з'єднання повністю руйнуються у вигляді виходу з'єднання зі сполучення, розтріскування, значної пластичної деформації (наприклад, спучування або зминання) або значної втрати герметичності.

3.1.16 ущільнення по різьбленню : Ущільнення або система ущільнень, що створюють герметичність з'єднання за рахунок точності профілю різьблення та різьбового мастила, нанесеного на поверхню різьблення.

3.1.17 сильне заїдання (severe galling): Заїдання, наслідки якого не можуть бути усунені за допомогою надфіля та шліфувальної шкірки.

3.1.18 з'єднання (connection): Різьбове з'єднання двох кінців труб за допомогою муфти (муфтове з'єднання) або двох кінців труб без допомоги муфти (розрубне з'єднання).

3.1.19 температура навколишнього середовища, кімнатна температура (ambient temperature): Фактична температура у приміщенні лабораторії за відсутності залишкового нагрівання зразків з'єднань після попередніх термічних випробувань.

3.1.20 помірне заїдання (moderate galling): Заїдання, наслідки якого можуть бути усунені за допомогою надфіля та шліфувальної шкірки.

3.1.21 ущільнення (seal): Елемент, що перешкоджає проникненню випробувального середовища.

3.1.22 ущільнення метал-метал (metal-to-metal seal): Ущільнення або система ущільнень, що створюють герметичність з'єднання за рахунок високої контактної напруги металевих поверхонь, що сполучаються.

Примітка — Різьбове мастило може мати як позитивний, так і негативний вплив на експлуатаційні характеристики ущільнення метал-метал.

3.1.23 пружне ущільнення (resilient seal): Ущільнення або система ущільнень, що створюють герметичність з'єднання за допомогою ущільнювальних кілець, встановлених усередині з'єднання (наприклад, у профілі різьблення, на ділянці ущільнювача і т. д. ).

3.1.24 витік (leak): Будь-яке витіснення текучого середовища у вимірювальній системі під час витримки з'єднання під тиском.

3.2 Позначення

У цьому стандарті застосовані такі позначення:

- Площа перерізу, розрахована за внутрішнім діаметром труби;

- Площа перерізу, розрахована по зовнішньому діаметру труби;

- Площа поперечного перерізу труби;

- осьове зусилля стиснення;

- Заданий зовнішній діаметр труби;

- внутрішній діаметр;

- зовнішній діаметр;

- Ефективний ступінь викривлення, в градусах на 30 м;

- Абсолютна похибка калібрування навантажувального пристрою;

- Відносна похибка калібрування навантажувального пристрою, у відсотках;

- Зусилля руйнування;

- осьове зусилля розтягування чи стискування;

- еквівалентне осьове зусилля вигину;

- заявлена міцність зразка з'єднання при навантаженні, що стискає;

- Фактичне осьове зусилля розтягування або стиснення;

- номінальне осьове зусилля розтягування чи стискування;

- заявлена міцність з'єднання при частковому навантаженні, що розтягує або руйнує навантаженні;

- заявлена міцність з'єднання при навантаженні, що розтягує, що відповідає початку плинності;

- момент інерції;

- Коефіцієнт ефективності стійкості з'єднання до стискаючих навантажень;

- Коефіцієнт ефективності стійкості з'єднання до внутрішнього тиску;

- Коефіцієнт ефективності стійкості з'єднання до зовнішнього тиску;

- Коефіцієнт ефективності стійкості з'єднання до навантажень, що розтягують;

, - геометричні змінні;

- Довжина ніпельного елемента, А від торця муфти (або торця розтрубного елемента) до торцевої заглушки або початку кріплення;

- Довжина ніпельного елемента В від торця муфти (або торця розтрубного елемента) до торцевої заглушки або початку кріплення;

- Довжина муфти або розтрубного з'єднання;

- Мінімальна міжопорна довжина елемента з'єднання;

- згинальний момент;

- Надзгинальний момент;

- тиск зминання по ІСО/ТР 10400 для зовнішнього діаметра, товщини стінки та фактичної межі плинності зразка;

- Внутрішній тиск;

— внутрішній тиск із згинальним навантаженням;

- Високий внутрішній тиск;

- нормований внутрішній випробувальний тиск;

- Низький внутрішній тиск;

- Внутрішній тиск початку плинності в тілі труби по ІСО/ТО 10400;

- Зовнішнє випробувальний тиск;

— зовнішній тиск із згинальним навантаженням;

- нормований зовнішній випробувальний тиск;

- Тиск при підвищеній температурі при термоциклічному випробуванні

- Тиск, що викликає на внутрішній поверхні напруга ;

- фактична швидкість витоку;

- Швидкість витоку, що спостерігається;

R - радіус кривизни осі тіла труби;

- межа міцності ніпельного або розтрубного елементів, що дорівнює 100% мінімальної межі міцності при розтягуванні вихідної заготовки (при кімнатній або підвищеній температурі);

- межа плинності ніпельного або розтрубного елементів, що дорівнює 100% мінімальної межі плинності вихідної заготовки (при кімнатній або підвищеній температурі);

- напруга, що дорівнює 90% для випробувань серій A та B, 80%, 90% та 95% для серії С;

- Задана товщина стінки труби;

- Мінімальна товщина стінки зразка;

- Фактична мінімальна товщина стінки труби;

T - осьове зусилля розтягування;

- Ефективність системи виявлення витоків;

- Напруга;

- осьова напруга без вигину;

- осьова напруга з вигином;

- осьова напруга з надкритичним вигином;

- осьова напруга, викликана вигином;

- осьова напруга, спричинена надкритичним вигином;

- межа плинності в осьовому напрямку при стисканні, якщо вона присутня, у протилежному випадку межа плинності в осьовому напрямку при розтягуванні;

- Окружна (тангенціальна) напруга;

- Окружна (тангенціальна) напруга по зовнішньому діаметру;

- Радіальна (нормальна) напруга;

- Радіальна (нормальна) напруга по зовнішньому діаметру;

- межа плинності в поперечному напрямку при розтягуванні, якщо вона присутня, у протилежному випадку межа плинності в осьовому напрямку при розтягуванні;

- певна межа плинності при стисканні, якщо вона присутня, у протилежному випадку межа плинності в осьовому напрямку при розтягуванні;

- Еквівалентна напруга по Мізесу;

- Межа плинності в осьовому напрямку при розтягуванні.

3.3 Скорочення

У цьому стандарті прийнято такі скорочення:

CAL - рівень застосування з'єднання, для якого при випробуванні отримані задовільні результати;

CCS - критичний поперечний переріз;

CCW - напрям проти ходу годинникової стрілки;

CW - напрямок по ходу годинникової стрілки;

CEPL - навантаження (розтяг), що виникає під дією внутрішнього тиску на елемент з'єднання з торцевою заглушкою;

CEYP - тиск, що відповідає початку плинності матеріалу елемента з'єднання з торцевою заглушкою;

CRA - корозійно-стійкі сталі та сплави;

EUE - елемент із зовнішньою висадкою та різьбовим з'єднанням EUE;

FMU - зразок з'єднання в стані після остаточного згвинчування;

LL - граничне навантаження;

LP - точка застосування навантаження;

LP1 - варіант випробування граничним навантаженням 1;

LP2 - варіант випробування граничним навантаженням 2;

LP3 - варіант випробування граничним навантаженням 3;

LP4 - варіант випробування граничним навантаженням 4;

LP5 - варіант випробування граничним навантаженням 5;

LP6 - варіант випробування граничним навантаженням 6;

LP7 - варіант випробування граничним навантаженням 7;

LP8 - варіант випробування граничним навантаженням 8;

M/B - свинчування-розгвинчування;

MBG - випробування зразка на заїдання при згвинчуванні-розгвинчуванні;

MC – механічний цикл;

MT - матеріал проби для випробувань;

MTC - з'єднання з ущільненням метал-метал;

MTM - ущільнення метал-метал;

MU - свинчування;

OCTG - трубні вироби нафтового сортаменту;

PTFE - політетрафторетилен;

RS - пружне ущільнення;

SRG - проточка під кільце ущільнювача;

TC – термічний цикл;

TLE - область випробувальних навантажень;

TSC - з'єднання з ущільненням різьблення;

VME - еквівалентна напруга по Мізесу.

4 Загальні вимоги

4.1 Геометричні параметри з'єднання, область випробувальних навантажень та експлуатаційні характеристики з'єднання

Виробник повинен представити геометричні параметри та експлуатаційні характеристики з'єднання із зазначенням рівня застосування з'єднання та його властивостей у вигляді міцності на розтягування, стиск, вигин, кручення, внутрішнього тиску, що витримується, зовнішнього тиску. Див. перелік геометричних параметрів з'єднання та дані в таблиці 1. Виробник повинен подати креслення представницького поперечного перерізу з'єднання. Він повинен також подати у графічній формі область випробувальних навантажень (графік VME) та кількісні значення граничних навантажень. Для отримання області випробувальних навантажень для з'єднання та розрахунку випробувальних навантажень слід використовувати власний метод розрахунку, що використовується виробником. Також можна використовувати дані про працездатність або метод, викладений у додатку B.

Додаток B є засобом, за допомогою якого виробник або замовник може оцінити область випробувальних навантажень, використовуючи для цього модель роботи з'єднання, що базується на працездатності окремих критичних перерізів з'єднання.

Виробник повинен встановити якомога повніше граничні навантаження для кожного з'єднання. Замовник може також здійснити незалежну оцінку граничних навантажень. Граничні навантаження повинні бути більшими, ніж область випробувальних навантажень.

Дуже важливо, щоб комбінована несуча здатність з'єднання, виражена у вигляді області випробувальних навантажень, була близька до умов, коли чутливість з'єднання до головного навантаження змінюється з тиску на осьову силу та (або) вигин та навпаки. Аналітичні та емпіричні рівняння для розрахунку сполук повинні встановлювати область випробувальних навантажень для всіх комбінацій тиску та осьового зусилля та для вигину (якщо необхідно). Ці рівняння повинні бути застосовні для розрахунку випробувальних навантажень виходячи з фактичної межі плинності та геометричних параметрів зразка з'єднання і повинні враховувати інші вимоги до міцності конструкції та герметичності з'єднання. Форма рівнянь має полегшувати розрахунок тиску при заданому осьовому навантаженні з урахуванням або без урахування вигину.

Оскільки конструкція з'єднань обсадних та насосно-компресорних труб та їх експлуатаційні характеристики можуть змінюватися в широких межах, неможливо встановити загальну вимогу до мінімальної кількості значень для розрахунку в табличному форматі. Тим не менш, передбачається, що для визначення випробувальних та граничних навантажень буде достатньо близько 10 комбінацій навантажень від тиску та осьового зусилля на квадрант. Якщо конструкція з'єднання відрізняється змінами у чутливості до навантажень, необхідно передбачити облік навантажень, у яких змінюється чутливість.

При розрахунку несучої здатності тіла труби та з'єднання мета цього стандарту полягає в тому, щоб випробування зразка з'єднання проводилося по можливості при найбільш високому навантаженні або комбінації навантажень, допустимих з точки зору безпеки.

У разі, коли непередбачені обставини призведуть до відхилення від встановлених вимог чи процедур, такі відхилення мають бути точно зазначені у документації.

4.2 Контроль якості

Усі процедури контролю якості при виготовленні зразків з'єднань для випробувань повинні бути документовані та відповідати процедурам, які використовуються при виготовленні з'єднань для реальної експлуатації у свердловині. Виробник повинен забезпечити виготовлення з'єднань для випробувань за цим стандартом тієї ж конструкції, з тими ж розмірами та граничними відхиленнями розмірів (див. розділ 6), що і з'єднання для реальної експлуатації у свердловині. Виробник з'єднань повинен оформити сертифікат відповідності, наприклад [1]. Виробник повинен розробити план контролю процесу, що включає номер процедури або номер креслення, а також рівні перегляду всіх вторинних документів, що відносяться (на виготовлення, калібрування вимірювального інструменту, процедуру вимірювання, поверхневу обробку тощо ). У процесі виготовлення зразків сполук для випробувань повинні застосовуватися ці процедури та будь-які інші, які будуть вважатися необхідними для забезпечення відповідності продукції вимогам експлуатації у польових умовах (див. A.4).

