NO319688B1 - Gjenget rorskjot - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en gjenget rørskjøt utstyrt med en anordning for å hindre overtilskruing eller løsskruing, for å unngå uønsket og ukontrollert dreining av et rørformet element i forhold til et annet etter at de to rørformede elementene er sammenføyd ved bruk av skjøten i henhold til oppfinnelsen.

Nærmere bestemt angår oppfinnelsen en gjenget rørskjøt av den typen som omfatter en tappdelkomponent med utvendige gjenger og en muffekomponent med innvendige gjenger som tilsvarer gjengene på tappdelkomponenten og midler som muliggjør sammenføyning av de to komponenter med et bestemt tiltrekningsmoment, idet tappdelkomponenten er skrudd inn i muffekomponenten med et bestemt moment,

De fleste tilgjengelige skjøter er ikke utstyrt med anordninger som hindrer overtilskruing eller løsskruing, og det er tilstrekkelig å utøve et større dreiemoment enn det dreiemomentet som ble benyttet for sammenføyning av to rørformede elementer for å bevirke dreining av et element i forhold til det andre, og slik dreining utføres i retning for sammenskruing eller i retning for løsskruing.

Under visse omstendigheter er det imidlertid nødvendig å hindre enhver innbyrdes dreining av et rørformet element i forhold til det andre etter tiltrekking av skjøten med det ønskede dreiemomentet, og løsskruing eller overtilskruing kan bevirkes under bruk p.g.a. kreftene og forskyvningene som rørene utsettes for, idet disse krefter og forskyvninger kan danne større dreiemomenter enn dreiemomentene ved sammenkobling. Slik løsskruing eller overtilskruing kan også særlig inntreffe p.g.a. vibrasjoner i dreiemomentene som utøves, hvilke i dette tilfellet kan være mindre enn dreiemomentene som benyttes ved den opprinnelige sammenkobling.

Generelt vil det i dette tilfellet bli benyttet sveiseskjøter, som naturligvis medfører den ulempen at det kreves betydelig utstyr for oppstilling, og det dannes skjøter som ikke kan løsgjøres og som bare kan benyttes for materialer som er enkle å sveise.

Skjøtene i henhold til oppfinnelsen er særlig men ikke utelukkende beregnet for olje- og gassindustrien, der stålrør sammenføyes med slike skjøter for å danne rørledninger med større eller mindre lengde og forskjellige fasonger, beregnet til å transportere forskjellige fluider eller blandinger av fluider.

Skjøtene i henhold til oppfinnelsen er for området olje- og gassindustri, og er særlig beregnet til dannelse av forskjellige rørledninger som benyttes offshore, f.eks. for å forbinde flytende plattformer eller prammer med sjøbunnen eller å forbinde et punkt på sjøbunnen med et annet.

Det er vesentlig å oppnå pålitelige og trygge driftstilstander på offshore olje- eller gass-felter, slik at skjøtene etter at de er sammenskrudd med et kontrollert dreiemoment ikke kan overtiltrekkes eller løsskrus under bruk på en ukontrollert måte.

På kjent og tradisjonell måte er slike rørledninger dannet av stålrør med standard lengde på f.eks. 12 m, og de er sammenføyd ende mot ende i sveiseskjøter. De utsettes for forskjellige bevegelser som bl.a. skyldes vibrasjoner, strømmer, bølger og innbyrdes bevegelser mellom prammen og rørene, og disse bevegelser bevirker krefter og dreiemomenter som har en tendens til å dreie rørseksjonene i forhold til hverandre.

Disse fenomener med innbyrdes bevegelser mellom rørseksjonene kan oppstå under montering av rørene eller etter monteringen, i driftsfasen.

Skjøtene i henhold til oppfinnelsen er beregnet til å erstatte disse sveisede skjøter.

Skjøtene i henhold til oppfinnelsen kan naturligvis også benyttes for alle andre anvendelser i olje- og gassindustrien eller i enhver annen industri, f.eks. geotermi, og er særlig interessante for enhver anvendelse der det ønskes å unngå dreining av et rørformet element i forhold til et annet etter montering ved sammenføyning.

Skjøtene i henhold til oppfinnelsen kan således benyttes for foringsrør eller produksjons-rør for olje- eller gassbrønner.

Det er kjent gjengeskjøter som forbinder rør, utstyrt med anordninger som skal hindre løsskruing eller overtilskruing etter montering av rørene. En slik skjøt er beskrevet i US 2 318 590, for borerør som er sammenføyd med gjengemuffer, og består av at det mellom den ytre omkretsflaten på røret og den indre overflaten i hver frie ende av koblingsmuffen, i et ringformet rom som er åpent mot det ytre og er anordnet for dette formål, anbringes et ringformet element som omfatter en fortanning mot det indre og mot det ytre som danner inngrep i en tilsvarende fortanning i røret og i muffen, slik at det ringformede elementet er i kraftoverførende inngrep.

Et slikt ringformet element som utgjør et middel for sperring mot overtilskruing eder løs-skruing kan anordnes direkte mellom røret og muffen eller via et tredje mellomliggende element som forlenger muffen. US 2 318 590 beskriver forskjellige mer eller mindre kompliserte varianter som alle består i at det på utsiden av skjøten eller i et rom som er åpent mot utsiden av skjøten anbringes et sett av komplementære elementer som mekanisk forbinder røret og muffen.

Den samme grunnleggende ideen gjenfinnes i US 2 797 109, som beskriver som midler for sperring flere fortannende elementer som er innført i et ringformet rom anordnet ved enden av skjøten og som er åpne mot det ytre mellom utsiden av et rør og innsiden av et annet rør, idet de skarpe kanter på disse fortannede elementer motstår løsskruing og utelukkende løsskruing av rørene.

