CN102449471A - 管的螺纹接头的连结状态评价方法、管的螺纹接头的连结方法及管的螺纹接头连结状态评价装置 - Google Patents

管的螺纹接头的连结状态评价方法、管的螺纹接头的连结方法及管的螺纹接头连结状态评价装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种在连结中或者连结后能够简单且精度良好地评价作为油井管等的管的接头使用的螺纹接头的台肩部的连结状态的方法。本发明的管的螺纹接头(10O)的连结状态评价方法的特征在于，从公扣部(1)和母扣部(2)中的任意一者的内表面，经由公扣部(1)和母扣部(2)的台肩部(13、23)，朝向公扣部(1)和母扣部(2)中的任意另一者的内表面发送超声波表面波，基于其透射波强度或者反射波强度，判定螺纹接头(100)的连结状态的好坏。

Description

管的螺纹接头的连结状态评价方法、管的螺纹接头的连结方法及管的螺纹接头连结状态评价装置
技术领域
本发明涉及在连结中或者连结后能够简单且精度良好地评价作为油井管等的管的接头使用的螺纹接头的台肩部的连结状态的方法、使用了该评价方法的管的螺纹接头的连结方法和用于实施该评价方法的管的螺纹接头的连结状态评价装置。
背景技术
以往，作为油井管用的接头，广泛地使用螺纹接头。图1是示意性地表示螺纹接头的一般的结构的轴向剖视图。如图1所示，螺纹接头100包括公扣部(Pin)1和与公扣部1连结的母扣部(Box)2。公扣部1在外表面上具有外螺纹部11、金属密封部12和台肩部13。母扣部2在内表面上具有与公扣部1的各部位相对应的内螺纹部21、金属密封部22和台肩部23。
外螺纹部11和内螺纹部21(以下，将外螺纹部11和内螺纹部21适当地统称为“螺纹部11、21”)通过彼此螺纹结合，发挥连结公扣部1与母扣部2的作用。金属密封部12的外径设为比金属密封部22的内径稍大(该外径与内径的差称为“干涉余量”)。在连结公扣部1与母扣部2时，利用上述干涉余量，在两金属密封部12、22之间的接触部位产生表面压力，并利用该表面压力(接触面压力)良好地保持螺纹接头100的气密性。台肩部13、23通过防止在金属密封部12、22处产生像产生过度的塑性变形那样高的接触面压力、且确保足够的螺纹拧入量，而发挥使螺纹接头100的连结可靠的作用。另外，不仅金属密封部12、22，而且对螺纹部11、21来说，为了使两者的螺纹结合可靠且不易松动，其也具有与金属密封部12、22同样的干涉余量。在该情况下，台肩部13、23还发挥将螺纹部11、21的干涉余量限制在安全范围内，抑制在母扣部2上产生过大的应力的作用。
作为评价具有以上的构造的螺纹接头的连结状态的方法，以往以来，广泛地使用监控在连结螺纹接头时产生的扭矩的变化的方法(例如参照日本特开平10-267175号公报)。图2是说明以往的螺纹接头的连结状态评价方法的说明图。如图2所示，随着螺纹接头的连结依次进行，由于由螺纹部11、21的干涉、金属密封部12、22的干涉引起的摩擦阻力而产生扭矩。然后，由于台肩部13、23的抵接，扭矩急剧地上升。以往，操作者通过监控该扭矩的变化，判定螺纹接头的连结状态的合格与否。即，在例如扭矩上升至预先设定的阈值以上的情况下，判断为完成了台肩部13、23彼此抵接，并判定为良好地完成了螺纹接头100的连结。
可是，图2所示的以往的评价方法，实际上并不是通过分别单独地测量螺纹部11、21干涉、金属密封部12、22干涉、台肩部13、23抵接的某些物理量而进行评价。终究不过是基于各部位贴紧(干涉或者抵接)可能是产生扭矩的原因这样的过去的经验规则的评价方法。确实如果各部位贴紧(干涉或者抵接)将产生扭矩，但是，由于螺纹部11、21产生粘扣的情况等其他原因也能够产生较大的扭矩，所以只监控扭矩的变化较难精度良好地评价连结状态。