5 Загальні вимоги до випробувань

5.1 Класи випробувань

5.1.1 Принципи класифікації

Дані про працездатність з'єднань отримують під час випробувань. Якщо з'єднання витримало випробування, це означає, що воно відповідає рівню застосування з'єднання. Якщо з'єднання не витримало деяких або всіх випробувань, це може призвести до перегляду конструкції з'єднання, або до перегляду випробувальних або граничних навантажень. У першому випадку випробування необхідно повторити. У другому випадку необхідно повторити випробування з невдалим результатом так, щоб вони відповідали переглянутій комбінації навантажень.

Встановлюються чотири класи випробувань (чотири рівні застосування) з'єднань, що відповідають зростаючим механічним навантаженням при експлуатації з'єднань обсадних та насосно-компресорних труб. Підвищення складності випробувань за різними класами досягається збільшенням числа параметрів, що випробовуються, і числа зразків з'єднання.

Класи випробувань не охоплюють усіх умов експлуатації. У цьому стандарті не розглядається присутність корозійного середовища, яке може суттєво вплинути на працездатність з'єднання.

Користувач цього стандарту повинен сам встановити необхідний рівень застосування з'єднання, виходячи з конкретних вимог експлуатації. Фахівці, які використовують з'єднання, повинні знати встановлений рівень його застосування, область випробувальних навантажень та граничні навантаження. Встановлено такі рівні застосування з'єднань CAL:

a) Рівень застосування сполук IV (вісім зразків) – особливо тяжкий рівень.

З'єднання рівня CAL IV призначені для збирання обсадних та насосно-компресорних труб, що служать для видобутку та нагнітання робочого середовища на газових свердловинах. Процедури випробувань цього рівня передбачають навантаження сполук циклічними навантаженнями внутрішнім тиском, зовнішнім тиском, розтягуванням, стиском, вигином, інтенсивними термічними навантаженнями і поєднанням термічного впливу, тиску і розтягування при сумарному впливі газу під тиском при температурі 180 °C. при граничних навантаженнях до руйнування проводять у всіх чотирьох квадрантах діаграми осьове зусилля - тиск.

b) Рівень застосування сполук III (шість зразків) – тяжкий рівень.

З'єднання рівня CAL III призначені для збирання обсадних та насосно-компресорних труб, що служать для видобутку та нагнітання робочого середовища на газових та нафтових свердловинах. Процедури випробувань цього рівня передбачають навантаження сполук циклічними навантаженнями внутрішнім тиском, зовнішнім тиском, розтягуванням та стисненням. Вигин не є обов'язковим навантаженням при випробуваннях з'єднань цього рівня. Випробування термічними навантаженнями є менш важкими, ніж для рівня IV, і передбачають поєднання термічного впливу, тиску та розтягування при сумарному впливі газу під тиском при температурі 135 °C протягом 5 год. Випробування при граничних навантаженнях до руйнування проводять у всіх чотирьох квадрантах діаграми осьове зусилля – тиск.

c) Рівень застосування сполук II (чотири зразки) – середній рівень.

З'єднання рівня CAL II призначені для збирання обсадних та насосно-компресорних труб, захисних обсадних труб, що служать для видобутку та нагнітання робочого середовища на газових та нафтових свердловинах, при обмеженому впливі високого зовнішнього тиску. Процедури випробувань цього рівня передбачають навантаження сполук циклічними навантаженнями внутрішнім тиском, розтягуванням та стисненням. Вигин не є обов'язковим навантаженням при випробуваннях з'єднань цього рівня, а навантаження зовнішнім тиском не проводиться. Випробування термічними навантаженнями та поєднанням термічного впливу, тиску та розтягування такі ж, як для рівня III. Випробування при граничних навантаженнях до руйнування проводять при дії внутрішнього тиску та осьового навантаження.

d) Рівень застосування сполук I (три зразки) – легкий рівень.

Сполуки рівня CAL I призначені для застосування на нафтових свердловинах. Процедури випробувань цього рівня передбачають навантаження сполук циклічними навантаженнями внутрішнім тиском, розтягуванням та стисненням з використанням для випробувань рідкого середовища. Вигин не є обов'язковим навантаженням при випробуваннях з'єднань цього рівня, а навантаження зовнішнім тиском не проводиться. Випробування проводять за кімнатної температури. Випробування при граничних навантаженнях до руйнування проводять у двох квадрантах діаграми осьове зусилля тиск.

5.1.2 Попередні випробування

Результати випробувань з'єднань, що проводилися до впровадження цього стандарту, можуть бути використані в рамках процесу верифікації конструкції або випробувань на застосування за умови, що сторони, які вступають в угоду на основі цього стандарту, прийдуть до угоди про те, що такі випробування проводилися по суті відповідно з технічними та документальними вимогами цього стандарту та дали зіставні результати.

5.1.3 Скорочені випробування та відхилення від умов випробування

Деякі з випробувань за цим стандартом можуть бути достатніми для підтвердження застосування з'єднань для конкретних умов експлуатації без проведення всієї програми випробувань. Такі випадки можуть мати місце за наявності відповідного досвіду та результатів інших випробувань, наприклад, сполук іншого розміру. Допускаються відхилення від встановлених випробувань за дотримання таких умов:

a) плановані відхилення заздалегідь чітко зазначені в документації;

b) відхилення точно узгоджені між заінтересованими сторонами;

c) відхилення чітко зазначені у зведеному звіті та у повному звіті з випробувань.

Питання атестації серії виробів та використання при цьому інтерполяції та екстраполяції розглянуті у додатку G. За погодженням можуть бути встановлені суворіші вимоги до приймання, до чутливості та (або) до подання більших інформаційних даних.

5.2 Матриця випробувань

У таблиці 1 наведено матрицю, що зв'язує рівень застосування з'єднання і загальну кількість зразків з'єднання, їх ідентифікаційні номери і види випробувань, що проводяться. На малюнку 1 наведено графічне уявлення програми випробувань. Зразки з'єднання можуть випробовуватись серіями з декількох зразків, зібраних в одній компонуванні. Однак випробувальні навантаження повинні бути встановлені за найвищим рівнем, що відповідає найбільш міцному зразку з'єднання.


Таблиця 1 - Матриця випробувань, серії випробувань та ідентифікаційні номери зразків з'єднань

Рисунок 1 — Програма випробувань для визначення CAL

________________
Для CAL III зразки 7 та 8 не використовуються.

Належить тільки до CAL II, CAL III і CAL IV. Умови розгвинчування для CAL I див. у таблицях 5 і 6.

Зразки для CAL II випробовують лише серії A та серії B (див. таблицю 1).

Зразки для CAL I не випробовують серії C (див. таблицю 1).

Випробування RRG на зразках 2 та 3 для CAL I не потрібні. Зразок 2 випробовують лише на MU. Зразок 3 випробовують на MBG.

Рисунок 1 — Програма випробувань для визначення CAL

Примітка — На малюнку використані такі скорочення та позначення:

PSBF - мала конусність різьблення ніпельного елемента і велика конусність різьблення розтрубного елемента;

PFBS - велика конусність різьблення ніпельного елемента та мала конусність різьблення розтрубного елемента;

NOM-NOM - номінальна конусність різьблення ніпельного елемента та номінальна конусність різьблення розтрубного елемента;

HL - високий натяг з різьблення - низький натяг з ущільнення;

LL - низький натяг з різьблення - низький натяг з ущільнення;

Н-Н - високий натяг з різьблення - високий натяг з ущільнення;

LH - низький натяг з різьблення - високий натяг з ущільнення;

MU - свинчування;

MBG - випробування на заїдання при згвинчуванні-розгвинчуванні;

RRG - «кругове» випробування на заїдання при згвинчуванні-розгвинчуванні;

FMU - остаточне звинчування;

(A) - елемент з'єднання A;

(B) - елемент з'єднання B;

H/L - велика кількість мастила і низький крутний момент;

H/H - велика кількість мастила і високий крутний момент;

L/H - мала кількість мастила і високий крутний момент;

— розтягування, стиск, внутрішній тиск та зовнішній тиск;

- Розтягнення, стиск, внутрішній тиск і вигин;

p + T до F - високий внутрішній тиск з розтягуванням, що зростає до руйнування;

C + р до F - стиск із зовнішнім тиском, що зростає до руйнування;

T до F - розтяг до руйнування;

р + C до F - зовнішній тиск зі стисненням, що зростає до руйнування;

T + p до F - розтягнення з внутрішнім тиском, що зростає до руйнування;

p + C до F - внутрішній тиск зі стисненням, що зростає до руйнування;

p до F - зовнішній тиск, що зростає до руйнування;

p + T до F — низький внутрішній тиск із розтягуванням, що зростає до руйнування.

Малюнок 1, лист 2

5.3 Програма випробувань

5.3.1 Фізичні випробування

Відповідно до процедур, встановлених у цьому стандарті, проводять програму фізичних випробувань на свинчування-розвинчування, випробувань при комбінованих навантаженнях та випробувань при граничних навантаженнях.

При цьому необхідно дотримуватися вказівок цього стандарту. Якщо виникнуть несприятливі умови, не передбачені цим стандартом, всі відхилення від його вимог мають бути зазначені у звітах з випробувань. Крім того, необхідно оформити заяву з обґрунтуванням того, що результати випробувань можна вважати адекватними.

5.3.2 Оцінка результатів випробувань

5.3.2.1 Загальні положення

Оцінка результатів виконання програми фізичних випробувань у розділі 8 проводиться, як зазначено у 5.3.2.1 −5.3.2.4.

5.3.2.2 Результати випробувань, що відповідають встановлюваному CAL

Якщо результати відповідають вимогам до випробувань на свинчування-розгвинчування, випробувань при комбінованих навантаженнях і випробуваннях при граничних навантаженнях, то з'єднання даного розміру та даної групи міцності (тобто з матеріалу з даною межею плинності та даним хімічним складом) вважається відповідним CAL.

На випробування під граничними навантаженнями встановлені мінімальні критерії приймання, що визначають, чи випробування витримало з'єднання. Область випробувальних навантажень TLE може бути скоригована після проведення випробування, як описано нижче, так, щоб вважалося, що з'єднання його витримало.

5.3.2.3 Результати випробувань, що не відповідають встановлюваному CAL

Якщо результати випробувань не відповідають вимогам до випробувань при комбінованих навантаженнях, результати слід оцінити з метою:

a) перегляду конструкції з'єднання з наступним повним повторним випробуванням;

b) перегляду області випробувальних навантажень з подальшим повторним випробуванням всіх зразків з'єднання, які не відповідають вимогам переглянутої області випробувальних навантажень для даного зразка з'єднання.

При передчасному руйнуванні під час випробування граничним навантаженням необхідно:

- переглянути конструкцію з'єднання з наступним повним повторним випробуванням всіх зразків з'єднання;

переглянути область випробувальних навантажень TLE.

Якщо результати випробувань відповідають переглянутим вимогам до випробувальних навантажень і до граничних навантажень, то подальші випробування чи інші дії не потрібні. Усі граничні навантаження повинні перевищувати область випробувальних навантажень.

У разі несправності випробувального обладнання або порушення умов випробування, що не пов'язано з конструкцією з'єднання, немає необхідності перегляду конструкції з'єднання, області випробувальних навантажень або граничних навантажень, однак необхідно повністю повторити випробування основних або замінних зразків з'єднання. Будь-яку подію, яка не відповідає критеріям приймання, необхідно вказати у протоколі випробувань. Кількість повторних випробувань та потреба у повторних випробуваннях необхідно включити до зведеного звіту та докладних звітів щодо окремих випробувань.