US 2 845 106 angår det samme prinsippet, men i dette tilfellet har det ringformede, åpne rommet ved enden av skjøten eksentrisk form, og sperreelementet som er innført i dette rommet og som opptar omtrent 50% av omkretsen, er likeledes eksentrisk.

Når det gjelder US 2 845 106 og US 2 797 109 skal bemerkes at midlene for sperring ikke hindrer små dreininger av et rør i forhold til et annet, og sperringen inntreffer bare etter at slik dreining har inntruffet. Det skjer ingen sperring i den første sammen-skruingsstilting, men i en nærliggende stilling.

Alle de anordninger som er beskrevet i US 3 318 590, 2 797 109 og 2 845 106 krever for hver skjøt bruk av et eller flere komplementære elementer som anbringes i et ringformet rom mellom røret og skjøten, idet rommet har en mer eller mindre komplisert form slik at bearbeidingen medfører økede omkostninger ved fremstilling av skjøten. Dette gjør det nødvendig å forvalte et lager av komplementære elementer som er tilpasset rørdimensjonene.

Dessuten befinner rommet og det komplementære elementet seg på utsiden av skjøten, og er ikke beskyttet mot de ytre omgivelser, særlig når det gjelder korrosjons-probiemene. Under håndtering av skjøtene, og i avhengighet av deres beliggenhet, må det sikres at de komplementære elementer befinner seg på plass etter at de er anbrakt.

WO 96/29533 beskriver en annen type skjøt for å unngå dreining av et rør i forhold til et annet under monteringen.

I henhold til dette dokumentet er de to rørene mekanisk sammenføyd av store tenner dannet på endene, og den endelige montering skjer ved at en muffe dreies til et bestemt merke, der de to ender av rørene er slik innført at muffen dekker den samme lengden av de to ender av rørene, som har gjenger med sylindrisk form. En tetningsring som omfatter en løsbar del er anordnet ved midten av muffen, og tetteflater er dannet ved hver ende av muffen.

Denne løsningen omfatter sylindriske gjenger, og kan ikke anvendes for en skjøt av integrert type, dvs. uten hylse. Dessuten er det ikke anordnet noen innretning for å sikre tilskruingen av hylsen etter at denne er på plass.

Et formål med den foreliggende oppfinnelse er å komme frem til en gjenget skjøt for rør, utstyrt med en anordning for å hindre ukontrollert overtilskruing eller løsskruing, og som særlig kan benyttes i stedet for sveiseskjøter, og som ikke oppviser ulempene ved løsningene som er beskrevet ovenfor.

Dessuten tas det med oppfinnelsen sikte på å komme frem til en gjenget skjøt som ikke gjør det nødvendig å benytte komplementære elementer for å sikre tilskruingen og å oppnå tetning under bruk, og som er enkel å montere.

Dessuten tas det med oppfinnelsen sikte på å komme frem til en gjenget skjøt som kan utføres som en hylseversjon eller som en integrert versjon, og med en konstruksjon, grunnleggende virkemåte og bruksegenskaper som er minimalt modifisert i forhold til en gjenget skjøt som ikke omfatter noen anordning for å hindre overtilskruing eller løsskruing.

Med oppfinnelsen tas det likeledes sikte på å komme frem til en gjenget skjøt utstyrt med en anordning for å hindre overtilskruing og løsskruing som kan tilpasses forskjellige eksisterende, gjengede skjøter og forskjellige typer gjenger, enten skjøter av første klasse som særlig omfatter midler for kontrollert montering, av typen med tilskruings-stoppere og tetningsflater, eller standard skjøter av typen API.

Med oppfinnelsen tas det også sikte på å komme frem til en gjenget skjøt som, ved å være utstyrt med en anordning som motvirker overtilskruing og løsskruing, kan demonteres uten problemer og uten at anordningen skades eller danner skadelige avtrykk i den indre eller ytre overflaten av rørene eller muffene.

Med oppfinnelsen tas det også sikte på å komme frem til en gjenget skjøt som bare krever en enklest mulig etterbearbeiding.

Med oppfinnelsen tas det også sikte på å komme frem til en gjenget skjøt som er tett i forhold til det ytre miljøet og som om nødvendig kan påføres et ytre belegg for beskyttelse mot korrosjon, særlig i marint miljø.

I den gjengede rørskjøten i henhold til oppfinnelsen omfatter muffedelen utenfor det ytre partiet av gjengene et muffeparti uten gjenger som ved enden av den indre veggen har en anleggsflate.

Tappdelen omfatter ved den indre enden av gjengene et parti uten gjenger som tilsvarer partiet i muffen, og dette partiet på tappdelen omfatter ved enden av den ytre veggen en anleggsflate som tilsvarer anleggsflaten i muffen og som danner anlegg mot anleggsflaten i muffen når tappdelen og muffedelen er i sammenskrudd stilling.

Uttrykkene ytre og indre benyttes som forklart i det følgende: for en tappdel eller muffe-del er det ytre langs aksen til delen rettet mot den frie enden av delen, mens det indre er rettet mot det indre av delen.

Den indre overflaten av muffepartiet uten gjenger, det nevnte muffepartiet uten gjenger, kalles i det følgende enkelt for muffepartiet og forløper fra den ytre enden av gjengene i muffen til anleggsflaten i muffen og ytterflaten av partiet av tappdelen som er uten gjenger, og partiet på tappdelen uten gjenger kalles i det følgende enkelt for tappdelpartiet, og forløper fra den indre enden av gjengene på tappdelen til anleggsflaten på tappdelen, og disse er adskilt radialt fra hverandre og danner mellom muffepartiet og tappdelpartiet en ringformet sone uten anlegg.

Denne ringformede sonen er slik at på i det minste en del av lengden, målt parallelt med den felles aksen til delene, finnes det et ringformet rom, i hvilket et klebemiddel som fyller hefe eller en del av dette ringformede rommet danner mekanisk forbindelse mellom muffepartiet og tappdelpartiet.