此外，图2所示的以往的评价方法受到如下限制，即，必须在连结螺纹接头的过程中(通过公扣部与母扣部的相对移动而进行连结过程中)连续地监控扭矩(在连结后的公扣部和母扣部处于静止的状态下无法评价连结状态)。
另一方面，对台肩部13、23是否彼此抵接，也是通过在台肩部13、23之间能否插入0.1mm厚的间隙检测器而进行评价。如果，在台肩部13、23之间能够插入0.1mm厚的间隙检测器，则台肩部13、23没有彼此抵接，判定为连结状态不良。
可是，能够插入0.1mm厚的间隙检测器的间隙为0.15mm左右以上的间隙，因此存在无法评价是否产生比0.15mm小的间隙的问题。
此外，为了在0.15mm的间隙中插入0.1mm厚的间隙检测器，需要通过在沿着该间隙的平面上对间隙检测器进行定位并小心谨慎地插入。具体而言，需要从螺纹接头的一侧的开口端将间隙检测器插入接头内(即在螺纹接头的轴向上移动间隙检测器)，在沿着间隙的平面上对间隙检测器进行定位后，在上述平面上朝向间隙移动间隙检测器。因此，花费精力，存在需要时间进行评价的问题。
发明内容
本发明为了解决以上现有技术的问题，课题在于提供在连结中或者连结后能够简单且精度良好地评价作为油井管等的管的接头使用的螺纹接头的台肩部的连结状态的方法、利用了该评价方法的管的螺纹接头的连结方法和用于实施该评价方法的管的螺纹接头的连结状态评价装置。
为了解决上述课题，本发明的发明人进行了专心研究，结果，获得以下的见解。
(1)公扣部的台肩部与母扣部的台肩部之间的接触面压力，根据上述各台肩部的连结状态而变化。具体而言，在公扣部的台肩部与母扣部的台肩部彼此贴紧的状态下，与非贴紧状态相比，接触面压力上升。
(2)两台肩部之间的接触面压力与从公扣部或者母扣部的内表面朝向两台肩部发送的超声波表面波的透射波强度或者反射波强度之间具有相关关系。具体而言，朝向接触面压力高的两台肩部发送的超声波表面波的透射波强度变大，反射波强度变小。反过来，朝向接触面压力低的或者不产生接触面压力(产生有间隙)的两台肩部发送的超声波表面波的透射波强度变小，反射波强度变大。
本发明是基于上述发明人的见解而完成的。
即，本发明提供一种管的螺纹接头的连结状态评价方法，该管的螺纹接头包括：公扣部，具有台肩部并形成有外螺纹部；以及母扣部，具有能够与上述公扣部的台肩部相抵接的台肩部并形成有内螺纹部，该管的螺纹接头通过上述公扣部的外螺纹部与上述母扣部的内螺纹部螺纹结合，连结上述公扣部与上述母扣部，其特征在于，从上述公扣部和上述母扣部中的任意一者的内表面，经由上述公扣部的台肩部和上述母扣部的台肩部，朝向上述公扣部和上述母扣部中的任意另一者的内表面发送超声波表面波，基于该超声波表面波的透射波强度或者反射波强度，判定上述螺纹接头的连结状态的好坏。
根据本发明的评价方法，从构成螺纹接头的公扣部和母扣部中的任意一者的内表面，经由公扣部的台肩部和母扣部的台肩部，朝向公扣部和母扣部中的任意另一者的内表面发送超声波表面波。如上所述，在两台肩部彼此贴紧了的状态下，公扣部的台肩部与母扣部的台肩部之间的接触面压力上升。而且，朝向接触面压力高的两台肩部发送的超声波表面波的透射波强度变大，反射波强度变小，另一方面，朝向接触面压力低的或者不产生接触面压力(产生有间隙)的两台肩部发送的超声波表面波的透射波强度变小，反射波强度变大。因而，利用透射波强度或者反射波强度的大小，能够评价两台肩部之间的接触面压力(间隙)，进而能够判定两台肩部的连结状态的好坏。