5.3.2.4 Звіт про результати випробувань

Оцінку результатів випробувань вказують у першій частині повного та зведеного звітів з випробувань. Усі витоки із з'єднання незалежно від обсягу та швидкості повинні бути зазначені у переліку даних та на графіках тиску. Усі витоки з устаткування незалежно від обсягу та швидкості також мають бути вказані на графіках тиску.

5.4 Вимоги до калібрування та акредитації

5.4.1 Акредитація

Лабораторія, що проводить випробування за цим стандартом, повинна бути:

a) або акредитована національною чи міжнародною акредитаційною організацією;

b) або повністю відповідати вимогам, наведеним у 5.4.2-5.4.5.

5.4.2 Калібрування обладнання

До початку проведення випробувань необхідно переконатися, що всі навантажувальні пристрої, які будуть використані в ході випробувань, мають калібрування. Виходячи з досвіду випробувальної лабораторії або виробника сполук необхідно також періодично проводити калібрування вимірювальної та реєструючої апаратури, такої як манометри та термопари. Еталони випробувальної лабораторії, що використовуються для калібрування, і всі калібрування мають бути документовані. Копії звітів про поточні калібрування навантажувального пристрою, приладів для вимірювання температури, тиску та крутного моменту повинні бути включені до докладного звіту з випробувань.

Допускається проведення калібрування в ході випробувань, виходячи з необхідних випробувальних навантажень та накопиченого досвіду використання обладнання.

5.4.3 Щорічне калібрування навантажувального пристрою

Кожен навантажувальний пристрій, що використовується для випробувань осьовим або комбінованим навантаженням, необхідно, принаймні, щорічно калібрувати в режимах розтягування і стиснення за допомогою приладів, наприклад месдоз, що простежуються до національних еталонів.

Калібрування має складатися з двох етапів, що включають, принаймні, 10 рівних прирощень навантаження, починаючи від мінімального калібрувального навантаження до максимального калібрувального навантаження, тобто охоплює весь інтервал навантаження. Інтервал калібрування навантажувального пристрою повинен перекривати інтервал навантажень, які будуть використані за програмою випробувань. Максимальне калібрувальне навантаження пристрою має перевищувати найбільше руйнівне навантаження труб і з'єднань, що підлягають випробуванню.

Абсолютну похибку та відносну похибку знаходять як

, (1)

, (2)

де - Навантаження за показаннями приладів;

- Фактичне навантаження.

Відносна похибка калібрування для всіх навантажень у робочому інтервалі навантажувального пристрою не повинна перевищувати ±1,0% (див. приклад у додатку F).

5.4.4 Перевірка навантажувального пристрою

У випадку, якщо навантажувальний пристрій був підданий впливу високого навантаження, наприклад навантаження, що виходить за інтервал калібрування, або навантаження, яке може порушити калібрування пристрою, рекомендується перевірити відповідність калібрування навантажувального пристрою з використанням повірених і атестованих калібрувальних пристроїв. Замість використання калібрувального бруса можна також провести повне щорічне калібрування навантажувального пристрою.

5.4.5 Калібрування перетворювачів тиску

Кожен перетворювач тиску повинен зазнавати щорічного калібрування. Відносна похибка вимірювань тиску в інтервалі навантаження не повинна перевищувати ±1,0%.

5.5 Попередні випробування

Рекомендується проведення попередніх випробувань, які мають на меті попередньо оцінити конструкцію з'єднання та процедуру випробувань до початку проведення офіційних випробувань. Після завершення попередніх випробувань зразки з'єднання для офіційних випробувань повинні знову звинчуватися, особливо при обмеженій кількості зразків. Для попереднього випробування на герметичність з'єднання під тиском використовують зразки з ущільненням метал-метал з малим натягом, а для випробування з'єднання на чутливість до заїдання зразки з великим натягом.

5.6 Випробування визначення властивостей матеріалу

Для визначення межі плинності, необхідного для розрахунку випробувальних навантажень та критеріїв приймання, проводять механічні випробування матеріалу труб.

Механічні властивості матеріалу повинні бути визначені за документованою процедурою, що відповідає стандарту виробу. Зазвичай це стандарт ISO 11960 на вироби з низьколегованих сталей або стандарт ISO 13680 на вироби з корозійностійких сталей. Для з'єднань нафтогазопровідних труб процедура повинна відповідати вимогам ISO 3183 або API Spec 5L.

Примітка — У контексті цього положення стандарт ISO 11960 еквівалентний стандарту API Spec 5СТ. У національній промисловості можуть застосовуватися ГОСТ Р 53366, гармонізований з ISO 11960, і ГОСТ Р ISO 13680, гармонізований з ISO 13680.


Зразки для випробувань на розтяг вирізують з обох кінців труб і трубних заготовок для муфт. Крім того, такі ж зразки вирізують із середини труб і трубних заготовок для муфт довжиною понад 3 м. Зразки для випробування на розтягування та результати випробувань повинні простежуватися до вихідних труб та місця відбору зразків.

Альтернативне місце відбору зразків вказано на рис. Таке місце відбору зразків забезпечує визначення міцності матеріалу у різьбового з'єднання. Якщо зразки відбираються, як показано на рис.C.1, то виробник повинен змінити форму переліку даних за властивостями матеріалу (форма C.1) і показати місце відбору проби, а також включити ескіз, аналогічний рис.C.1 і фактичне розташування, що показує проб та зразків. При застосуванні альтернативного розташування кожної ділянки для визначення механічних властивостей необхідно відібрати пробу для випробування на розтяг при підвищеній температурі. Значення межі плинності металу, визначені на зразках з ділянки, що знаходиться поряд з різьбленням і призначені для оцінки з'єднання, є значення, що використовуються для розрахунку випробувальних навантажень.

Слід використовувати плоскі зразки, що переважно або найбільші можливі циліндричні зразки (див. АСТМ, А 370). Певне значення межі плинності використовується для розрахунків. Для інформації необхідно також визначити умовну 0,2% межу плинності. У переліку даних щодо властивостей матеріалу (форма C.1) повинен бути наведений ескіз проби, що відбирається від зразків. Для однієї труби і для однієї муфти необхідно навести діаграму напруга-деформація або навантаження-деформація від нульової деформації до деформації не менше 2% або до руйнування зразка (що відбудеться раніше) для одного зразка при випробуваннях серії A або серії B і при підвищеній температурі одного зразка при випробуваннях серії C.

Кожну пробу матеріалу піддають одному випробуванню на розтяг при кімнатній температурі.

Кожну середню пробу матеріалу або одну з кінцевих проб заготівлі для муфт довжиною не менше 3 м піддають одному випробуванню на розтяг при підвищеній температурі, що дорівнює 135 °C для CAL II і CAL III і 180 °C для CAL IV.

По кожному випробуванню за підвищеної температури необхідно зареєструвати фактичну температуру зразка, визначену за допомогою термопари, закріпленої на зразку.

Кожну середню пробу матеріалу або одну з кінцевих проб заготівлі для муфт завдовжки не більше 3 м піддають хімічному аналізу.

Показники властивостей матеріалу наводять у переліку даних щодо властивостей матеріалу, форма C.1.

Примітка — Необхідно враховувати межі атестації з'єднання, якщо в межах конкретної групи міцності випробовуються труби високої міцності. Необхідно враховувати можливий вплив анізотропії механічних властивостей або залишкових напруг у холоднодеформованих трубах із корозійностійких сплавів (див. ISO 13680). У таких випадках випробування на осьове розтягування може виявитися недостатнім для повної характеристики труби.

5.7 Згвинчування та розгвинчування

5.7.1 Сутність випробувань

Згвинчування та розгвинчування з'єднання, як і різьбове мастило, що застосовується при випробуванні, повинні відповідати рекомендаціям з експлуатації труб.

5.7.2 Змащення, яке використовується при звинчуванні

Виробник з'єднання повинен вказати тип і кількість (з відхиленнями, що допускаються) мастила, що наноситься на з'єднання, а також ділянки для нанесення мастила. Ці дані мають бути такими ж, як і використовувані у польових умовах. Для всіх зразків з'єднання має використовуватися те саме змащення. Рекомендується вказати мінімальну та максимальну кількість мастила в одиницях маси. Виробник повинен також представити фотографії та опис порядку нанесення мастила. На фотографіях має бути показане з'єднання з мінімальною та максимальною кількістю мастила.

5.7.3 Моменти свинчування

p align="justify"> Моменти згвинчування, зазначені в розділі 7, являють собою максимальні або мінімальні моменти, рекомендовані виробником. Як великий момент, що задається, потрібно не менше 95% від максимального моменту, а в якості низького заданого моменту потрібно не більше 105% від мінімального моменту. Якщо фактичний момент згвинчування знаходиться за межами рекомендованого інтервалу, з'єднання має бути розгвинчене і знову згвинчене. Виробник повинен вказати інтервал окружних швидкостей об/хв при згвинчуванні з'єднання. Всі зразки з'єднання повинні бути звинчені при окружній швидкості, що становить не менше 90% від максимальної швидкості обертання, що рекомендується, в об/хв.

5.7.4 Згвинчування

Згвинчування всіх сполук проводиться наступним чином, причому результати записують у форму С. 2 для реєстрації згвинчування та розгвинчування зразків.

Перед кожним звинчуванням необхідно ретельно очистити та висушити елементи з'єднання, зважити та зареєструвати кількість мастила, що наноситься на кожен елемент (ніпельний та розтрубний). Відстежують та реєструють моменти згвинчування та розгвинчування на графіку залежності моменту від числа оборотів. Роздільна здатність обертання повинна бути не менше 0,001 обороту. До повного звіту з випробувань включають такі графіки для кожного згвинчування розділу 7 і для кожного додаткового згвинчування, якщо необхідно (див. розділ 8 і додаток D). На кожному графіку мають бути вказані номер зразка, ніпельного або розтрубного елемента, номер свинчування, дата, час та будь-які аномальні явища.

Для свинчування використовують такі ж трубні ключі та плашки, як і в польових умовах. Згвинчування повинно проводитися у вертикальному положенні. При згвинчуванні муфтових з'єднань не допускається плаваюче положення муфти, тобто кожна сторона муфти повинна звинувачуватися окремо. Все обладнання для згвинчування і принаймні згвинчування одного з'єднання необхідно сфотографувати в процесі згвинчування. При кріпленні розтрубного елемента необхідно контролювати зусилля стиснення, щоб не допустити спотворення форми елемента з внутрішнім різьбленням.

Щоб уникнути пошкодження ніпельних елементів при проведенні згвинчування-розгвинчування допускається установка на несвинченний кінець елемента спеціального запобіжника.

5.7.5 Розгвинчування

Розгвинчування зразка з'єднання виконують за допомогою того ж ключа і тих самих пристроїв, які використовувалися при згвинчуванні, відповідно до процедури, розробленої виробником. Результати реєструють у формі С. 2.

5.7.6 Ремонт з'єднання після розгвинчування

Після кожного розгвинчування допускається ремонт ніпельних та розтрубних елементів з використанням лише тих засобів, які рекомендовані виробником з'єднання для застосування у польових умовах. Усі випадки ремонту мають бути зареєстровані із зазначенням витрат часу на ремонт. Необхідно зазначити у звіті всі випадки заїдання та інші невідповідності. Оцінка заїдання, що включає чіткий опис розміру та природи пошкодження, має бути виконана в остаточному звіті. Необхідно сфотографувати ділянки заїдання, ділянки ремонту, ці ж ділянки після наступного розгвинчування та після остаточного розгвинчування та включити фотографії до остаточного звіту.

5.7.7 Контроль згвинчування з'єднання

Після кожного розгвинчування зразки з'єднань ретельно оглядають. Оцінюють і відзначають на діаграмах залежності моменту від кількості оборотів всі випадки заїдання, що спостерігаються. На цих же діаграмах відзначають усі порушення процесу згвинчування (прослизання кінця труби або муфти в плашках трубного ключа, збої комп'ютера або стрибки електричного сигналу, не відзначені на діаграмі, тощо ). У числі даних геометричних параметрів з'єднання (форма C.3) реєструють також результати контролю розмірів зразка.