Med ringformet rom menes her et rom avgrenset av den indre flaten til muffepartiet og den ytre flaten til tappdelpartiet, idet disse flater vender mot hverandre. Disse to flater er i de forskjellige punkter i en radial avstand på noen tiendedels millimeter, og den radiale avstanden er fortrinnsvis hovedsakelig konstant langs lengden av det ringformede rommet. Den ytre flaten på tappdelpartiet og den indre flaten i muffepartiet er fortrinnsvis sylindriske eller koniske, eller mere generelt omdreiningsflater.

Den nevnte radiale avstand velges hovedsakelig som en funksjon av diameteren og tykkelsen til tappdelen og muffedelen og egenskapene til klebemidlene som benyttes, slik at det kan anbringes en mengde av klebemiddel som muliggjør at det sikres den mekaniske forbindelsen mellom de to deler.

Som ikke-begrensende verdier kan angis en radial avstand som ligger mellom 0,15 mm og 1,0 mm. Generelt bør de radiale avstander være slik at de muliggjør en effektiv klebing under gunstige tilstander.

Den ringformede sonen og særlig det ringformede, kalibrerte rommet kan befinne seg utelukkende på tappdelpartiet eller på muffepartiet, dvs. at det er anordnet bare på én av de to komponentene i skjøten.

Fortrinnsvis er det anordnet delvis på tappdelpartiet og på muffepartiet, dvs. både på tappdelkomponenten og på muffekomponenten i skjøten.

Fortrinnsvis omfatter den ringformede sonen et ringformet parti anordnet som en direkte forlengelse av gjengene, med et tverrsnitt som er mange ganger større enn tverrsnittet til det kalibrerte, ringformede rommet, slik at det ringformede partiet opptar en brøkdel av den aksiale lengden til den ringformede sonen. Dette ringformede parti er beregnet til å være et rom for fett eller et tilsvarende medium som kan drives ut fra gjengene på tappdelen og i muffedelen under tilskruingen, idet disse gjenger generelt er smurt av fettet eller et tilsvarende medium, og for å oppta overskytende klebemiddel som ikke benyttes i det kalibrerte, ringformede rommet, og klebemiddelet og fettet vil blandes i dette ringformede parti.

For forenkling vil i det følgende dette ringformede partiet bli betegnet som fettlomme, selv om dette rommet, slik som forklart, ikke bare benyttes for fettet.

I den ringformede sonen er det således anordnet suksessivt, fortrinnsvis med start ved enden av gjengene på tappdelen og muffedelen, en fettlomme og deretter et kalibrert, ringformet rom frem til anleggsflatene på tappdelen og muffedelen.

På denne måten muliggjør dette arrangementet at fett under trykk som under tilskruing drives ut hindres i å komme inn i det kalibrerte, ringformede rommet og forstyrre klebingen av tappdelpartiet og muffepartiet. Dette muliggjør også en dekomprimering av fettet under trykk som kan drives ut under tilskruing, og det unngås såtedes at det dannes spenningssoner i dette partiet av skjøten.

Denne fettlommen, som har en aksial høyde som kan være i området fra 1 til 30 mm, er fortrinnsvis anordnet i hovedpartiet av muffepartiet, på en slik måte at den ikke minsker effektiviteten til skjøten, dvs. det utnyttbare partiet av tappdelkomponenten til høyre for tappdelpartiet.

Det vil naturligvis sikres at det kalibrerte, ringformede rommet har tilstrekkelig lengde for å oppnå tilfredsstillende tilstander for klebing.

Fortrinnsvis har tappdelpartiet og muffepartiet, og særlig anleggsflaten i muffen som befinner seg ved den ytre enden av muffepartiet en slik geometri at den indre flaten i muffepartiet og særlig anleggsflaten i muffepartiet og den ytre flaten på tappdelpartiet ikke er i kontakt under tilskruing av skjøten, idet anleggsflaten i muffen kommer i kontakt med anleggsflaten på tappdelen ved slutten av tilskruingen av skjøten.

Anlegget mellom anleggsflaten på tappdelen og i muffedelen skjer ved elastisk deformasjon og danner således tetning metall mot metall på nivå med anleggsflatene på tappdelen og i muffedelen.

Muffepartiet og tappdelpartiet har således en slik form at det i sammenskrudd tilstand av skjøten er en presspasning p.g.a. de radiale dimensjoner til disse partier, og denne presspasningen danner en klemring-virkning.

Under tilskruing av skjøten er muffepartiet, og særlig anleggspartiet i muffen ikke i friksjonsanlegg med tappdelpartiet, og under tilskrulngsfasen er det i alle punkter, særlig på nivå med det kalibrerte, ringformede rommet, et radialt mellomrom for fri passasje mellom tappdelpartiet og muffepartiet. Dette muliggjør en enkel montering av skjøten, og det unngås også friksjonsanlegg og skader, særlig på anleggsflatene.

Fortrinnsvis har tappdelpartiet og muffepartiet form som en avkortet konus med spissen anordnet mot den nedstrøms enden av tappdelkomponenten.

Fortrinnsvis er den halve konusvinkel mellom 3 og 10°, og lengden til anleggsflatene langs aksen til skjøten er fortrinnsvis i området 3-10 mm.

Naturligvis er klebemiddelet som benyttes et klebemiddel som har egenskaper som gjør det egnet til å benyttes under tilskruing av skjøten og å benyttes under tilstandene under bruk av skjøten.

Blant mulige klebemidler velges fortrinnsvis klebemidler for metall og et klebemiddel som er motstandsdyktig mot støt, og som under bruk har evne til elastisk deformasjon og skjærmotstand, og med egenskaper som endres minst mulig i nærvær av fett, idet klebemiddelet også kan ha en viss smørende virkning.

