Способ неразъемного резьбового соединения трубчатых элементов

Изобретение относится к области машиностроения. Перед операцией свинчивания смазанных по резьбе отверждающимся связующим составом сопрягаемых элементов неразъемного резьбового соединения между торцевыми поверхностями сопрягаемых элементов устанавливают упругий элемент с возможностью регулирования величины усилия в резьбе для создания оптимальных режимов склеивания. Изобретение обеспечивает герметичность неразъемного резьбового соединения трубчатых элементов, выдерживающего избыточное давление до 40 МПа в широком диапазоне температур.

 

Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться для обеспечения герметичности неразъемного резьбового соединения трубчатых элементов, выдерживающего избыточное давление до 40 МПа (400 кгс/см²) в широком диапазоне температур.

Известно техническое решение, обеспечивающее резьбовое соединение труб с помощью муфты (а.с. СССР №481745, F 16 L 15/00, 1972), на торцах которой с целью повышения герметичности выполнены кольцевые проточки, в которые помещены уплотнительные кольца.

Недостатком данного технического решения является наличие дополнительного элемента - муфты, изготовление которой требует временных и материальных затрат, а также рассматриваемое резьбовое соединение труб недостаточно надежно для создания герметичного резьбового соединения трубчатых элементов с требуемой прочностью из-за отсутствия клея в межрезьбовом зазоре. Отсутствие клея в резьбовых соединениях является также причиной повышения трудоемкости изготовления сопрягаемых деталей, так как сужаются допуски на геометрические размеры и возрастают требования к степени шероховатости.

За прототип взят наиболее близкий по технической сущности способ соединения трубчатых элементов на резьбе (а.с. СССР №642565, F 16 L 25/00, 1977), включающий в себя операцию перемещения одного из элементов соединения по винтовой траектории с шагом резьбы элементов и одновременную подачу под давлением высоковязкой жидкости в межрезьбовой зазор между сопрягаемыми элементами.

Недостаток известного способа соединения трубчатых элементов на резьбе заключается в том, что подача высоковязкой жидкости в межрезьбовой зазор между элементами происходит под давлением, для чего необходимо изготовление или применение сложной и дорогостоящей оснастки.

Задача изобретения - обеспечение герметичности неразъемного резьбового соединения трубчатых элементов, выдерживающего избыточное давление до 40 МПа (400 кгс/см²) в широком диапазоне температур.

Для создания герметичного резьбового соединения трубчатых элементов с требуемой прочностью нужно провести обезжиривание, смазывание отверждающимся связующим составом резьбовых поверхностей сопрягаемых элементов и их свинчивание; при этом необходимо обеспечить наличие оптимального межрезьбового зазора (0,05-0,2) мкм. При выполнении перечисленных условий выход годных изделий составляет до 40% ввиду потери герметичности при давлении свыше 10 МПа (100 кгс/см²), а также после воздействия температуры минус 60°С из-за неравномерного распределения отверждающегося связующего состава в межрезьбовом зазоре, а также из-за деформации витков резьбовых поверхностей сопрягаемых элементов.

Еще одним важным технологическим параметром для обеспечения герметичности неразъемного резьбового соединения трубчатых элементов с помощью операции склеивания сопрягаемых деталей является давление склеивания, которое создается для фиксации склеиваемых деталей, для обеспечения полноты контакта между склеиваемыми поверхностями и клеем и для улучшения текучести и смачивания.

Выполнение задачи достигается выполнением способа, который включает в себя следующие операции: обезжиривание, смазывание отверждающимся связующим составом резьбовых поверхностей сопрягаемых элементов, установку между торцевыми поверхностями сопрягаемых элементов упругой прокладки, которая обеспечивает при соединении резьбовых поверхностей трубчатых элементов герметичный клеевой шов и давление склеивания в резьбовой части соединения, и свинчивание резьбовых поверхностей сопрягаемых элементов. При этом межрезьбовой зазор сопрягаемых поверхностей составляет (0,05-0,2) мкм, а торцевая поверхность одного из элементов имеет скос 5°...7°, обеспечивая равномерное расположение упругой прокладки при сжатии. При свинчивании упругий элемент сжимается, и возникает усилие в резьбе, причем величину усилия можно регулировать для исключения деформации витков резьбовых поверхностей. Установка упругого элемента позволяет также обеспечивать давление склеивания за счет дополнительной герметизации межрезьбового объема.

При этом выход годных изделий, соединенных предлагаемым способом, после испытания на герметичность при воздействии избыточного давления до 40 МПа (40 кгс/см²), а также после воздействия температуры минус 60°С составляет почти 100%.

Предложенный способ неразъемного герметичного резьбового соединения трубчатых элементов проверен в серийном производстве при изготовлении электроизоляционного фитинга, подтверждена герметичность клеевого шва в широком диапазоне температур и повышенной влажности до 93% при воздействии избыточного давления до 40МПа (400 кгс/см²). Максимальное давление, которого удалось достичь при испытаниях с использованием различных клеевых составов, составило 80 МПа (800 кгс/см²), что дополнительно подтверждает прочность клеевого шва и преимущество использования предложенного способа резьбового соединения трубчатых элементов.

Заявляемый способ неразъемного резьбового соединения может применяться на трубопроводах для изоляции датчиков давления от защитного потенциала электрохимзащиты трубопровода с различными рабочими средами: воздух, природный конденсат, масло, нефтепродукты (нефть, бензин, керосин и т.п.), - и его защиты от наведенного грозового импульса.

Способ неразъемного резьбового соединения трубчатых элементов, включающий в себя операции: обезжиривание, смазывание резьбовых поверхностей сопрягаемых элементов отверждающимся связующим составом и свинчивание, отличающийся тем, что перед операцией свинчивания между торцевыми поверхностями сопрягаемых элементов устанавливают упругий элемент с возможностью регулирования величины усилия в резьбе для создания оптимальных режимов склеивания.