5.8 Виявлення витоків при внутрішньому тиску

5.8.1 Сутність випробувань

Вимоги до витоків мають особливо важливе значення для тих сполук, які повинні бути непроникними для газу або рідкого середовища. Для сполук різних типів нижче наведено альтернативні методи виявлення витоків. З'єднання обсадних і насосно-компресорних труб піддають впливу внутрішнього тиску і спостерігають їх поведінкою за допомогою системи виявлення та вимірювання всіх витоків з'єднання.

5.8.2 Засоби для тиску

Всі випробування внутрішнім тиском сполук CAL II, III і IV, що проводяться в області випробувальних навантажень, повинні здійснюватися з використанням сухого азоту. На вибір будь-якої зі сторін, що беруть участь у випробуваннях, до азоту можна додавати 5% гелію як газ-індикатор. Усі випробування внутрішнім тиском сполук CAL I, що проводяться по області випробувальних навантажень, повинні здійснюватися з використанням рідкого середовища, що не містить твердих включень, або сухого азоту, як це узгоджено у програмі випробувань. Всі випробування при граничних навантаженнях, наприклад, планові випробування до руйнування, повинні проводитися з використанням рідкого середовища як засіб для створення тиску, якщо в програмі випробувань не зазначено інше.

5.8.3 Безпека випробування

Для забезпечення безпеки випробування газом під тиском проводять із встановленою у зразку з'єднання болванкою-наповнювачем. Матеріал болванки не повинен бути пористим і не повинен швидко виділяти робоче середовище, що міститься в ній, щоб не заважати інтерпретації результатів випробування. Розміри болванки повинні бути такими, щоб суттєво зменшити внутрішній обсяг з'єднання, але не призводити до механічної взаємодії зі зразком під час його деформації під час випробування (див. рис. 8 в 5.10.2). Болванку необхідно відцентрувати так, щоб унеможливити її контакт із зразком з'єднання в процесі випробування.

5.9 Пристрої для виявлення витоків під час випробування внутрішнім тиском

5.9.1 Варіанти пристроїв

Зразок з'єднання, що випробовується, оснащують, принаймні, одним з наступних пристроїв для виявлення витоків при випробуванні внутрішнім тиском. Якщо випробування проводяться при підвищеній температурі, матеріали пристрою повинні бути застосовні для використання при температурах вище температури випробування.

5.9.2 Пристрій з кільцями ущільнювачів (рисунок 2)

Рисунок 2 — Пристрій, що встановлюється на розтрубний елемент для виявлення витоків при випробуванні внутрішнім тиском

1 - металевий фланець; 2 - шпилька; 3 - пружини; 4 - гайка; 5 - муфта; 6 - ніпельний елемент; 7 - гнучкий шланг; 8 - кільце ущільнювача; 9 - плоска прокладка

Рисунок 2 — Пристрій, що встановлюється на розтрубний елемент для виявлення витоків при випробуванні внутрішнім тиском

Пристрій складається з кільця ущільнювача, притисканого до торця, або зовнішньої поверхні розтрубного елемента за допомогою фланця, що має не менше чотирьох наскрізних отворів під шпильки, якими фланці щільно притискаються до торця розтрубного елемента. Ущільнення між фланцем і ніпельним елементом створюють за допомогою окремого кільця ущільнювача.

5.9.3 Пристрій із гнучким шлангом (рисунок 3)

Рисунок 3 — Пристрій із гнучким ущільненням для виявлення витоків при випробуванні внутрішнім тиском

1 - гнучке ущільнення; 2 - хомути для шланга; 3 - металева трубка або гнучкий шланг (при випробуваннях серії C - з теплостійкого матеріалу); 4 - герметизуючий матеріал; 5 — невеликий зазор підвищення чутливості виявлення витоків

Рисунок 3 — Пристрій із гнучким ущільненням для виявлення витоків при випробуванні внутрішнім тиском

Пристрій із гнучким шлангом-пасткою з матеріалу типу силікон встановлюють до торця розтрубного елемента. Зазори між зовнішньою поверхнею ніпельного та розтрубного елементів та пристроєм заповнюють герметизуючим матеріалом. Для кріплення шланга на зовнішній поверхні ніпельного елемента та розтрубному елементі використовують фланці. Між фланцем і зовнішньою поверхнею елементів вводять трубку для відведення витоків газу, також герметизуючим матеріалом, що ущільнюється.

5.9.4 Пристрій, що вбудовується в розтрубний елемент (рисунок 4)

Рисунок 4 — Пристрій з отвором у розтрубному елементі для виявлення витоків при випробуванні внутрішнім тиском

1 - отвір з різьбовим штуцером на ділянці муфти, що відповідає збігу різьблення труби; 2 - герметизуючий матеріал; 3 - гнучкий шланг

Рисунок 4 — Пристрій з отвором у розтрубному елементі для виявлення витоків при випробуванні внутрішнім тиском

Для виходу витоків газу на ділянці поблизу торця розтрубного елемента, що відповідає збігу різьблення ніпельного елемента, свердлять наскрізний радіальний отвір. В отворі нарізають різьблення і ввертають до нього штуцер із гнучким шлангом. Торець розтрубного елемента ущільнюють, щоб уникнути неконтрольованого витоку газу.

Згвинчування зразка з'єднання проводять наступним чином:

a) перед свинчуванням з'єднання свердлять отвори, нарізають в них різьблення і видаляють задирки;

b) згвинчують з'єднання;

c) в свердління отвори вкручують штуцери з використанням герметизуючого матеріалу, наприклад PTFE;

d) очищають торці розтрубного елемента та ущільнюють їх за допомогою силіконового або іншого герметизуючого матеріалу;

e) дають герметизуючому матеріалу затвердіти.

5.9.5 Випробування пристроїв для виявлення витоків при внутрішньому тиску

Пристрої випробовують так:

a) перевіряють герметизуючий матеріал і штуцер на витоку, для чого приєднують шланг до джерела повітря або азоту, що створює тиск від 0,007 до 0,014 МПа. Перекривають підведення газу та спостерігають за манометром за падінням тиску;

b) якщо необхідно, виправляють або герметизують пристрій;

c) періодично викручують штуцер, прочищають отвір і відновлюють випробування, як описано вище;

d) за узгодженням отвору можуть бути виконані з ущільненням метал-метал.

5.9.6 Чутливість системи виявлення витоків при внутрішньому тиску

Система спостереження та вимірювання витоків при внутрішньому тиску повинна мати чутливість до витоків не гірше 0,9 см. за 15 хв при використанні для вимірювання градуйованого циліндра з ціною розподілу 0,1 см або не гірше 0,0001 см /с за стандартних умов вимірювання газовим хроматографом або спектрометричною системою. При використанні в якості газу-індикатора гелію система вимірювання з градуйованим циліндром повинна мати здатність вловлювати газ, що виділяється, для визначення вмісту гелію з метою перевірки необхідності обліку або відмови від обліку витоків.

При використанні градуйованого циліндра необхідно передбачити компенсацію змін барометричного тиску, які можуть впливати на чутливість до витоків. Рекомендується перед початком випробувань налаштувати окремий градуйований циліндр (див. малюнок 5), що імітує пристрій виявлення витоків. Під час аналізу цей імітаційний циліндр використовується для встановлення наявності витоків у з'єднанні або того, чи викликана зміна барометричного тиску. Окремий імітаційний градуйований циліндр повинен містити газовий об'єм, що збігається з газовим об'ємом у переверненому градуйованому циліндрі з'єднань, що випробовуються.

Малюнок 5 — Система виявлення витоків при внутрішньому тиску бульбашковим методом

1 - гнучкий шланг; 2 - посудина з водою; 3 - градуйовані циліндри; 4 - теплостійка трубка; 5 - пристрій для виявлення витоків; 6 - імітаційний градуйований циліндр того ж розміру і з тією ж висотою над рівнем води, що і циліндри 3

Малюнок 5 — Система виявлення витоків при внутрішньому тиску бульбашковим методом

Індикатори витоків можна оцінювати щодо джерела витоку, якщо є підстави підозрювати, що витік походить не від з'єднання, що випробовується. Для перевірки того, чи відбуваються бульбашки від середовища під тиском, а не від дегазації різьбового мастила або від теплового розширення з'єднання або випробувального обладнання, можна використовувати датчик калібрований на уловлювання гелію. Оцінка джерела витоку має бути заснована на ретельному аналізі газу витоку. Якщо витік викликаний не з'єднанням, а якимось іншим джерелом, наприклад торцевими заглушками, необхідно усунути його і продовжити випробування. Необхідно зареєструвати всі сторонні витоку та їх джерела (штуцер для відведення витоків, кран тощо ). У звіті необхідно вказати всі індикатори витоків та докладно пояснити причину, через яку витік не береться до уваги.

5.9.7 Пухирцевий метод виявлення витоків при внутрішньому тиску

5.9.7.1 Сутність методу

Система виявлення витоків бульбашковим методом зображена малюнку 5. Система заснована на уловлюванні всього газу, що виділяється зі з'єднання, та його приміщення посудину для вимірювання обсягу. Основні компоненти системи:

a) засіб для уловлювання газу типу раніше описаних пристроїв виявлення витоків;

b) трубка або гнучкий шланг для з'єднання пастки з газозбірником;

c) газозбірник, що включає прозорий градуйований циліндр з ціною розподілу не більше 0,1 см , наповнений водою. Гнучка трубка виведена у відкритий простір у верхній частині циліндра. Нижню частину циліндра і трубку занурюють у посудину з водою і перевертають (рис. 5). Витік видно у вигляді бульбашок, що піднімаються в циліндрі. Об'єм газу з бульбашок вимірюють за шкалою циліндра.

5.9.7.2 Перевірка системи виявлення витоків бульбашковим методом

Перед початком виконання програми випробування з'єднання необхідно перевірити систему на власні витікання та оцінити її чутливість.

a) Для перевірки системи прикладають тиск повітря чи азоту від 0,007 до 0,014 МПа. Після стабілізації тиску перекривають підведення газу та протягом 2 хв спостерігають за тиском по манометру. Будь-яке падіння тиску вказує на наявність витоків із системи, які необхідно виявити та усунути. Процедуру повторюють доти, доки тиск газу стане стабільним протягом принаймні 2 хв.

b) Ефективність системи оцінюють, підводячи до неї повітря та вимірюючи приріст обсягу повітря у кожному циліндрі. Повітря підводять порціями по 1 см принаймні до об'єму 10 см . Визначають середнє відношення повітря, що підводиться і відводиться на графіку (див. малюнок 6). Необхідно зареєструвати початковий об'єм повітря, що підводиться, потрібний для того, щоб повітря почало накопичуватися в градуйованому циліндрі, але цей об'єм не впливає на розрахункову ефективність і тому не враховується. Ефективність повинна становити не менше 70%, і якщо вона нижча, необхідно змінити конфігурацію системи і тим самим підвищити чутливість. Знайдений показник ефективності використовується для корекції всіх витоків, що спостерігаються, та їх обсягів при випробуванні і розраховується за формулою

, (3)

де - фактичний витік, що вказується у звіті;

- спостерігається витік;

- Ефективність системи.

Рисунок 6 - Приклад графіка для оцінки чутливості системи виявлення витоків

1 - Елемент з'єднання A; 2 - елемент з'єднання B

Рисунок 6 - Приклад графіка для оцінки чутливості системи виявлення витоків

5.9.7.3 Початок випробування

Перед початком випробування з'єднання в області випробувальних навантажень проводять попередню зарядку кожної системи виявлення витоків, вдаючи повітря поблизу розтрубного елемента до появи невеликої кількості повітря в циліндрі градуйованому. Реєструють цей обсяг як початкову кількість газу, яка відніматиметься з тієї кількості газу, яка накопичиться в циліндрі в ході випробування. Цей початковий об'єм повітря повинен бути достатнім, щоб зменшити рівень води в циліндрі до початку шкали перед випробуванням.