本发明的评价方法是基于同公扣部的台肩部与母扣部的台肩部之间的接触面压力具有相关关系的超声波表面波的透射波强度或者反射波强度，对两台肩部之间的接触面压力(间隙)以及连结状态进行评价的方法。另一方面，在上述的以往的评价方法中，没有确定哪个部位的连结状态引起扭矩的变化，又存在粘扣等其他的原因引起扭矩的变化的可能性。因而，根据本发明的评价方法，与以往的评价方法相比，有望能够进行精度良好的评价。
此外，本发明的评价方法是基于与接触面压力具有相关关系的超声波表面波的透射波强度或者反射波强度而评价连结状态的方法。因此，不像以往那样必须在连结螺纹接头的过程中(通过公扣部与母扣部的相对移动而进行连结的过程中)评价连结状态，不仅在连结中而且在连结后的公扣部和母扣部处于静止的状态下也能够进行评价。
而且，在本发明的评价方法中，只要从公扣部和母扣部中的任意一者的内表面，经由公扣部的台肩部和母扣部的台肩部，朝向公扣部和母扣部中的任意另一者的内表面发送超声波表面波，并检测该超声波表面波的透射波强度或者反射波强度即可。具体而言，在检测透射波强度的情况下，在公扣部和母扣部中的任意一者的内表面上载置用于发送超声波表面波的发送用表面波探头，并在公扣部和母扣部中的任意另一者的内表面上载置用于接收超声波表面波的接收用表面波探头。然后，利用接收用表面波探头检测从发送用表面波探头朝向公扣部的台肩部和母扣部的台肩部发送的超声波表面波，并检测其强度即可。此外，在检测反射波强度的情况下，在公扣部和母扣部中的任意一者的内表面上载置用于收发超声波表面波的表面波探头。然后，利用相同的表面波探头检测从该表面波探头朝向公扣部的台肩部和母扣部的台肩部发送且在该台肩部处反射了的超声波表面波，并检测其强度即可。因而，与以往的使用间隙检测器的评价方法花费精力需要时间进行评价相比，根据本发明的评价方法，能够简单地进行评价。
此外，为了解决上述课题，本发明也提供一种作为管的螺纹接头的连结方法，其特征在于，在上述螺纹接头的连结过程中，通过使用上述评价方法而判定连结状态的好坏，并在上述判定的结果为良好的阶段下，完成上述螺纹接头的连结。
而且，为了解决上述课题，本发明又提供一种作为用于实施上述评价方法的管的螺纹接头的连结状态评价装置。
基于透射波强度判定螺纹接头的连结状态的好坏的情况的评价装置的特征在于，包括：长条构件，从上述螺纹接头的一侧的开口端插入到上述螺纹接头内；抵接构件，安装于上述长条构件的插入外露侧，用于抵接在上述开口端上；平板构件，安装于上述抵接构件上，在上述抵接构件抵接在上述开口端上的状态下，该平板构件支承在上述螺纹接头的内表面上；用于发送超声波表面波的发送用表面波探头，以在上述螺纹接头的轴向上转动自如的方式安装在上述长条构件的插入里侧，具有与载置该发送用表面波探头的、上述公扣部和上述母扣部中的任意一者的内表面形状相对应的凸状的接触面；用于接收超声波表面波的接收用表面波探头，以在上述螺纹接头的轴向上转动自如的方式安装在上述长条构件的插入里侧，具有与载置该接收用表面波探头的、上述公扣部和上述母扣部中的任意另一者的内表面形状相对应的凸状的接触面；以及弹性构件，用于对上述发送用表面波探头和上述接收用表面波探头朝向分别载置该发送用表面波探头和接收用表面波探头的上述公扣部或者上述母扣部的内表面施力。
在本发明的评价装置中，根据从螺纹接头的一侧的开口端(例如母扣部的开口端)到台肩部的距离，设定好抵接构件与发送用表面波探头之间的距离以及抵接构件与接收用表面波探头的距离。由此，仅通过将长条构件从螺纹接头的上述开口端插入到螺纹接头内，并将抵接构件抵接在上述开口端上，就能够将发送用表面波探头和接收用表面波探头简单地定位在适当的位置(螺纹接头轴向上的位置)上。接着，在抵接构件抵接在上述开口端上的状态下，如果使平板构件支承在螺纹接头的内表面上(如果将长条构件在螺纹接头的径向上移动至使平板构件的端部接触螺纹接头的内表面)，就会阻止长条构件绕轴向的转动。如果阻止长条构件绕轴向的转动，就会阻止两表面波探头的转动(长条构件绕轴向的转动)，因此使两表面波探头的姿势稳定。
