Приложение K (справочное). Испытание уплотнительных свойств резьбовых смазок для резьбовых соединений обсадных и насосно-компрессорных труб и труб для трубопроводов в газовых и жидких средах

Приложение K
(справочное)

Испытание уплотнительных свойств резьбовых смазок для резьбовых соединений обсадных и насосно-компрессорных труб и труб для трубопроводов в газовых и жидких средах

K.1 Общие положения

Изготовитель резьбовых смазок несет ответственность за определение уплотнительных свойств резьбовых смазок. Поскольку в промышленности нет общепринятого мнения, изготовителям и заказчикам рекомендуется продолжать разработку методов испытаний для определения уплотнительных свойств резьбовых смазок до получения общепризнанных результатов. Минимальные требования к условиям проведения испытаний приведены в K.3.

K.2 Промышленные испытания

В настоящее время единственно надежными методами получения необходимой информации являются испытания на полноразмерных образцах резьбовых соединений в виде конкретных систем резьбовая смазка - резьбовое соединение, описанные в [6] или [11]. Они содержат описание испытаний для оценки уплотнительных свойств резьбовых смазок в газовых и жидких средах на полноразмерных образцах резьбовых соединений. Было предпринято множество попыток разработать методику лабораторных испытаний для оценки уплотнительных свойств резьбовых смазок для резьбовых соединений насосно-компрессорных и обсадных труб. В период с 1957 по 1993 год было предпринято не менее одиннадцати попыток разработать методику испытаний уплотнительных свойств резьбовых смазок на модельных образцах. Ни одна из одиннадцати разработанных методик не была принята ни изготовителями, ни заказчиками резьбовых смазок. Эти попытки показали, что разработка методики испытаний уплотнительных свойств резьбовых смазок на модельных образцах является очень трудной задачей.

В последней попытке институтом API для испытаний была использована спиральная проточка, имитирующая зазоры упорной резьбы API. Была выявлена нестабильность результатов испытаний, причиной которой могли стать как колебание размера частиц в резьбовой смазке, так и сама методика испытания. Дальнейшее развитие этой методики могло бы выявить его позитивную способность дифференцировать разные резьбовые смазки. Однако эта методика не учитывала влияние на уплотнительные свойства резьбовых смазок способности твердых частиц к истиранию.

Примечание - Методика испытаний API на полноразмерных образцах, которая упоминается в некоторых разделах, предусматривает завинчивание образца на определенное число оборотов после начального контрольного эталонного крутящего момента при свинчивании контрольных образцов с 8-ниточной резьбой. Результаты промышленных испытаний, проведенных в рамках исследовательского проекта API в 1997 году [15], показали, что в тех случаях, когда резьбовые смазки значительно отличаются по трибологическим свойствам и (или) составу (например, по виду твердых наполнителей, размеру частиц, объемному содержанию), при приложении контрольного эталонного крутящего момента разница в начальном положении свинчивания или натяге элементов испытуемого соединения может быть значительной (один полный оборот или более). Эта разница в начальном натяге приводит к возникновению аналогичной разницы в положении при окончательном сопряжении. Важно, чтобы любые сравнительные испытания резьбовых смазок по определению трибологических свойств или уплотнительных свойств в жидких и газовых средах выполнялись при одинаковом положении окончательного свинчивания с учетом допустимых API предельных отклонений. Это связано с тем, что степень сопряжения элементов резьбового соединения влияет как на стойкость к смятию, так и на герметичность резьбового соединения. В упомянутом выше исследовательском проекте начальный контрольный эталонный натяг был установлен по контрольной эталонной смазке (приложение B). Образец испытуемого резьбового соединения с каждой из испытуемых резьбовых смазок сначала свинчивался до эталонного натяга, после чего проводилось довинчивание на заданное число оборотов до положения окончательного свинчивания.

Более подробную информацию, включая сравнение характеристик резьбовой смазки контрольного эталонного состава и модифицированной резьбовой смазки API серийного состава, можно найти в итоговом отчете по результатам упомянутого исследовательского проекта.

K.3 Условия проведения испытаний

Испытание для проверки соответствия резьбовой смазки требованиям настоящего стандарта должно предусматривать, по крайней мере, проведение следующих действий:

a) создание испытательного давления сухим азотом. Образец испытуемой трубы должен выдерживать максимальное испытательное давление 70 МПа в течение не менее 8 ч;

b) выявление утечек по образованию "пузырьков" в соответствии с [6] или [11]. Скорость утечки может контролироваться визуально, при регистрации времени завершения выделения газа, или иным подобным способом, позволяющим определить скорость выделения газа в кубических сантиметрах в минуту;

c) создание необходимого давления в соответствии с рисунком K.1 начиная с 7,0 МПа, с шагом 7,0 МПа, с выдержкой не менее 15 мин после каждого повышения давления. Максимальное испытательное давление должно быть равным 70 МПа или должно быть согласовано между заказчиком и изготовителем. Максимальное давление (наблюдение за которым в течение первых 15 мин должно быть непрерывным) должно поддерживаться в течение не менее 8 ч;

d) ведение журнала регистрации по форме, приведенной на рисунке K.2, и получение непрерывной диаграммы испытательного давления за все время испытания;

e) предварительное проведение испытаний под контрольным давлением с применением резьбовой смазки контрольного эталонного состава (см. приложение B) до проведения аттестационных испытаний резьбовой смазки;

f) сохранение результатов испытаний, включая данные журнала и непрерывной диаграммы.

X - выдержка в минутах; Y - давление в МПа; 1 - выдержка при максимальном давлении в течение 8 ч

Рисунок K.1 - График испытания уплотнительных свойств резьбовой смазки

Время, мин	Давление, МПа	Выделение газа	Примечания

Рисунок K.2 - Пример оформления журнала для регистрации результатов испытаний уплотнительных свойств резьбовой смазки