5.9.8 Вимірювання витоків при внутрішньому тиску гелієвим мас-спектрометром

5.9.8.1 Сутність методу

Система вимірювання витоків даним методом (рисунок 7) включає:

a) пастку для газу;

b) трубку або гнучкий шланг для з'єднання пастки з лінією подачі газу-носія;

c) лінію подачі чистого азоту як газ-носій, з'єднану з мас-спектрометром;

d) гелієвий мас-спектрометр, у якому, як правило, використовується метод вимірювання витоків всмоктуванням, що вимагає забезпечення правильної роботи всмоктувального пристрою при атмосферному тиску.

Малюнок 7 - Вимірювання витоків за допомогою гелієвого мас-спектрометра

1 - джерело внутрішнього тиску; 2 - перемикач відбору; 3 - пристрій реєстрації даних; 4 - мас-спектрометр; 5 - регулятори подачі газу-носія; 6 - зразок (в даному випадку - дві муфти і 4 з'єднання 1S, 2S, 3S і 4S)

Малюнок 7 - Вимірювання витоків за допомогою гелієвого мас-спектрометра

5.9.8.2 Точність системи

Система вимірювання витоків гелієвим мас-спектрометром повинна забезпечувати у стандартних умовах вимір сумарних витоків 0,0001 см. /с або нижче.

5.9.8.3 Калібрування системи

Всю систему необхідно відкалібрувати не рідше ніж один раз на рік, за рекомендаціями виробника обладнання з використанням сертифікованого та каліброваного джерела витоків. Калібрований джерело витоків використовується замість випробуваного зразка з'єднання, а решта компонентів системи повинні бути на місці.

5.9.8.4 Одночасний вимір витоків з кількох зразків з'єднання

Для одночасного випробування кількох зразків з'єднання або з'єднань можна використовувати колектор з перемикачем. Необхідний мінімальний час всмоктування залежить від обладнання, його слід визначити і продемонструвати перед початком випробування. Від кожної лінії необхідно відбирати пробу не рідше ніж один раз на хвилину.

5.9.8.5 Перевірка системи

Перед кожним випробуванням продують систему азотом або сумішшю азоту з гелієм і потім перевіряють, всмоктуючи газ через лінію у зборі та пастку. Перевіряють правильний вміст гелію в суміші, щоб переконатися у відсутності засорів у лінії.

5.10 Виявлення витоків при зовнішньому тиску

5.10.1 Сутність методу

З'єднання обсадних і насосно-компресорних труб піддають впливу зовнішнього тиску в системі, здатної виявити витікання, що виникають при цьому. Виявлення таких витоків вважається важчим завданням і відбувається менш точно, ніж виявлення витоків при внутрішньому тиску. Усі випробування виявлення витоків при зовнішньому тиску проводяться з використанням прісної води. При цьому необхідно зареєструвати всі витіснені обсяги води.

5.10.2 Безпека випробування

Якщо випробування на виявлення витоків при зовнішньому тиску здійснюється у поєднанні з випробуванням на виявлення витоків при внутрішньому тиску, то зразок необхідно помістити болванку-наповнювач, як описано в 5.8.3 (див. малюнок 8).

Рисунок 8 — Приклад установки для випробувань серії A

1 — отвір до перетворювача тиску для випробування внутрішнім тиском газу, виявлення витоків при випробуванні зовнішнім тиском і для підведення повітря з метою видалення води після випробування зовнішнім тиском; 2 - камера для створення зовнішнього тиску; 3 - отвір з гнучким шлангом для виявлення витоків при випробуванні внутрішнім тиском або до перетворювача тиску при випробуванні зовнішнім тиском; 4 - труба, що випробовується; 5 - заглушка з верхнім отвором, див. позицію 1; 6 - болванка-наповнювач для зменшення внутрішнього об'єму; 7 - випробуване з'єднання; 8 - заглушка з нижнім отвором, див. позицію 11 ; 9 - камера, заповнена водою; 10 - отвір для підведення тиску води в камеру; 11 - отвір для підведення тиску газу для наповнення водою при випробуванні зовнішнім тиском, зливу води після випробування зовнішнім тиском; 12 - Гнучкий шланг до системи вимірювання витоків, див. позицію 8 на малюнку 9

Рисунок 8 — Приклад установки для випробувань серії A

Рисунок 9 — Приклад системи вимірювання витоків під час випробувань серії А

1 - вентиль перед великим градуйованим циліндром; 2 - вентиль перед невеликим градуйованим циліндром; 3 - великий відкритий зверху градуйований циліндр на 100-200 см ; 4 - невеликий відкритий зверху градуйований циліндр приблизно на 25 см з ціною розподілу 0,1 см ; 5 - рівень води; 6 - підфарбована вода; 7 - регульований тримач, що дозволяє на початку кожного періоду витримки розмістити дно циліндра на рівні, що відповідає від 100 до 200 см ; 8 — гнучкий шланг, з'єднаний з верхньою частиною камери при випробуванні внутрішнім тиском газу та з верхнім отвором однієї з торцевих заглушок при випробуванні зовнішнім тиском; 9 - гнучкий шланг до великого циліндра; 10 - гнучкий шланг до невеликого циліндра

Рисунок 9 — Приклад системи вимірювання витоків під час випробувань серії А

5.10.3 Торцеві заглушки з отворами

Зразок з'єднання, що випробовується, і торцеві заглушки повинні мати отвори для заповнення зразка водою, оснащені штуцерами високого тиску, здатними утримати внутрішній тиск при проведенні такого випробування. Зазвичай потрібні два отвори - один для підведення води і другий для відведення повітря, розташовані на протилежних кінцях зразка з'єднання. Отвір для відведення повітря повинен бути розташований таким чином, щоб можна було повністю видалити повітря зі з'єднання. Отвори повинні бути розташовані так, щоб можна було повністю видалити з'єднання воду перед подальшим випробуванням внутрішнім тиском газу.

5.10.4 Установка для тестування серії A

Приклад такої установки наведено на малюнку 8. У ході випробувань цієї серії внутрішній тиск змінюється на зовнішній і навпаки. Для скорочення тривалості випробувань усю серію випробувань можна виконувати, не знімаючи камери для створення зовнішнього тиску. Ця зовнішня камера може бути використана як частина системи виявлення витоків при внутрішньому тиску, якщо дотримуються таких вимог:

a) чутливість виявлення витоків має становити 0,001 см /с, однак абсолютна демонстрація може виявитися неможливою;

b) зовнішня камера та гнучкий шланг повинні бути наповнені водою;

c) для перевірки можливих витоків проводять додаткові випробування з метою підтвердження інтенсивності та джерела витоків.

5.10.5 Виявлення витоків та їх вимірювання за рівнем води

Для випробування на виявлення витоків при внутрішньому тиску заповнюють водою гнучкий шланг 12 (див. рисунок 8) зверху камери і приєднують його до системи вимірювання витоків (див. рисунок 9).

Для випробування виявлення витоків при зовнішньому тиску заповнюють водою внутрішній простір зразка з'єднання через гнучкий шланг 1 (див. малюнок 8) і приєднують його до системи вимірювання витоків (див. малюнок 9).

При випробуванні на виявлення витоків при зовнішньому тиску випробуване з'єднання і частина труби по обидва боки від нього охоплені камерою 2. Встановлено, що при проведенні цього випробування негайно після застосування повного тиску та осьового навантаження може мати місце витіснення значного об'єму води (більше 0,9 см за 15 хв). При цьому інтенсивність витіснення води зазвичай поступово зменшується. Тому необхідний стабілізаційний період перед початком витримки під тиском ISO. З урахуванням цієї особливості випробування виявлення витоків при зовнішньому тиску проводиться так:

a) прикладають повний зовнішній випробувальний тиск та закривають вентилі на напірній лінії від насоса;

b) після закриття вентилів може виявитися необхідним невелике перевищення тиску, щоб підтримати потрібний тиск;

c) незабаром після закриття вентилів (протягом приблизно 2 хв) починають реєструвати навантаження, тиск та обсяг витоку;

d) продовжують реєструвати навантаження, тиск та обсяг витоку з інтервалом 5 хв;

e) оцінюють тенденцію зміни обсягу витоків. Зниження обсягу витоків вважається нормальним явищем і свідчить про відсутність витоків із сполуки. Постійні витоку об'ємом понад 0,9 см за 15 хв або зростаючі обсяги витоку вказують на можливий витік зі з'єднання;

f) при дотриманні таких умов вважається, що під час витримки витоку з'єднання не мають місця:

1) при витримці тривалістю 15 хв:

- мали місце 4 послідовні витримки по 5 хв;

— сума витоків за перші три витримки по 5 хв і останні три витримки по 5 хв, т. е. за дві послідовні витримки по 15 хв вбирається у 0,9см ;

- Витоку за витримки по 5 хв не мають тенденції до збільшення;

2) при витримці тривалістю 60 хв:

- мали місце 13 послідовних витягів по 5 хв;

- Сума витоків за перші 12 витримок по 5 хв і за останні 12 витримок по 5 хв, тобто за дві послідовні витримки по 60 хв не перевищує 0,9 см за 15 хв;

- Витоку за витримки по 5 хв не мають тенденції до збільшення.

На початку випробування на виявлення витоків як від внутрішнього, так і від зовнішнього тиску великий градуйований циліндр (див. малюнок 9) повинен бути заповнений водою приблизно наполовину. Перед застосуванням та регулюванням випробувальних навантажень відкривають вентиль 1 (див. малюнок 9) та закривають вентиль 2 . При додатку випробувальних навантажень рівень води у великому циліндрі підвищуватиметься або знижуватиметься. На початку витримки під тиском відкривають вентиль 2 і переміщають невеликий циліндр вгору або вниз так, щоб рівень води в ньому став близьким до дна циліндра. Потім закривають вентиль 1 . При витоку зі зразка з'єднання рівень води в невеликому циліндрі підвищуватиметься, і його вимірювання дозволяє судити про інтенсивність витоку. До води в циліндрах рекомендується додати барвник, що полегшить спостереження за рівнем води в них.

Реєструють рівень води в невеликому циліндрі на початку та в кінці кожного періоду витримки, а за наявності витоку — з інтервалами по 7.3.2, щоб визначити характеристики витоку.

5.11 Збір даних та методи випробувань

5.11.1 Загальні положення

Правильна та точна реєстрація даних має вирішальне значення для атестації. Без адекватної реєстрації даних неможливо забезпечити об'єктивну оцінку якості з'єднання.

5.11.2 Сутність випробувань

При випробуваннях серії A первинними навантаженнями є тиск та осьове зусилля при кімнатній температурі. Згинальне навантаження вважається вторинним, що супроводжує осьове навантаження і має бути зведена до мінімуму шляхом ретельного центрування торцевих заглушок та навантажувального пристрою. При випробуваннях серії B CAL IV до осьових навантажень навмисно додають згинальні навантаження. При випробуваннях серії B CAL III, II та I додавання згинальних навантажень є необов'язковим. Зразки з'єднання, що піддаються випробуванням серії B з додатком вигину, повинні бути оснащені приладами для визначення навантаження, що згинає.

5.11.3 Процедура випробувань

5.11.3.1 Загальні положення

Реєструють внутрішній і зовнішній тиск, осьове навантаження, згинальне навантаження та температуру. При всіх випробуваннях необхідно реєструвати тиск, осьове навантаження і температуру безперервно в часі. Можлива безперервна чи цифрова реєстрація. При цифровій реєстрації швидкість збору даних повинна бути досить високою з урахуванням очікуваних змін навантажень та тисків, але принаймні не менше одного показання з усіх приладів кожні 15 секунд.