Fortrinnsvis er klebemiddelet som benyttes et klebemiddel som f.eks. størkner ved oppvarming, og fortrinnsvis med hurtig størkning. Dette muliggjør montering av skjøten på en kontrollert måte i løpet av kort tid og vil medføre høy produktivitet på monterings-stedet for rørene eller i et verksted.

Det kan benyttes et enkomponent klebemiddel med herding som f.eks. bestemmes av en oppvarmingsoperasjon. Det er også mulig å benytte et tokomponent klebemiddel, slik at f.eks. blanding av en epoksyharpiks og en herder utføres før bruk, hvorved herding f.eks. skjer ved en oppvarmingsoperasjon.

Som et eksempel kan benyttes et klebemiddel basert på en epoksyharpiks, med herding ved termisk påvirkning.

Klebemiddelet anbringes fortrinnsvis i det kalibrerte, ringformede rommet før tappdelkomponenten skrus inn i muffekomponenten.

For dette formål påføres klebemiddelet, f.eks. med en pensel eller hvilket som helst kjent middel, på det partiet av tappdelkomponenten som tilsvarer det kalibrerte, ringformede rommet, og muffekomponenten skrus inn på tappdelkomponenten til den endelige stilling. Den ytre enden av muffepartiet vil på nivå med muffepartiet føre med seg overskytende klebemiddel, som drives ut til utsiden av tappdelpartiet, idet muffepartiet ikke danner anlegg mot tappdelpartiet under sammenskruingen, men bare ved slutten av sammenskruingen, og dette anlegget skjer på nivå med anleggspartiet på tappdelen. Derved oppnås et kalibrert, ringformet lag av klebemiddel i det kalibrerte, ringformede rommet, og klebemiddelet bevirker pga. sine egenskaper sperring med et bestemt moment mellom den indre veggen i det kalibrerte, ringformede rommet i forhold til den ytre veggen til dette rommet, for å sperre tappdelkomponenten i forhold tii muffekomponenten.

Som en variant kan klebemiddelet innføres når tappdelkomponenten er fullstendig innskrudd til montert stilling i muffekomponenten.

I dette tilfellet er det på muffepartiet, på nivå med det kalibrerte, ringformede rommet, anordnet i det minste en tilførselskanal og fortrinnsvis en luftekanal, og tilførselskanalen muliggjør innføring, f.eks. ved injisering under trykk, eller med hvilke som helst andre, kjente midler, den nødvendige mengden av klebemiddel i det kalibrerte, ringformede rommet, idet injiseringskanalen eller -kanalene og luftekanalen dersom denne finnes fortrinnsvis lukkes etter bruk med midler som kan sikre tetning, slik som f.eks. en gjenget plugg med eller uten tetningsring eller hvilke som helst midler for den ønskede virkning.

Den gjengede skjøten i henhold til oppfinnelsen kan være av integrert type eller av hylsetype.

I tilfellet med en skjøt av integrert type omfatter hvert av rørene som skal sammenkobles på en av endene, som eventuelt har minsket diameter og/eller øket tykkelse, en tappdelkomponent slik som beskrevet ovenfor og på den andre enden, som eventuelt har øket diameter og/eller øket veggtykkelse, en muffekomponent slik som beskrevet ovenfor, og skjøten i henhold til oppfinnelsen dannes ved sammenskruing av en tappdelkomponent og en muffekomponent som tilhører to rør som skal sammenføyes, og klebingen utføres slik som forklart ovenfor.

I tilfellet med en skjøt av hylsetypen omfatter rørene som skal sammenføyes på begge ender av den samme typen komponent generelt en tappdelkomponent, to komponenter som tilhører to rør for anbringelse ende mot ende som skal skrus inn i de to tilhørende komponenter, generelt muffekomponenter anordnet på to ender av en forbindelseshylse, idet tappdelkomponentene og muffekomponentene er utført slik som beskrevet ovenfor.

Midlene som muliggjør montering av tappdelkomponenten i muffekomponenten med et bestemt tiltrekkingsmoment kan være midler dannet av selve gjengene eller midler uavhengig av gjengene eller også en kombinasjon av midler dannet av gjengene og midler uten tilknytting til gjengene.

I tilfellet med sylindriske, standard gjenger, f.eks. med API-profil, og således av typen uten klemring-virkning, er disse midler uavhengig av gjengene. Det kan benyttes kjente midler slik som monteringsanslag eller klemringlignende flater, slik som f.eks. anleggsflatene på tappdelpartiet og muffepartiet dersom disse bevirker et tilstrekkelig moment som motvirker sammenskruing, for å sikre anlegg metall mot metall med tilstrekkelig moment mellom tappdelkomponenten og muffekomponenten i en sone utenfor gjengene.

I tilfellet med koniske gjenger er midlene dannet direkte av gjengene, og særlig av inngrepet mellom tappdelkomponenten og muffekomponenten i området ved gjengene.

Disse midler kan imidlertid i tilfellet med koniske gjenger være supplert med midler som er uavhengig av gjengene, slik som tilskruingsanslag og/eller klemringflater som sikrer kontakt metall mot metall mellom tappdelkomponenten og muffekomponenten, og disse anslag og/eller flater metall mot metall kan bevirke andre funksjoner enn tilskruing med ett bestemt moment.

Gjengene som kan benyttes i skjøten i henhold til oppfinnelsen kan f.eks. være av sylindrisk eller konisk type, enkelt- eller flergjenget, eller med negativ vinkel.

Fortrinnsvis, særlig når skjøten i henhold til oppfinnelsen er beregnet til anvendelser for olje og gass, og særlig for å danne rørledninger offshore, utstyres tappdelkomponenten og muffekomponenten i skjøten med metall mot metall-flater som sikrer tetning i skjøten, særlig for fluid som strømmer i det indre. Slike skjøter kan også fordelaktig omfatte gjengeanslag.