而且，两表面波探头，
(1)以在螺纹接头的轴向上转动自如的方式安装；
(2)具有与载置两表面波探头的公扣部或母扣部的内表面形状相对应的接触面；
(3)利用弹性构件，被朝向载置两表面波探头的公扣部或母扣部的内表面施力，
因此能够简单地实现使两表面波探头之间的接触面在稳定的状态下接触公扣部或母扣部的内表面。
因而，能够抑制超声波在两表面波探头之间的接触面中的传播损失，能够精度良好地评价台肩部的连结状态。
另一方面，基于反射波强度判定螺纹接头的连结状态的好坏的情况的评价装置的特征在于，包括：长条构件，从上述螺纹接头的一侧的开口端插入到上述螺纹接头内；抵接构件，安装于上述长条构件的插入外露侧，用于抵接在上述开口端上；平板构件，安装于上述抵接构件上，在上述抵接构件抵接在上述开口端上的状态下，该平板构件支承在上述螺纹接头的内表面上；用于收发超声波表面波的表面波探头，以在上述螺纹接头的轴向上转动自如的方式安装在上述长条构件的插入里侧，具有与载置该表面波探头的、上述公扣部和上述母扣部中的任意一者的内表面形状相对应的凸状的接触面；以及弹性构件，用于对上述表面波探头朝向载置该表面波探头的上述公扣部或者上述母扣部的内表面施力。
该评价装置除了包括用于收发超声波表面波的表面波探头这点之外，具有与上述评价装置相同的结构，并发挥相同的作用效果。
根据本发明的管的螺纹接头的连结状态评价方法，能够获得以下的优异的效果，即，在连结中或者连结后能够简单且精度良好地评价作为油井管等的管的接头使用的螺纹接头的连结状态。
附图说明
图1是示意性地表示螺纹接头的一般的结构的轴向剖视图。
图2是说明以往的螺纹接头的连结状态评价方法的说明图。
图3表示在使构成螺纹接头的公扣部的各部位与母扣部的各部位彼此贴紧的状态下连结的情况下，利用数值计算，算出两台肩部之间的接触面压力的结果的一例。
图4是说明本发明的评价方法的一例的说明图。
图5是表示截面为矩形状的构件彼此之间的接触面压力与超声波表面波的透射波强度之间的关系的一例的曲线图。
图6是表示用图4所示的方法得到的、两台肩部之间的间隙与超声波表面波的透射波强度之间的关系的一例的曲线图。
图7是示意性地表示用于实施本发明的评价方法的评价装置的一例的结构图。
图8是表示通过使用图7所示的评价装置而得到的、两台肩部之间的间隙与超声波表面波的透射波强度之间的关系的一例的曲线图。
图9是表示通过使用图7所示的评价装置而得到的超声波表面波的透射波强度的测量值的偏差的一例的曲线图。
具体实施方式
以下，一边参照附图，一边对本发明的管的螺纹接头的连结状态评价方法的一实施方式进行说明。
首先，对在想到本发明的过程中本发明人获得的见解进行详细的说明。
本发明的发明人对在使图1所示的构成螺纹接头100的公扣部1的各部位(外螺纹部11、金属密封部12、台肩部13)与母扣部2的各部位(内螺纹21、金属密封部22、台肩部23)彼此贴紧的状态下连结的情况下产生的台肩部13、23之间的接触面压力进行了评价。
图3表示在使构成螺纹接头的公扣部的各部位与母扣部的各部位彼此贴紧的状态下连结的情况下，利用数值计算算出两台肩部之间的接触面压力的结果的一例。具体而言，将外螺纹部11的螺纹牙底的外径设为比内螺纹部21的螺纹牙顶的内径稍大，并将金属密封部12的外径设为比金属密封部22的内径稍大，而且通过设定使台肩部13从台肩部13开始抵接在台肩部23的位置起朝向台肩部23进一步螺纹拧入的条件而进行了数值计算。图3的(a)是表示局部放大用于数值计算的螺纹接头的模型的图，图3的(b)是表示台肩部13、23之间的接触面压力的曲线图。在图3的(a)和图3的(b)中，分别使纵轴一致。