При випробуваннях на герметичність викреслюють графік тисків за шкалою від нуля до кінцевого значення шкали, що перевищує найбільш очікуваний тиск при випробувальному навантаженні. При випробуваннях на руйнування викреслюють графік тисків за шкалою з кінцевим значенням, що більш ніж удвічі перевищує найбільш очікуваний тиск при випробувальному навантаженні. При випробуваннях на герметичність викреслюють графік навантаження, що розтягує, за шкалою від нуля до кінцевого значення шкали, що перевищує найбільшу очікувану напругу при випробувальному навантаженні. При випробуваннях на руйнування викреслюють графік навантажень за шкалою з кінцевим значенням, що більш ніж у півтора рази перевищує найбільшу очікувану напругу при випробувальному навантаженні. Необхідно також викреслити графік залежності температури від часу з достатньою роздільною здатністю. Графіки необхідно анотувати для полегшення їхньої подальшої інтерпретації.

5.11.3.2 Тиск та (або) розтягуючі навантаження

До внутрішньої чи зовнішньої поверхні зразка з'єднання приєднують датчик тиску. При цьому його розміщують з боку отвору для виходу повітря, а не отвору для нагнітання тиску.

Кожен зразок навантажують зусиллям при швидкості зростання осьового навантаження трохи більше 105 МПа/хв. Кожен зразок навантажують тиском при швидкості зростання тиску трохи більше 105 МПа/хв. Навантаження зразків з'єднання може проводитися безперервно чи дискретно. Однак у разі дискретного навантаження швидкість зростання осьового навантаження та тиску в межах кожного збільшення не повинна перевищувати зазначеної максимальної швидкості. При знятті тиску та осьового навантаження обмеження максимальної та мінімальної швидкостей не встановлюються.

Примітка — Вказані швидкості зростання навантаження та тиску повинні забезпечити точну реєстрацію даних про міцність та герметичність з'єднання.

5.11.3.3 Згинальні навантаження

При вимірюванні згинальних навантажень за допомогою тензодатчиків розміщують 4 розетки з двовісних тензодатчиків, принаймні, на одній із труб (переважно на обох трубах, що з'єднуються) в одній поперечній площині на відстані не менше з'єднання та від торцевої заглушки або кріплення. Тензодатчики розміщують по колу труби через 90° рівному відстані друг від друга. Необхідно зареєструвати розташування та орієнтацію всіх тензодатчиків. Для стеження за вигином з'єднання можна також використовувати іншу апаратуру з точністю не нижче за забезпечувану чотирма розетками з двовісних тензодатчиків.

При випробуваннях з навмисним вигином прикладають і контролюють згинальний момент, що додається шляхом вимірювання деформацій тензодатчиків на трубі з розрахунком розподілу моментів при триточковому вигині. Спостерігають за показаннями тензодатчиків, розраховують напруги вигину, згинальний момент і прогин і безперервно реєструють прогин.

Відомі три методи навмисного навантаження з'єднання згином:

a) чотириточковий вигин, при якому обидва згинальні циліндри розміщують на однаковій відстані від кінцевих опор і додають з їх допомогою однакове навантаження;

b) триточковий вигин, при якому центральне навантаження додається до муфти, деформацію вигину вводять поправку, пропорційну відношенню відстані від точки докладання зовнішнього навантаження до центру муфти і відстані від цієї точки до центру тензодатчиків. Ця поправка дозволяє точно визначити згинальне зусилля на муфті;

c) рівномірний згин за допомогою обертових кінцевих кріплень, при якому додається згинальний момент повинен бути однаковим на обох кінцях зразка з'єднання.

5.11.3.4 Випробування під час граничного навантаження

Відстежують і реєструють внутрішній або зовнішній тиск та осьове навантаження, що додається до зразка з'єднання.

Після кожного випробування граничним навантаженням необхідно сфотографувати зруйнований зразок та вказати місце та характер руйнування. Основні навантаження та розмір руйнувань вказують у переліку даних щодо випробування граничним навантаженням, форма C.4. Результати випробування реєструють та записують у звіт з випробування, див. розділ 9 та додаток D.

5.12 Термоциклічні випробування

5.12.1 Загальні положення

Мета термоциклічного випробування - імітувати умови експлуатації та прискорити можливу появу витоку шляхом циклічного термічного впливу на з'єднання при одночасному впливі осьового розтягування та внутрішнього тиску.

5.12.2 Сутність випробування

Термічний цикл полягає у зміні температури від максимальної до мінімальної та навпаки (див. рисунок 10).

Рисунок 10 — Термічні та механічні цикли випробувань серії С для сполук CAL II, III та IV

1 - кімнатна температура; 2 - п'ять циклів застосування тиску і розтягування при кімнатній температурі; 3 - витримка не менше 60 хв при підвищеній температурі; 4 - охолодження; 5 - витримка не менше 5 хв; 6 - нагрівання; 7 - проводять п'ять термічних циклів при випробуванні обсадних та насосно-компресорних труб CAL II та III та обсадних труб CAL IV та 50 термічних циклів при випробуванні насосно-компресорних труб CAL IV. При випробуванні насосно-компресорних труб CAL IV з багатоелементним ущільненням, виконаним відповідно до додатку J проводять п'ять термічних циклів; 8 - типовий термічний цикл тривалістю не менше ніж 30 хв; 9 - п'ять циклів застосування тиску і розтягування при температурі 135 °C для CAL II і III і 180 °C для CAL IV; 10 - початковий нагрівання; 11 - кінцеве охолодження

Рисунок 10 — Термічні та механічні цикли випробувань серії С для сполук CAL II, III та IV

5.12.3 Апаратура

Зміна температури в ході термічного циклу може бути забезпечена будь-якими засобами, здатними привести до досить великих коливань температури по всьому перерізу зразка з'єднання. Необхідно уникати впливу на зразок значно вищих температур, ніж випробування, що необхідні за процедурою.

При всіх навантаженнях необхідно реєструвати фактичну максимальну температуру зразка з'єднання, якщо вона перевищує задану температуру більш ніж на 16 °C.

5.12.4 Порядок проведення випробувань

Навантаження термічними циклами проводиться, як описано в 7.3.5 і показано на малюнку 10. Необхідні витримки не менше 5 хв при максимальній температурі або понад її та при мінімальній температурі або нижче за неї. Максимальна температура повинна бути не нижче 135 °C для з'єднань CAL II та CAL III і не нижче 180 °C для з'єднань CAL IV. Мінімальна температура для з'єднань усіх рівнів застосування повинна бути не вищою за 52 °C. Мінімальна тривалість циклу 30 хв. Цикли можуть слідувати один за одним безперервно або перериватись на ніч або для ремонту обладнання. П'ять циклів застосування тиску та осьового навантаження на початку і в кінці серії З випробувань проводять при кімнатній температурі.

Максимальні механічні навантаження за кімнатної температури повинні становити:

a) розтяг, менший із двох значень: 80% межі плинності матеріалу труби або муфти або 80% області випробувальних навантажень, знайденої на основі межі плинності матеріалу при кімнатній температурі;

b) внутрішній тиск, менший із двох значень: 95% межі плинності матеріалу VME труби або муфти або 95% області випробувальних навантажень VME, при цьому обидві навантаження повинні бути розраховані на основі зазначеного вище розтягування на 80% та межі плинності матеріалу при кімнатній температурі.

Максимальні механічні навантаження за підвищеної температури повинні становити:

c) внутрішній тиск такий самий, як і при випробуванні при кімнатній температурі;

d) розтяг, менший із двох значень: 90% межі плинності матеріалу VME труби або муфти або 90% області випробувальних навантажень VME при заданій підвищеній температурі, при цьому обидві навантаження повинні бути розраховані на основі межі плинності матеріалу при заданій підвищеній температурі.

Допускаються інші методи вибору тиску та розтягування для випробувань при кімнатній та підвищеній температурах за умови, що при цьому забезпечується високий внутрішній випробувальний тиск як при кімнатній, так і при підвищеній температурі, і настільки високе осьове навантаження, наскільки це практично можливо. Використання альтернативного методу має бути обґрунтоване у звіті з випробувань.

Під час випробувань спостерігають за температурою за допомогою термопару. Необхідно стежити, щоб виміряна температура не залежала від коливань локальної температури поблизу термопари і щоб виміряна температура була представницькою для всього з'єднання. Якщо нагрівання або охолодження проводяться тільки з одного боку з'єднання, вимірювання температури слід проводити з протилежної сторони.

Якщо встановлено, що випробувальна апаратура забезпечує рівномірне нагрівання та охолодження зразків з'єднання, то для спостереження за термічними циклами достатньо однієї термопари. Якщо у зразку можлива значна різниця температур, необхідно встановити кілька термопар і для стеження за ходом випробування використовувати середню температуру від усіх термопар.

Під час термоциклічного випробування можливі невеликі зміни рівня води у градуйованих циліндрах. Коливання від ±0,1 до ±0,4 см і навіть більше відбуваються випадковим чином і не можуть бути пов'язані з витоками з'єднання, оскільки викликаються швидкими змінами температури та змінами барометричного тиску. Протягом 5-хвилинних витримок при максимальній і мінімальній температурах циклу зміна витісненого об'єму води, що допускається, становить 0,3 см. , оскільки 0,9 см / 15 хв = 0,3 см /5 хв, тому оцінка витоків проводиться за такими критеріями:

- якщо протягом будь-якої 5-хвилинної витримки об'єм витісненої води від однієї сполуки перевищує 0,3 см необхідно продовжити витримку на 10 хв, так щоб вона склала 15 хв;

- якщо протягом 15-хвилинної витримки об'єм витісненої води перевищив 0,9 см , необхідно провести витримку тривалістю 60 хв і при цьому реєструвати обсяги витісненої води з інтервалами 5 хв, щоб отримати характеристику витоку, як зазначено в 7.3.2.

6 Підготовка зразків з'єднань до випробувань

6.1 Загальні цілі випробувань з'єднань

При даному методі випробувань вибір та контроль зразків сполук мають вирішальне значення, оскільки метод заснований на оцінці зразка з'єднання найгіршої конструкції з точки зору комбінації зазорів та інших параметрів, а не випадковому відборі одного зразка з безлічі зразків. При цьому оцінюють працездатність з'єднання з урахуванням точності розмірів, механічних властивостей, моменту згвинчування, виду та кількості різьбового мастила. Граничні відхилення розмірів встановлені з урахуванням експлуатаційних характеристик з'єднання, виробничих можливостей та вартості виробництва. Важливо розуміти, що дані випробування не можуть бути статистичною базою для аналізу ризиків.

Зразки сполук з найгіршою комбінацією параметрів виготовляють та випробовують з урахуванням даних креслень, планів контролю якості, правил експлуатації та моментів згвинчування, зазначених у посібниках з випробувань та контролю якості. У таблиці 2 наведені загальні цілі випробувань кожного зразка, а в таблиці 3 - вказівки на вибір зразків для випробування завзятих з'єднань з ущільненням метал-метал і конічним різьбленням. Зразки з'єднання повинні відповідати зазначеним цілям випробувань. Для сполук з ознаками, не включеними до таблиці 3, необхідно самостійно визначити та документувати найгіршу комбінацію, яка буде використана для випробувань.


Таблиця 2 - Цілі випробування зразків з'єднань для різних рівнів CAL

Таблиця 3 — Вибір зразків для випробування наполегливих з'єднань з ущільненням метал-метал та конічним різьбленням

6.2 Ідентифікація та маркування зразків з'єднань

Кожен зразок з'єднання необхідно маркувати такими даними (див. рис. 11):

a) номер зразка з'єднання (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 або 8) повинен бути зазначений на ніпельних та розтрубних елементах з'єднання, у тому числі на муфті (за її наявності);

b) після номера зразка з'єднання необхідно вказати позначення елемента (A або B);

c) на кінцях муфти також необхідно вказати їхнє позначення (A або B);

d) замінені або піддані додаткової механічної обробки зразки з'єднання після позначення A або B позначають R1 після першого доопрацювання, R2 після другого доопрацювання і т.д.