Skjøten i henhold til oppfinnelsen kan således særlig dannes ved bruk av gjenge-forbindelser som er beskrevet i EP-patenter eller søknader 0 488 912, 0 741 261 og 0 707 133.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives ved hjelp av ikke-begrensende utførelseseksempler og de vedføyde figurer.

Fig. 1 viser i snitt langs aksen en skjøt i henhold til oppfinnelsen i montert tilstand, idet

bare det partiet som befinner seg over aksen er vist.

Fig. 2 viser i et snitt langs aksen av skjøten muffekomponenten i skjøten i henhold til

fig. 1, og bare partiet som befinner seg over aksen er vist.

Fig. 3 viser i snitt langs aksen til skjøten tappdelkomponenten i skjøten i henhold til

fig. 1, og bare partiet som befinner seg over aksen er vist.

Fig. 4 viser i snitt langs aksen til skjøten en variant med hylse i skjøten i fig. 1, idet

bare partiet som befinner seg over aksen er vist.

Fig. 5 viser i snitt langs aksen til skjøten, sterkt forstørret i forhold til fig. 3, idet bare partiet som befinner seg over aksen er vist, forberedelsen før innskruing av sonen til tappdelkomponenten innenfor det gjengede partiet. Fig. 6 viser i snitt langs aksen til skjøten, idet bare partiet som befinner seg over aksen er vist, og sterkt forstørret i forhold til fig. 2, den sonen av muffekomponenten som befinner seg utenfor gjengene før sammenskruing. Fig. 7 viser i snitt langs aksen til skjøten, idet bare partiet som befinner seg over aksen er vist, og sterkt forstørret, tappdelkomponenten og muffekomponenten under sammenskruing, innenfor gjengene på tappdelen. Fig. 8 viser i snitt langs aksen til skjøten, idet bare partiet som befinner seg over aksen er vist, og sterkt forstørret, tappdelkomponenten og muffekomponenten etter fullført tilskruing, innenfor gjengene på tappdelen.

Fig. 9 viser en variant av skjøten i henhold til oppfinnelsen vist i fig. 1.

Fig. 1 viser i snitt langs aksen og sterkt forstørret en montert skjøt i henhold til oppfinnelsen.

Bare partiet som befinner seg over aksen X1-X2 til skjøten er vist, og aksen X1-X2 er for forenkling vist i planet til figuren, men pga. målestokken som benyttes vil den ikke nødvendigvis vises i figuren.

Figuren viser en skjøt 1 som omfatter en muffekomponent 2 og en tappdelkomponent 3 som er sammenskrudd.

Muffekomponenten 2 befinner seg på enden av et rør 4, og tappdelkomponenten 3 befinner seg på enden av et rør 5, og de to rørene 4 og 5 er således sammenføyd ved bruk av skjøten i henhold til oppfinnelsen.

Muffekomponenten 2 omfatter innvendige gjenger 6 (fig. 2).

Gjengene 6 er koniske, og helningen i forhold til aksen X1-X2 er i området 2,5% til 7,5%, og gjengene er vanlige trapesgjenger.

Utenfor gjengene 6 er muffekomponenten 2 forlenget med et muffeparti 7, som også fremgår av fig. 6.

Tappdelkomponenten 3 (fig. 3) omfatter utvendige gjenger 8. Disse gjenger 8 er likeledes koniske og tilsvarer gjengene 6 i muffekomponenten 2.

For å danne et utnyttbart tverrsnitt 9 av tappdelkomponenten 3 som er så stort som mulig i et punkt 12 som tilsvarer den indre enden av gjengene 8 avtar gjengene fra et punkt 11, der toppen av gjengene 8 i det rundtgående partiet faller sammen med den rundtgående ytterflaten av komponenten 3.

Innenfor enden 12 av gjengene er tappdelkomponenten 3 forlenget med et parti 13, som også fremgår av fig. 8.

På den ytre enden 16 av muffepartiet 7, på innsiden 14, er anordnet en anleggsflate 17. På utsiden 15 av tappdelpartiet 13, på den indre enden av dette, er det anordnet en anleggsflate 18 som motsvarer anleggsflaten i muffen.

De to ringformede flater 17, 18 og geometrien til tappdelpartiet 13 og muffepartiet 7 er slik at i sammenskrudd tilstand er de to ringformede flater 17, 18 i trykkanlegg metall mot metall, og bevirker en viss tetning i skjøten mot ytre fluid på rørene 4 og 5.

Den indre flaten 17 i muffepartiet 7 mellom anleggsflaten 17 og den ytre enden 19 av gjengene 6 og den ytre flaten 15 på tappdelpartiet 13 mellom anleggsflaten 18 og den indre enden 12 av gjengene 8 danner når tappdelkomponenten 3 er innskrudd til montert stilling i muffekomponenten 2 en ringformet sone som fra anleggsflatene 17 og 18 suksessivt omfatter:

et kalibrert, ringformet rom 20 (fig. 8),

et ringformet rom 21 som for enkelhets skyld kalles fettlomme, idet denne betegnelsen bare angir en del av rommets funksjoner.

Den indre flaten 14 og den ytre flaten 15 er ved 20 og 21 i radial innbyrdes avstand, og har ikke noe anleggspunkt mot hverandre.

Det kalibrerte, ringformede rommet 20 (se fig. 8) er dannet av to ringformede, sylindriske flater dannet i den indre flaten 14 og den ytre flaten 15, med en radial avstand med en verdi "h" på noen tiendedels millimeter, og dette rommet opptar i dette eksempel, og uten at dette er begrensende, omtrent 50% av lengden målt langs aksen X1-X2 mellom anleggsflatene 17, 18 og endene 12, 19 av gjengene.