利用图3所示的数值计算的结果，获得了下述(A)～(C)的见解。
(A)台肩部13、23之间的接触面压力，在靠近金属密封部12、22的位置局部地变高之外，在拐角部231附近也局部地变高。如上所述，将金属密封部12的外径设定为比金属密封部22的内径稍大(即设有干涉余量)，因此金属密封部12如同鞠躬(缩径弯曲)那样地变形。一般认为，随着该变形，台肩部13的靠近金属密封部12、22的位置强力地接触台肩部23是在靠近金属密封部12、22的位置接触面压力局部地变高的原因。此外，在一般地使两个机械构件嵌合的情况下，一般认为在它们的嵌合部的端部附近出现接触面压力的峰值是在拐角部231附近接触面压力局部地变高的原因。
(B)另外，虽然未图示，但是在通过设定台肩部13不与台肩部23抵接的条件而进行了数值计算的情况下，不发生接触面压力局部地变高的现象。
(C)利用上述(A)和(B)的结果得知如下：公扣部的台肩部与母扣部的台肩部之间的接触面压力与这些台肩部的连结状态相对应地变化。具体而言，对于公扣部的台肩部与母扣部的台肩部彼此贴紧了的状态，与非贴紧状态相比，接触面压力上升。此外，又得知接触面压力的变化并不是在台肩部的整体上同样的变化，而是沿着螺纹接头的径向局部地变化。具体而言，对于台肩部彼此贴紧了的状态，与非贴紧状态相比，接触面压力局部地上升。在台肩部的拐角部附近，即，公扣部和母扣部的内表面附近，接触面压力也上升。
接着，本发明人着眼于通过使用超声波表面波而评价两台肩部之间的接触面压力(间隙)。超声波表面波是沿着表面(距最外表面1个波长左右的深度的范围)传播的超声波，具有在角部等形状发生变化的部位上其一部分发生反射但仍能沿着超声波表面波的前进方向前方的表面进一步传播的特征。因此，如果从公扣部和母扣部中的任意一者的内表面，经由两台肩部，朝向公扣部和母扣部中的任意另一者的内表面发送超声波表面波，能够期待透射波强度或者反射波强度根据两台肩部(拐角部附近)之间的接触面压力(间隙)而变化。
例如，如图4的(a)所示，考虑在公扣部1的内表面上载置发送用表面波探头31，并隔着台肩部13、23地在母扣部2的内表面上载置接收用表面波探头32，利用接收用表面波探头32检测从发送用表面波探头31朝向台肩部13、23发送的超声波表面波的透射波强度的情况。在台肩部13、23之间的接触面压力高的情况下，如图4的(b)所示，超声波表面波在台肩部13、23直线传播，一般认为由接收用表面波探头32检测到的透射波强度比较大。另一方面，在接触面压力低或者不产生接触面压力(产生有间隙)的情况下，如图4的(c)所示，超声波表面波在台肩部13、23处绕到外表面侧。绕道的超声波表面波在其传播过程中发生衰减，或者，超声波表面波在台肩部13处发生反射，一般认为由接收用表面波探头32检测到的透射波强度变小。
因此，本发明人首先进行了对构件彼此之间的接触面压力与朝向两构件之间的接触面发送的超声波表面波的透射波强度之间的关系进行评价的试验。具体而言，将截面为矩形状的两个构件M 1、M2对接，在一构件M 1上载置发送用表面波探头31，在另一构件M2上载置了接收用表面波探头32。作为发送用表面波探头31和接收用表面波探头32，使用了探伤频率为1.5MHz且振子直径为12.7mm的表面波探头。然后，一边在对接方向上对两构件M 1、M2加压，一边利用接收用表面波探头32检测从发送用表面波探头31朝向两构件M1、M2之间的接触面发送的超声波表面波的透射波的强度。
图5是表示利用上述评价试验得到的两构件之间的接触面压力与超声波表面波的透射波强度之间的关系的曲线图。如图5所示，得知两构件M1、M2之间的接触面压力与超声波表面波的透射波强度之间具有正相关关系。而且，得知如下：使接触面压力足够大时(使向对接方向的加压力足够大时)，超声波表面波的透射波强度变得与超声波表面波对一体的构件M的透射波强度相等。