6.3 Підготовка зразків з'єднань

6.3.1 Додаткова та міжопорна довжина зразків

Зразки з'єднань необхідно підготувати таким чином, щоб кожен з елементів, що з'єднувалися, мав:

а) мінімальну міжопорну довжину (див. рисунок 11), що розраховується за формулою

, (4)

де D – номінальний зовнішній діаметр труби;

t – номінальна товщина стінки труби.

b) додаткову довжину під заглушку та (або) кріплення;

c) необхідно розмітити зразки для можливості вимірювання довжин , , та внести ці довжини у форму C.3.

Рисунок 11 — Позначення та міжопорна довжина елементів зразка з'єднання

Номер зразка з'єднання, що складається з цифр: 1, 2, 3 тощо і літер A або B, що позначають елемент зразка з'єднання або сторону муфти.

- Мінімальна міжопорна довжина елемента з'єднання, рівна ( +6 ), див. 6.3.1.

1 - кінцеве кріплення; 2 - тензодатчики для вимірювання вигину; 3 — мінімальна відстань між тензодатчиками та кінцем з'єднання, що дорівнює 3 (при мінімальній відстані між тензодатчиками та кінцевим кріпленням, що дорівнює ( +3 )); 4 - ніпельний елемент; 5 - розтрубний елемент

Рисунок 11 — Позначення та міжопорна довжина елементів зразка з'єднання

6.3.2 Труби та трубні заготовки для муфт

Зразки з'єднання виготовляють механічною обробкою труб та трубних заготовок для муфт відповідно до стандартної практики нарізування різьби наступним чином:

a) виготовляють з'єднання для труб з висадженими кінцями таких труб;

b) виготовляють з'єднання для труб з каліброваними кінцями;

c) виготовляють з'єднання для труб без формозміни кінців.

Допускається, хоч це і небажано, виготовляти зразки з'єднань з вихідних заготовок шляхом механічної обробки кінця труби, відтворюючи форму виробу. Якщо потовщений кінець елемента з'єднання отримують не висадкою, а механічною обробкою, то форма кінця, яку зазвичай отримують не механічною обробкою, і довжина цього кінця повинні бути мінімальними виробником, що допускаються. У таких випадках у звітах з випробувань необхідно зазначити, що зразки з'єднання виготовлені механічною обробкою з трубних товстостінних заготовок.

6.3.3 Вимоги до матеріалу

Для кожної групи зразків:

a) вихідні заготівлі для елементів A та B мають бути з однієї партії;

b) вихідні трубні заготовки для муфт мають бути з однієї партії;

c) у розтрубних з'єднаннях ніпельний та розтрубний елементи повинні бути з однієї партії труб;

d) властивості матеріалу кожної вихідної заготівлі визначають відповідно до 5.6;

e) всі матеріали повинні відповідати встановленим вимогам;

f) загальний інтервал вимірюваних значень межі плинності вихідної труби за кімнатної температури не повинен перевищувати 70 МПа;

g) середнє значення межі плинності вихідних труб повинне бути в інтервалі 70 МПа;

h) середнє значення межі плинності трубних заготовок для муфт не повинно перевищувати мінімального середнього значення межі плинності труб більш ніж на 35 МПа;

i) якщо труби та муфта виготовлені не з однієї марки сталі, то різниця меж плинності встановлюється за погодженням;

j) фактична мінімальна товщина стінки тіла труби не повинна перевищувати номінальної товщини стінки випробуваної труби.

6.3.4 Реєстрація даних

Усі дані необхідно вказати у переліку даних щодо властивостей матеріалу (форма C.1).

6.4 Механічна обробка зразків з'єднань

Зразки з'єднань виготовляють відповідно до плану контролю процесу, розробленого виробником. Граничні відхилення розмірів зразків з'єднання відповідно до 6.6.

Профіль різьблення першого зразка з'єднання або еквівалентний збільшений відбиток профілю (збільшення не менше 20 ) повинні відповідати вимогам до розмірів зразка з'єднання, вказаних на кресленні. Перш ніж розпочати виготовлення зразка, необхідно перевірити виріб, що представляє початок партії, на повну відповідність вимогам креслення з'єднання. Профіль різьблення або еквівалентний збільшений відбиток профілю повинен бути наведений у докладному звіті виробника з випробувань з'єднання.

У зоні ущільнення необхідно виміряти шорсткість поверхні відповідно до вимог креслення з'єднання та внести її до звіту з випробувань. Вимірювання проводять після механічної обробки та до обробки поверхні їх результати повинні відповідати зазначеним на кресленні.

Вибрана обробка поверхні ніпельного та розтрубного елементів повинна відповідати реальній обробці поверхні елементів з'єднання. За узгодженням, особливо щодо матеріалів, чутливих до заїдання, обробка поверхні ніпельного і розтрубного елементів повинна бути на мінімальній (або максимальній) межі поля відхилень залежно від того, що створює складніші умови для з'єднання.

Якщо зразок з'єднання отримав пошкодження ще до закінчення випробувань, замість цього виготовляють інший зразок. Виготовлення і згвинчування цього зразка, що замінює, проводиться з тими ж граничними відхиленнями, що і пошкодженого зразка, після чого необхідно повторити весь обсяг випробувань, необхідний для вихідного зразка. Після першого доопрацювання з'єднання, що замінює або доопрацьоване, маркують знаком R1 після літер A і B, після другої доопрацювання - знаком R2 і т.д.

Усі дані, які мають бути внесені до переліку даних за розмірами з'єднання (форма C.3), можуть бути зазначені у відсотках від граничних відхилень вимірюваного розміру, наприклад, 9% є мінімальним значенням поля граничних відхилень розміру, а 100% – максимальним значенням поля граничних відхилень. При цьому фактичні значення повинні бути зареєстровані в документах виробника. Необхідно враховувати, що 50% є серединою поля граничних відхилень. Овальність основного ущільнення з'єднання вказується у вигляді числового значення або у відсотках.

6.5 Граничні відхилення розмірів при механічній обробці

6.5.1 Вибір найгіршого поєднання розмірів

Конкретні розміри з'єднання, одержувані механічною обробкою, залежить від виду з'єднання. За сполуками з характеристиками, не зазначеними в таблиці 3, або іншими рекомендованими граничними відхиленнями, виробник повинен подати об'єктивні свідчення того, що випробуванню піддається з'єднання з комбінацією граничних значень розмірів, при якій мають місце найгірші експлуатаційні характеристики, що може бути визначено аналітичним, розрахунковим (наприклад методом кінцевих елементів) та (або) експериментальним шляхом, наприклад за допомогою тензодатчиків. При виборі найгіршої комбінації розмірів виробник повинен брати до уваги мінімальну та максимальну межі контактного тиску в локальному ущільненні, сумарне контактне навантаження та сумарну активну довжину контакту в ущільненні, на що впливають параметри механічної обробки. У муфтових різьбових з'єднаннях сторони A та B повинні бути механічно оброблені до отримання однакових розмірів.

При виборі найгіршої комбінації розмірів при механічній обробці, серед інших, мають значення граничні відхилення наступних параметрів:

a) діаметри ущільнень;

b) конусність різьблення;

c) ширина торця ніпельного елемента;

d) діаметри різьблення;

e) шорсткість поверхні.

6.5.2 Приклад вибору граничних відхилень розмірів при механічній обробці

Як приклад наведемо наполегливе з'єднання з конічним різьбленням, ущільненням метал-метал і наполегливим торцем на ніпельному елементі. У таблиці 4 наведені комбінації діаметрів ущільнення та різьблення, конусності різьблення та моментів остаточного згвинчування, при яких має місце найгірша комбінація параметрів, що відповідає меті випробування за таблицею 2. У даному випадку виробник повинен виготовити елементи з'єднання з граничними відхиленнями розмірів, зазначеними якщо тільки аналіз 6.5.1 не покаже, що необхідно відчувати з'єднання з іншими граничними відхиленнями.


Таблиця 4 - Граничні відхилення розмірів при механічній обробці

6.6 Вимоги до граничних відхилень розмірів при механічній обробці

Граничні відхилення розмірів зразків з'єднань повинні відповідати зазначеним у таблиці 4.

6.7 Завзятий торець з канавками

При випробуваннях упорних з'єднань на упорному торці ніпельного елемента A (торця B розтрубного з'єднання) зразків з'єднань 1, 2, 3 і 4 (крім зразка 4 для CAL I) виконуються канавки відповідно до рисунка 12, які імітують можливі пошкодження при експлуатації з'єднань у польових умовах. Канавки виконують перед першим згвинчуванням зразка з'єднання. Якщо це узгоджено, канавки можуть бути виконані на торцях інших зразків з'єднань.

Малюнок 12 - Канавки на завзятому торці

1 - канавка глибиною не менше 0,2 мм; 2 - канавка глибиною не менше 0,2 мм на протилежному боці; 3 - завзятий торець; 4 - витки різьблення

Примітка — Кромки канавок 1 і 2 необхідно заокруглити, щоб уникнути заїдання. Канавки не повинні виходити за кромки металу на завзятому торці ніпельного елемента.

Малюнок 12 - Канавки на завзятому торці

При випробуваннях із ущільненнями іншого типу наявність канавок на завзятому торці є предметом узгодження. До повного звіту про випробування з додатком D, а також до більш короткого зведеного звіту з додатка E необхідно включити обґрунтування відсутності канавок. Однак у тому випадку, коли допускається обробка упорного торця в польових умовах, на зразках 1, 2, 3 та 4 (за винятком зразка 4 для CAL I) повинні бути виконані канавки.

7 Процедури випробувань

7.1 Основні положення

При наведених нижче процедурах випробувань з'єднання з найгіршою конструкцією піддають дії області випробувальних навантажень і граничних навантажень для тіла труби або з'єднання (що менше).

У таблиці 5 наведено перелік випробувальних процедур для кожного зразка з'єднання відповідно до цілей випробування за таблицею 2 та з урахуванням натягу по ущільненню, умовами згвинчування-розгвинчування, а також випробувань серій A, B або C (термічними циклами) та LL (граничними навантаженнями до руйнування). У таблиці 5 наведено також докладніші відомості для з'єднань МТС (з'єднання з ущільненням метал-метал).


Таблиця 5 — Опис зразка з'єднання та перелік випробувань завзятих з'єднань з конічним різьбленням та ущільненням метал-метал

7.2 Випробування на свинчування-розгвинчування

7.2.1 Сутність випробувань

Усі початкові та проміжні звинчування при випробуваннях MBG та RRG повинні виконуватися до максимального моменту звинчування за мінімальної кількості різьбового мастила. Остаточне звинчування перед випробуванням по області випробувальних навантажень виконується при максимальній кількості мастила, нанесеного на всі з'єднання, а момент звинчування повинен при цьому відповідати даним таблиці 5. При випробуванні з'єднань з ущільненням по різьбленню (з'єднання TSC) з мінімальною кількістю різьбового мастила та з додатком мінімального моменту згвинчування.

До остаточного звіту необхідно включити оцінку заїдання з додаванням фотографій місць заїдання до та після ремонту після першого заїдання, відремонтованих поверхонь після наступного розгвинчування та після остаточного розгвинчування.

За видами сполук, не включеними до таблиці 5, виробник повинен самостійно вибрати кількість мастила та величину моменту згвинчування відповідно до цілей, встановлених таблицею 2. З'єднання з ущільненням з різьблення та з'єднання великого діаметра можуть випробовуватися з використанням відповідних даних таблиці 5.

Усі елементи A звинчують лише один раз (MU), як зазначено у 7.2.2. Всі елементи B остаточно згвинчують (FMU), як зазначено в 7.2.5, проте деякі зразки випробовують на згвинчування та розгвинчування відповідно до 7.2.3 (MBG) та 7.2.4 (RRG).

7.2.2 Згвинчування (MU) елементів A

Усі елементи A зразків згвинчують, як зазначено нижче:

a) загальні вказівки з свинчування та розгвинчення див. у 5.7, при цьому в переліку даних за геометричними параметрами зразка (форма C.3) вказують відповідні дані;

b) елементи з'єднання повинні бути чистими та сухими, необхідно зареєструвати масу нанесеного на них різьбового мастила;

c) згвинчують сполуки відповідно до зданих таблиці 5 з нанесенням зазначеної кількості мастила та додатком зазначеного моменту згвинчування (див. примітку);

d) у переліку даних з свинчування та розгвинчування (форма C.2) та даних за геометричними параметрами зразка (форма C.3) вказують результати даного випробування.