Fettlommen 21 er også dannet av et radialt mellomrom mellom to sylindriske flater, med en avstand som har en verdi "H", idet H er i størrelsen 1 til flere millimeter. Som et eksempel kan H være lik 6-30 x h.

I montert, tilskrudd tilstand har muffepartiet 7 således bare anlegg mot anleggsflaten 18 på tappdelen via anleggsflaten 17. Lengden "L" til muffepartiet 7 er i området 15-40% av den aksiale lengden til muffepartiet av muffekomponenten. Denne bjelkeutformningen med anleggspunkt forbedrer oppførselen til skjøten ved bøyning og motstandsevnen mot utmatting ved bøyning av skjøten, pga. minskningen av anleggstrykkene mellom tappdelkomponenten og muffekomponenten i gjengeområdet og bøyespenningene ved endene 12, 19 av gjengene, i forhold til en skjøt som ikke omfatter noe tappdelparti 13 og muffeparti 7 med en ende i anlegg mot tappdelkomponenten.

Fortrinnsvis, og slik tilfellet er med skjøtene vist i fig. 1-9, har tappdelpartiet 13 og muffepartiet 7 en slik geometri og slike dimensjoner at under sammenskruing av skjøten 1 vil den indre flaten 14 i muffepartiet 7 ikke danne friksjon og ikke i noe punkt, særlig på nivå med anleggsflaten 17 i muffen, trykke mot den ytre flaten 15 på tappdelpartiet 13. Derved forenkles monteringen av skjøten, og det unngås skade, særlig på flatene i det kalibrerte, ringformede rommet 20 og anleggsflaten 17 i muffen.

Bare ved slutten av sammenskruingen, når tappdelkomponenten 2 og muffekomponenten 2 nærmer seg sin endelige stilling, begynner anleggsflaten 17 i muffen å gli mot anleggsflaten 18 på tappdelen, og denne anleggsflaten er utformet til å bevirke en elastisk deformasjon i den ytre endesonen 16 av muffekomponenten, og det oppstår anleggstrykk metall mot metall mellom flatene 17 og 18. Av denne grunn øker den radiale avstanden som skiller de to flatene i det kalibrerte rommet 20 noe ved slutten av sammenskruingen i forhold til den radiale avstanden under sammenskruingen, og denne radiale avstanden utgjør verdien h.

Anleggene 17, 18 er her koniske, og stigningen er 5% i forhold til den felles aksen X1-X2 i skjøten 1.

Monteringen fremgår i større målestokk i fig. 8, der det i området ved anleggene 17 og 18 er vist de diametrale forhold, ved at anleggene er vist før den elastiske deformasjon, og den radiale avstand mellom de to anleggene viser forholdet.

Når sammenskruingen er fullført er den radiale høyden h til det ringformede rommet 20 noe øket, mens de to anleggsflatene 17, 18 er i anlegg.

For å oppnå en slik montering må ytterdiameteren D1 til tappdelpartiet 13 være mindre enn diameteren D2 til røret 5 som tappdelkomponenten 3 er dannet på. For å minske effektiviteten til skjøten og dermed tykkelsen til røret så lite som mulig på nivå med tappdelkomponenten 3 er fettlommen 21 utformet i muffekomponenten 2.

Skjøten 1 har koniske gjenger 6, 8, og disse er av klemringtype og trykker mot hverandre ved et bestemt radialt forhold, og gjengene utgjør et middel som muliggjør at tappdelkomponenten og muffekomponenten kan sammenføyes med et bestemt tiltrekningsmoment.

Dessuten er skjøten 1, innenfor enden 22 av gjengene, med anleggsflater på tappdelkomponenten og 24 i muffekomponenten og et andre par anleggsflater 25 og 26 henholdsvis på tappdelkomponenten og i muffekomponenten.

Anleggsflatene 23, 24 muliggjør en kontrollert tiltrekning av tappdelgjengene 8 i muffegjengene 6 slik at det unngås for sterk tiltrekning, og dette bestemmer nøyaktig stillingen til tappdelkomponenten i forhold til muffekomponenten. Skjøten kan således enkelt skrus sammen med et kontrollert og forutbestemt moment.

Det andre paret av anleggsflater 25, 26 sikrer tetning ved kontakt ved metall mot metall mot fluid som strømmer inne i rørene 4 og 5.

Fig. 1 viser det radiale forholdet mellom de to anleggsflatene 25 og 26 på tappdelen og muffedelen, med to linjer som viser disse anleggene før de er i anlegg mot hverandre.

Anleggene 23 og 24 og anleggene 25, 26 er her koniske flater.

Som et eksempel danner anleggene 23 og 24 en vinkel i forhold til aksen X1-X2 i området 75°, og anleggene 25, 26 danner i forhold til aksen X1-X2 en vinkel i området 20°.

Det kalibrerte, ringformede rommet 20 fylles med klebemiddel, og dette klebemiddelet sikrer fast mekanisk forbindelse mellom tappdelpartiet 13 og muffepartiet 7 og således mellom tappdelkomponenten og muffekomponenten, og denne mekaniske forbindelsen bevirker et motstandsmoment som utgjør en brøkdel av tiltrekningsmomentet for skjøten.

Fig. 5-8 viser hvordan klebemiddelet kan tilføres i det kalibrerte, ringformede rommet 20 under tilskruingsoperasjonen for skjøten 1.

Det påføres f.eks. med en pensel eller hvilket som helst middel en film av klebemiddel, som her er vist overdrevet, på den ytre flaten 15 på tappdelpartiet 13. En film av fett 28 påføres samtidig på muffegjengene 6 og på anlegget 24 og anlegget 26. For på kjent måte å forenkle tilskruingen. Muffekomponenten 2 med muffepartiet 7 som ikke er påført klebemiddel innføres på tappdelkomponenten 3 og beveges under sammenskruingen i en skruelinje, ved innbyrdes bevegelse mellom tappdelkomponenten og muffekomponenten, i den aksiale retningen angitt med pilen F i fig. 7.