鉴于以上的结果，本发明人按照上述的图4的(a)所示的方法，对于实际的螺纹接头，进行了对两台肩部之间的接触面压力(实际上为间隙的尺寸)与朝向两台肩部发送的超声波表面波的透射波强度之间的关系进行评价的试验。具体而言，按照以下的各条件(a)～(g)，利用接收用表面波探头32检测出透射波强度。另外，将使两台肩部抵接的位置作为基准，基于公扣部和母扣部彼此分离时的分离距离，算出两台肩部之间的间隙。
(a)螺纹接头的外径(母扣部的外径)：150mm
(b)螺纹接头的内径(母扣部的内径)：100mm
(c)两台肩部之间的间隙：0mm、0.2mm、0.5mm、1.0mm、2.0mm的5种类型
(d)表面波探头的探伤频率：1MHz、1.5MHz、2.25MHz、10MHz的4种类型
(e)两表面波探头之间的间隔(图4的(a)的L)：30mm、40mm、50mm
(f)接触介质：在连结螺纹接头时夹设在公扣部和母扣部之间，且由于连结溢出到公扣部和母扣部的内表面上的润滑剂
(g)超声波探伤器：通用型数字式探伤器
图6是表示利用上述评价试验得到的、两台肩部之间的间隙与超声波表面波的透射波强度之间的关系的曲线图。图6的(a)表示在使用了探伤频率为1MHz的表面波探头(振子直径：12.7mm)31、32的情况下得到的结果。图6的(b)表示在使用了探伤频率为1.5MHz的表面波探头(振子直径：12.7mm)31、32的情况下得到的结果。图6的(c)表示在使用了探伤频率为2.25MHz的表面波探头(振子直径：6.4mm)31、32的情况下得到的结果。图6的(d)表示在使用了探伤频率为10MHz的表面波探头(振子直径：6.4mm)31、32的情况下得到的结果。
如图6所示，得知如下：不管两表面波探头的探伤频率、间隔如何，在两台肩部13、23之间的间隙为0mm(良好的连结状态)的情况和两台肩部13、23之间的间隙为0.2mm以上的情况下，超声波表面波的透射波强度产生24dB以上的差值。因而，见解如下：利用超声波表面波的透射波强度的大小，能够评价两台肩部13、23之间的接触面压力(间隙)，进而能够判定两台肩部13、23的连结状态的好坏。
另外，虽然在此省略详细的说明，但是本发明人确认如下：利用超声波表面波的反射波强度的大小，也能够评价两台肩部13、23之间的接触面压力(间隙)，进而能够判定两台肩部13、23的连结状态的好坏。
本发明是基于上述的发明人的见解而完成的，其特征在于，从公扣部1和母扣部2中的任意一者的内表面，经由公扣部1和母扣部2的台肩部13、23，朝向公扣部1和母扣部2中的任意另一者的内表面发送超声波表面波，基于该超声波表面波的透射波强度或者反射波强度，判定螺纹接头100的连结状态的好坏。
以下，对本发明的评价方法的具体例(使用了评价装置的评价方法的具体例)进行说明。
图7是示意性地表示用于实施本发明的评价方法的评价装置的一例的结构图。图7的(a)是表示从螺纹接头的径向观察的示意性结构图，图7的(b)是表示从螺纹接头的轴向观察的示意性结构图，图7的(c)是表示图7的(a)的向视AA的放大图，图7的(d)是表示图7的(a)的向视BB的放大图。
如图7所示，本实施方式的评价装置200包括长条构件4、抵接构件5和平板构件6。长条构件4是从螺纹接头的一侧的开口端(在图7中为母扣部2的开口端21)插入到螺纹接头内的构件。抵接构件5是安装于长条构件4的插入外露侧，用于抵接在开口端21上的构件。平板构件6是安装于抵接构件5上，在抵接构件5抵接在开口端21上的状态(如图7的(a)所示的状态)下支承在螺纹接头的内表面(在图7中为母扣部2的内表面)上的构件。