Примітка — Розтрубні з'єднання мають елементи B і не мають елементів A.

7.2.3 Випробування елементів B на заїдання при згвинчуванні-розгвинчуванні (MBG)

Це випробування виконується так:

a) загальні вказівки звинувачення-розвинчування див. в 5.7, при цьому в переліку даних за геометричними параметрами зразка (форма C.3) вказують відповідні дані;

b) елементи з'єднання повинні бути чистими та сухими, необхідно зареєструвати масу нанесеного на них різьбового мастила;

c) після кожного розгвинчування необхідно очистити, оглянути та сфотографувати ніпельний та розтрубний елементи відповідно до 5.7. Після першого та останнього розгвинчування результати записують у перелік даних за геометричними параметрами зразка (форма C.3). Результати випробування записують також у перелік даних зі звинчування та розгвинчування (форма C.2);

d) елемент зразка 4В з'єднань CAL II і CAL III та елементи зразків 4B, 7B і 8B зразків CAL IV згвинчують і розгвинчують дев'ять разів при випробуванні з'єднань насосно-компресорних труб і двічі при випробуванні з'єднань обсадних труб. Елемент 3B зразка CAL I згвинчують та розгвинчують дев'ять разів при випробуванні з'єднань насосно-компресорних труб та двічі при випробуванні з'єднань обсадних труб. Усі згвинчування виконують з тією кількістю різьбового мастила та таким моментом згвинчування, які вказані в таблиці 5. Про остаточне звинчування див. 7.2.5.

7.2.4 «Кругове» випробування елементів B на заїдання при згвинчуванні-розгвинчуванні

Випробування елементів 2B, 3B, 5B та 6B виконується наступним чином:

a) загальні вказівки звинувачення та розгвинчування див. у 5.7, при цьому в переліку даних за геометричними параметрами зразка з'єднання (форма C.3) вказують відповідні дані;

b) елементи з'єднання повинні бути чистими та сухими, необхідно зареєструвати масу нанесеного на них різьбового мастила;

c) після кожного розгвинчування необхідно очистити, оглянути та сфотографувати ніпельний та розтрубний елементи відповідно до 5.7. Після першого та останнього розгвинчування результати записують у перелік даних за геометричними параметрами зразка з'єднання (форма C.3). Результати випробування записують також у перелік даних зі звинчування та розгвинчування (форма C.2);

d) при випробуванні з'єднань обсадних та насосно-компресорних труб на рівні CAL III та CAL IV згвинчують та розгвинчують елементи зразків 2B, 3B, 5B та 6B. Згвинчування та розгвинчування з'єднань насосно-компресорних труб виконують чотири рази таким чином, щоб усі чотири ніпельні елементи звинчувалися з усіма чотирма розтрубними елементами. Згвинчування та розгвинчування з'єднань обсадних труб виконують двічі, згвинчуючи разом елементи 2B та 5B та елементи 3B та 6B. З'єднання CAL II насосно-компресорних труб згвинчують і розгвинчують чотири рази, обсадних труб - двічі, згвинчуючи елементи 2B і 3B. Кількість різьбового мастила та момент згвинчування повинні відповідати даним таблиці 5. Про остаточне звинчування див. 7.2.5.

7.2.5 Остаточне свинчування (FMU) елементів B

Це випробування виконується так:

a) загальні вказівки з свинчування та розгвинчення див. у 5.7, при цьому в перелік даних за геометричними параметрами зразка (форма C.3) записують відповідні дані;

b) з'єднання повинні бути чистими та сухими, необхідно зареєструвати масу нанесеного різьбового мастила;

c) згвинчують усі сполуки відповідно до даних таблиці 5 з нанесенням зазначеної кількості різьбового мастила та додатком зазначеного моменту згвинчування;

d) результати випробування записують до переліку даних з свинчування та розгвинчування (форма C.2), а також у перелік даних за геометричними параметрами зразка (форма C.3).

7.3 Випробування при комбінованих навантаженнях

7.3.1 Розрахунок галузі випробувальних навантажень

Для забезпечення несучої здатності тіла труби та працездатності критичного перерізу з'єднання випробування зразків за цим стандартом проводять при таких високих навантаженнях або комбінаціях навантажень, наскільки це практично безпечно. У зв'язку з цим при виборі області випробувальних навантажень та граничного навантаження для кожного зразка використовують такі показники:

a) Межа плинності.

Використовують мінімальну фактичну межу плинності вихідної заготовки для кожного з'єднання. Однак за погодженням може використовуватися вище значення межі плинності, наприклад, середнє значення для вихідної заготівлі, а не мінімальне значення.

b) Зовнішній та внутрішній діаметр.

Для розрахунку може використовуватись номінальний зовнішній діаметр або фактичний середній зовнішній діаметр. Внутрішній діаметр розраховують за мінімальною товщиною стінки (перерахування c)).

c) Товщина стінки тіла труби та товщина стінки у критичних перерізах з'єднання.

Для розрахунку використовують фактичну мінімальну товщину стінки тіла труби, так в перерізах з'єднання.

Для випробування з'єднань, які повинні мати рівну міцність з тілом труби, область випробувальних навантажень для тіла труби повинна бути найменшою з розрахованих з використанням:

- фактичної мінімальної межі плинності, мінімальної товщини стінки (але не більше 95% номінальної товщини стінки труби) та зовнішнього діаметра елемента A;

- фактичної мінімальної межі плинності, мінімальної товщини стінки (але не більше 95% номінальної товщини стінки труби) та зовнішнього діаметра елемента B;

- фактичної мінімальної межі плинності матеріалу муфти (95% номінальної товщини стінки труби та номінального зовнішнього діаметра труби). Розрахунок проводиться за рівняннями для тіла труби таким чином, якби труба мала межу плинності матеріалу муфти.

Для випробування з'єднань, які повинні бути менш міцними, ніж тіло труби, в якомусь квадранті області випробувальних навантажень, виробник повинен самостійно встановити методи визначення навантажень для випробування в цьому квадранті. Якщо з'єднання має бути менш міцним, ніж тіло труби під час стиснення, то випробування повинні включати вплив внутрішнього тиску (якщо необхідно, і зовнішнього тиску), що досягає 95% VME (або встановленої межі тиску).

Слід зазначити, що випробування в квадрантах II і III зазвичай вимагають спеціальних кріплень, щоб уникнути опукування.

7.3.2 Сутність випробування

При випробуванні при комбінованих навантаженнях загальне осьове зусилля є сумою осьового навантаження від навантажувального пристрою і осьового навантаження від тиску (за його наявності). Крім даних, необхідних відповідно до цього стандарту, виробник повинен зареєструвати та вказати у звіті інші відомості, які він вважатиме суттєвими для цього випробування. Для реєстрації витоків, що виникли під час випробування, використовують форму C.5 - перелік даних щодо витоків з'єднання.

Відлік витримок за таблицями 6, 7 та 8 починається з моменту досягнення та стабілізації заданих значень навантаження, тиску та температури. При появі витоку витримка під тиском даного етапу має тривати щонайменше одну годину, щоб мати можливість оцінити характеристики витоку. Середній темп витоків реєструють за кожні наступні 15 хв, а при витримці протягом 1 години - за кожні 5 хв.

Перед проведенням випробувань серії A і B всі зразки, крім зразків сполук CAL I, витримують протягом 12 год при мінімальній температурі згідно з даними таблиці 1. Така процедура:

a) зменшує виділення газів з різьбового мастила при подальшому випробуванні, що могло б бути прийняте за витік;

b) створює найгірші умови для різьбового мастила.

Випробування може бути перервано у будь-який момент часу шляхом зняття всіх навантажень, наприклад, на ніч або для ремонту обладнання. Після цього випробування має бути відновлено на тому ж етапі додатку навантажень, на якому його було перервано. Допускається одночасне випробування серіями з кількох зразків. Однак при цьому повинні бути додані найбільші навантаження з необхідних для кожного зразка серії.

7.3.3 Випробування серії A — Розтягування/стиск та внутрішній/зовнішній тиск (насосно-компресорні та обсадні труби)

Зразки з'єднання (див. таблицю 1) піддають наступним діям:

a) визначають осьові навантаження для витримки за рисунками 13, 14 та таблиці 6;

b) визначають внутрішній тиск для точок витримки під навантаженням на рисунках 13, 14 та таблиці 6;

c) визначають зовнішній тиск для витримки під навантаженням на рисунках 13, 14 та таблиці 6;

d) проводять випробування відповідно до вказівок, наведених у 5.9, 5.10 та 5.11 та відповідно до рисунків 13, 14 та таблиці 6;

e) результати випробування записують у перелік даних про витіснений об'єм води (форма C.6) та перелік даних щодо витоку сполуки (форма C.5).


Таблиця 6 - Етапи навантаження при випробуваннях серії A (див. малюнок 13 або 14) - Випробування в квадрантах I, II, III і IV (без вигину) при кімнатній температурі

Рисунок 13 — Етапи навантаження для випробувань серії A з'єднання з міцністю при стисканні не нижче міцності тіла труби

Точки навантаження позначені цифрами дрібнішого шрифту.

1 - область випробувальних навантажень, що відповідає 100% від межі плинності VME для тіла труби; 2 - область випробувальних навантажень, що відповідає 95% від межі плинності VME для тіла труби; 3 — проміжне навантаження, що рекомендується, між етапами 1 і 2

Примітка — Етапи навантаження: проти годинникової стрілки, по ходу годинникової стрілки і проти годинникової стрілки. Таким чином, здійснюють три механічні цикли. Для з'єднань, рівноміцних при стисканні з тілом труби, точки 8 та 9 однакові. У точках 10 і 11 не потрібно більш високий тиск, ніж у точці 12. Точки 10-14 зазвичай визначаються зминанням тіла труби, а не плинністю матеріалу труби під напругою VME.

• Tweet

• Телефон у Саарбрюкен: +49 (681) 969-83-110
  E-mail:
• Телефон у Базелі: +41 615 100-612
  E-mail:
• Телефон у Форбах: +33 7 555 39 602
  E-mail:
• Телефон у Таллінн: +372 880 7922
  E-mail:
• Телефон у Києві: +38 (044) 392-21-55
  E-mail:

• Оплата On-line
• Калькулятор металопрокату

оплата ON-LINE

Легкий спосіб оплатити ваше замовлення

Платіть у рублях чи гривні? Можна по Ощадбанку або Приватбанку. передзвоніть для реквізитів

дол. руб. Євр. Грн.

• Нікелеві сплави
  • Ніхром, фехраль, термопари
  • Прецизійні сплави
  • Європейські спецсталі
  • Гост спецсталі
• Титан
  • Титановий прокат
  • ГОСТи титану
  • Титан Європа
• Бронза, латунь, мідь та сплави
  • Бронзовий прокат
  • Європейські бронзи, сплави міді
  • Мідно-нікелеві сплави
  • Мідний прокат
  • Прокат латунний
  • Європейська латунь
• Рідкісні та тугоплавкі метали
  • Вольфрам
  • Молібден
  • Прокат рідких металів
  • Рідкісні метали
  • Лантаноїди
• Нержавіюча та легована сталь
  • Порошки кольорових металів
  • Прокат нержавіючий
  • Жароміцна нержавіюча сталь
  • Аустенітна сталь
  • Феритні сталі
  • Дуплексна сталь
  • ГОСТи спеціальних сталей
  • Інструментальна сталь
• Кольорові метали
  • Алюмінієвий прокат
  • Дюралевий прокат
  • Європейський алюміній
  • Бабіти
  • Припій
  • Олово
  • Свинець

© 2007–2024. Компанія «Auremo».

Рекивізити

AGB

Повідомлення про відкликання

Захист даних

Карта сайту

Дизайн сайту — Fresh