Derved, og pga. at muffepartiet under sammenskruingen ikke er i kontakt med tappdelpartiet slik som tidligere angitt, under sammenskruingen vist i fig. 7, kalibrerer den ytre enden 16 av muffekomponenten 2 og den indre flaten 14 i muffepartiet 7 filmen av klebemiddel 27, og overskytende klebemiddel 29 drives ut foran enden 16.

Samtidig kommer fettet 30 som drives av trykk fra gjengene inn i fettlommen 21 og fyller denne delvis, slik som vist med skravur.

I fig. 8 er skjøten vist montert, sammenskrudd med et bestemt moment slik som i fig. 1, idet bare tappdelpartiet og muffepartiet er vist.

Overskytende klebemiddel 29 befinner seg foran muffekomponenten, og en fettlomme 21 er mer eller mindre fylt med fett 30, under hvilket befinner seg en film av klebemiddel 31.

Det kalibrerte, ringformede rommet er fylt med en film av klebemiddel med høyde h som nesten ikke påvirkes av fettet, og dette klebemiddelet er fullt ut i stand til å oppfylle sin klebefunksjon.

I dette eksempel er det valgt, uten at dette utgjør noen begrensning, et klebemiddel basert på epoksyharpiks med komponenter som er forblandet og som herder ved oppvarming på noen titalls sekunder, og som kommersielt har betegnelsen Topfix NA 84 fra Atofindley.

Etter at sammenskruingen med et bestemt moment er utført oppvarmes på kjent måte, ved bruk av en induksjonssone på noen kHz den sonen av tappdelkomponenten og muffekomponenten som tilsvarer det kalibrerte, ringformede rommet der klebemiddelet befinner seg.

Varigheten til oppvarmingen avhenger av diameteren og tykkelsen til rørene som benyttes. For eksempel for rør med ytterdiameter på 11,4 cm og tykkelse 6,88 mm skjer oppvarmingen i omtrent 30 sekunder med en effekt på 75 kW.

Dermed muliggjøres regulering av varigheten og effekten som benyttes ved denne operasjon, for å oppnå gode kleberesultater.

Etter oppvarming sikrer klebemiddelet den ønskede, mekaniske forbindelse.

Det kan inntreffe, ved de anleggstrykk som benyttes på nivå ved anleggsflatene 17, 18 at det i visse tilfeller gjenstår en meget tynn film av klebemiddel mellom disse anleggsflater. Dette har ingen innvirkning på skjøten. I alle tilfeller vil anleggsflatene 17 og 18 beskytte klebesonen 20 mot fluider som strømmer på utsiden av røret.

For anvendelser under vanskelige forhold, f.eks. i sjøvann, kan rørene 4, 5 og ytterflaten av muffekomponenten 2 belegges på kjent måte med et beskyttende lag av typen epoksy og polypropylen eller en annen type.

Som et eksempel er det dannet en skjøt slik som vist i fig. 1-3, sammenskrudd slik som vist i fig. 5-8, med de følgende betingelser:

nominell ytterdiameter for rørene 4:11,4 cm

verdien for h: 0,2 mm

verdien for H: 1,4 mm

lengden L: 30% av lengden, inkludert tappdelkomponenten eller muffekomponenten.

klebemiddel Topfix NA 84 benyttet slik som beskrevet ovenfor.

Tilskruingsmoment: 7250 Nm.

Motstandsmoment av klebing: 3430 Nm eller 47% av tilskruingsmomentet.

Det er således oppnådd en skjøt for hvilken momentet for overtilskruing eller løsskruing er øket i størrelsen 50% i forhold til en skjøt som ikke er utstyrt med en anordning som motvirker overtilskruing eller løsskruing.

Det fremgår dessuten at dannelsen av muffegjengene 6 i skjøten 1 ved maskinering forenkles av fettlommen 21, som utgjør et rom for innføring av maskineringsverktøyet.

Fig. 4 viser en variant av skjøten i fig. 1, med hylse.

To rør 50, 51 med felles akse Y1-Y2 har på hver ende en tappkomponent 52, 53, sammenføyd med en hylse 54 som symmetrisk i forhold til et tverrplan Z1-Z2 og på hver side av dette planet Z1-Z3 omfatter en muffekomponent 55, 56.

Hvert par av komponenter 52-55, 53-56 er fremstilt slik som beskrevet ovenfor og vist i fig. 1 - 3.

En slik skjøt dannet ved hjelp av hylsen 54 har to anordninger som motvirker overtilskruing eller løsskruing i sonene A og B i fig. 4, og disse soner er fremstilt slik som forklart for skjøten i fig. 1.

Fig. 9 viser en variant av skjøten i fig. 1 der klebemiddelet istedenfor å anbringes før sammenskruing siik som vist i fig. 5 tilføres etter at skjøten er tilskrudd med et bestemt moment.

Skjøten 60 oppviser med unntak av muffepartiet 61 de samme trekk som skjøten 1. Muffepartiet 61 omfatter her et gjenget hull 64 gjennom veggen, med munning på en

side i det kalibrerte, ringformede rommet 62 og med den andre siden på ytterflaten 63 av muffepartiet. Muffepartiet 61 omfatter dessuten, diametralt motsatt av hullet 64, et andre gjenget hull med mindre diameter, som ikke er vist i figuren, og som utgjør en luftekanal.

Det gjengede hullet 64 muliggjør injisering av klebemiddelet ved ønsket trykk i det

kalibrerte, ringformede rommet 62, i en mengde som er nødvendig for å fylle denne sonen, og luftehullet muliggjør injisering av klebemiddelet under gunstige tilstander.