此外，评价装置200包括安装在长条构件4的插入里侧的发送用表面波探头31和接收用表面波探头32。根据从开口端21到台肩部13、23的距离，设定抵接构件5与发送用表面波探头31的距离以及抵接构件5与接收用表面波探头32的距离。即，在将抵接构件5抵接于开口端21的状态下，以能用发送用表面波探头31和接收用表面波探头32夹着台肩部13、23的方式设定从抵接构件5到各表面波探头31、32的距离。
而且，评价装置200包括弹性构件7，该弹性构件7对发送用表面波探头31和接收用表面波探头32朝向分别载置该发送用表面波探头31和接收用表面波探头32的公扣部1和母扣部2的内表面施力。具体而言，弹性构件7夹装在安装于长条构件4上的基部9与如下所述地用于轴支承表面波探头31、32的支承构件8之间，对支承构件8朝向公扣部1和母扣部2的内表面施力。弹性构件7的两端分别固定在基部9和支承构件8上。由此，对轴支承在支承构件8上的表面波探头31、32，也分别朝向公扣部1和母扣部2的内表面施力。
发送用表面波探头31和接收用表面波探头32以在螺纹接头的轴向上转动自如的方式安装于长条构件4上。具体而言，发送用表面波探头31和接收用表面波探头32分别借助轴构件81，被安装于长条构件4上的支承构件8轴支承。由此，发送用表面波探头31和接收用表面波探头32在螺纹接头的轴向上(绕轴构件81)转动自如。
发送用表面波探头31具有与载置它的公扣部1的内表面形状相对应(适合于内表面形状)的凸状的接触面311。同样地，接收用表面波探头32也具有与载置它的母扣部2的内表面形状相对应(适合于内表面形状)的凸状的接触面321。
如果使用具有以上说明的结构的评价装置200，将长条构件4从螺纹接头的开口端21插入到螺纹接头内，仅通过将抵接构件5抵接在开口端21上，就能够将发送用表面波探头31和接收用表面波探头32简单地定位在适当的位置(螺纹接头轴向的位置)上。接着，在抵接构件5抵接在开口端21上的状态下，如图7的(b)所示，如果使平板构件6支承在螺纹接头的内表面(外接套箍2的内表面)(如果将长条构件4在螺纹接头的径向上移动至使平板构件6的端部接触螺纹接头的内表面)，就会阻止长条构件4绕轴向的转动。如果阻止长条构件4绕轴向的转动，就会阻止两表面波探头31、32的转动(长条构件4绕轴向的转动)，因此使两表面波探头31、32的姿势稳定。
而且，如上所述，两表面波探头31、32以在螺纹接头的轴向上转动自如的方式安装，具有与载置该两表面波探头31、32的公扣部1和母扣部2的内表面形状相对应的凸状的接触面311、312，并且利用弹性构件7被朝向公扣部1和母扣部2的内表面施力。因此，能够简单地实现使两表面波探头31、32的接触面在稳定的状态下接触公扣部1和母扣部2的内表面。因而，抑制超声波在两表面波探头31、32的接触面311、312中的传播损失，能够精度良好地评价台肩部13、23的连结状态。
使用以上说明的评价装置200，进行了对两台肩部13、23之间的间隙与朝向两台肩部13、23发送的超声波表面波的透射波强度之间的关系进行评价的试验。具体而言，按照以下的各条件(a)～(h)，利用接收用表面波探头32检测出透射波强度。另外，将使两台肩部13、23抵接的位置作为基准，基于公扣部1和母扣部2彼此分离时的分离距离，计算出两台肩部13、23之间的间隙。
(a)螺纹接头的外径(母扣部的外径)：150mm
(b)螺纹接头的内径(母扣部的内径)：100mm
(c)两台肩部之间的间隙：0mm、0.05mm、0.1mm、0.15mm、0.2mm的5种类型
(d)表面波探头的探伤频率：2.25MHz
(e)表面波探头的振子直径：6.4mm
(f)两表面波探头之间的间隔：40mm
(g)接触介质：在连结螺纹接头时夹设在公扣部和母扣部之间，且由于连结溢出到公扣部和母扣部的内表面的润滑剂
(h)超声波探伤器：通用型数字式探伤器
图8是表示利用上述评价试验得到的、两台肩部之间的间隙与超声波表面波的透射波强度之间的关系的曲线图。
如图8所示，得知如下：在两台肩部13、23之间的间隙为0mm(良好的连结状态)的情况和两台肩部13、23之间的间隙为0.05mm以上的情况下，超声波表面波的透射波强度产生30dB以上的差值。因而，利用超声波表面波的透射波强度的大小，至少能够检测两台肩部13、23之间0.05mm的间隙，进而能够判定两台肩部13、23的连结状态的好坏。
图9是表示在上述评价试验中，在两台肩部13、23之间的间隙为0mm(良好的连结状态)的情况下，评价透射波强度的测量值的偏差的结果的一例的曲线图。
如图9所示，通过使用评价装置200，能够将测量值的偏差抑制在0.5dB左右，因此能够精度良好地评价两台肩部13、23的连结状态。

Claims (4)

1.一种管的螺纹接头的连结状态评价方法，该管的螺纹接头包括：公扣部，其具有台肩部并形成有外螺纹部；以及母扣部，其具有能够与上述公扣部的台肩部相抵接的台肩部并形成有内螺纹部，该管的螺纹接头通过上述公扣部的外螺纹部与上述母扣部的内螺纹部螺纹结合，连结上述公扣部与上述母扣部，其特征在于，
从上述公扣部和上述母扣部中的任意一者的内表面，经由上述公扣部的台肩部和上述母扣部的台肩部，朝向上述公扣部和上述母扣部中的任意另一者的内表面发送超声波表面波，基于该超声波表面波的透射波强度或者反射波强度，判定上述螺纹接头的连结状态的好坏。
2.一种管的螺纹接头的连结方法，其特征在于，
在上述螺纹接头的连结过程中，通过使用权利要求1所述的评价方法而判定连结状态的好坏，
在上述判定的结果为良好的阶段下，完成上述螺纹接头的连结。
3.一种管的螺纹接头的连结状态评价装置，其用于实施权利要求1所述的评价方法，其特征在于，包括：
长条构件，其从上述螺纹接头的一侧的开口端插入到上述螺纹接头内；
抵接构件，其安装于上述长条构件的插入外露侧，用于抵接在上述开口端上；
平板构件，其安装于上述抵接构件上，在上述抵接构件抵接在上述开口端上的状态下，该平板构件支承在上述螺纹接头的内表面上；
用于发送超声波表面波的发送用表面波探头，其以在上述螺纹接头的轴向上转动自如的方式安装在上述长条构件的插入里侧，具有与载置该发送用表面波探头的、上述公扣部和上述母扣部中的任意一者的内表面形状相对应的凸状的接触面；
用于接收超声波表面波的接收用表面波探头，其以在上述螺纹接头的轴向上转动自如的方式安装在上述长条构件的插入里侧，具有与载置该接收用表面波探头的、上述公扣部和上述母扣部中的任意另一者的内表面形状相对应的凸状的接触面；以及
弹性构件，用于对上述发送用表面波探头和上述接收用表面波探头朝向分别载置该发送用表面波探头和接收用表面波探头的上述公扣部或者上述母扣部的内表面施力。
4.一种管的螺纹接头的连结状态评价装置，其用于实施权利要求1所述的评价方法，其特征在于，包括：
长条构件，其从上述螺纹接头的一侧的开口端插入到上述螺纹接头内；
抵接构件，其安装于上述长条构件的插入外露侧，用于抵接在上述开口端上；
平板构件，其安装于上述抵接构件上，在上述抵接构件抵接在上述开口端上的状态下，该平板构件支承在上述螺纹接头的内表面上；
用于收发超声波表面波的表面波探头，其以在上述螺纹接头的轴向上转动自如的方式安装在上述长条构件的插入里侧，具有与载置该表面波探头的、上述公扣部和上述母扣部中的任意一者的内表面形状相对应的凸状的接触面；以及
弹性构件，其用于对上述表面波探头朝向载置该表面波探头的上述公扣部或者上述母扣部的内表面施力。
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