Etter injisering lukkes hullet 64 ved innskruing av den gjengede tappen 64 som er slik dimensjonert at den verken rager inn i det ringformede rommet 62 eller utenfor flaten 63, og klebemiddelet påføres på gjengene på tappen 65. Det andre hullet lukkes med en gjenget tapp med klebemiddel som danner tetning under bruk.

Deretter oppvarmes klebemiddelet slik som for skjøten 1 for å fullføre montering av anordningen som motvirker overtilskruing eller løsskruing av skjøten.

Naturligvis kan skjøten i henhold til oppfinnelsen demonteres. Fortrinnsvis utføres før løsskruing en nedbrytning av klebemiddelet ved oppvarming, f.eks. ved induksjons-oppvarming på kjent måte til en tilstrekkelig høy temperatur. Derved er det ikke nødvendig å utøve et moment for løsskruing for å overvinne motstanden som skyldes klebingen av de to komponentene. Det er således meget enkelt etter løsskruing å rengjøre klebeflatene for gjentatt anvendelse av skjøten dersom dette er ønskelig, og klebeflatene er ikke skadet eller påført mekaniske merker. Det er ikke noe behov for ny bearbeiding av flatene i det kalibrerte rommet 20 før gjentatt bruk.

Skjøten i henhold til oppfinnelsen kan fremstilles i mange forskjellige varianter, og de viste eksempler på utførelse er på ingen måte begrensende.

Claims (22)

1. Gjenget rørskjøt (1) av den typen som omfatter en tappdelkomponent (3) med utvendige gjenger (8) og en muffekomponent (2) med innvendige gjenger (6) som tilsvarer gjengene på tappdelkomponenten og midler som muliggjør sammenføyning av de to komponenter med et bestemt tiltrekningsmoment, idet tappdelkomponenten (3) er skrudd inn i muffekomponenten (2) med et bestemt moment, karakterisert ved at muffekomponenten (2) utenfor gjengene (6) omfatter et muffeparti (7) som på enden, på den indre veggen, er utstyrt med en anleggsflate (17), og tappdelkomponenten (3) omfatter innenfor gjengene (8) et tappdelparti (13) som motsvarer muffepartiet (7), idet dette tappdelpartiet (13) på enden, på den ytre veggen, er utstyrt med en anleggsflate (18), idet anleggsflaten (18) på tappdelen og anleggsflaten (17) i muffedelen danner anlegg mot hverandre, og den ytre flaten (14) på muffepartiet mellom enden (19) av gjengene og anleggsflaten (17) og den ytre flaten (15) på tappdelpartiet mellom enden av gjengene (12) og anleggsflaten (18) på tappdelen har en slik geometri at de danner en ringformet sone (20, 21), idet i det minste et parti av lengden av denne sonen målt langs aksen (X1-X2) til skjøten danner et kalibrert, ringformet rom (20), i hvilket et klebemiddel (27) som fyller hele eller en del av dette ringformede rommet (20) danner mekanisk forbindelse mellom muffepartiet (7) og tappdelpartiet (13).

2. Skjøt som angitt i krav 1, karakterisert ved at den indre flaten (14) i muffepartiet (7) og den ytre flaten (15) på tappdelpartiet (13) som danner det kalibrerte, ringformede rommet (20) er adskilt med en radial avstand (h) i størrelse på noen tiendedels mm.

3. Skjøt som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at den indre flaten (14) i muffepartiet (7) og den ytre flaten (15) på tappdelpartiet (13) som danner det kalibrerte, ringformede rommet (20) er koniske eller sylindriske flater eller generelt omdreiningsflater.

4. Skjøt som angitt i et av kravene 1 - 3, karakterisert ved at den ringformede sonen som befinner seg mellom enden av tappdelgjengene (12) og muffegjengene (19) og anleggsflatene (18, 17) på tappdelen og i muffedelen omfatter en fettlomme (21) anordnet som en direkte forlengelse av gjengene. o.

OKjwi som anyiu i Krav *t, karakterisert ved at det kalibrerte, ringformede rommet (20) og fettlommen (21) for det meste er dannet i muffepartiet (7).

6. Skjøt som angitt i et av kravene 1-5, karakterisert ved at tappdelpartiet (13) og muffepartiet (7), og særlig anleggsflaten (17) i muffepartiet, har en slik geometri at den indre flaten i muffepartiet (7), og særlig anleggsflaten (17) ikke danner anlegg med den ytre flaten på tappdelpartiet under fasen med sammenskruing av skjøten, idet et radialt mellomrom opprettholdes mellom disse to flater, og anleggsflaten i muffedelen kommer i kontakt med anleggsflaten på tappdelen ved slutten av sammenskruingen av skjøten.

7. Skjøt som angitt i et av kravene 1-6, karakterisert ved at diameteren til den ytre flaten på tappdelpartiet (13) mellom gjengene (12) og anleggsflaten (18) er mindre enn diameteren til det løpende rørpartiet (5) som tappdelkomponenten (3) er dannet på.

8. Skjøt som angitt i et av kravene 1 - 7, karakterisert ved at anleggsflatene (18, 17) på tappdelen og muffen er koniske flater.

9. Skjøt som angitt i et av kravene 1 -8, karakterisert ved at klebemiddelet (27) som benyttes er et klebemiddel med kontrollert herding.

10. Skjøt som angitt i et av kravene 1 - 8, karakterisert ved at klebemiddelet (27) er et klebemiddel basert på epoksyharpiks.

11. Skjøt som angitt i et av kravene 6-10, karakterisert ved at klebemiddelet (27) er påført på den ytre flaten på tappdelpartiet før sammenskruing.

12. Skjøt som angitt i krav 11, karakterisert ved at klebemiddelet (27) er kalibrert som en film av klebemiddel ved forskyvningen av muffepartiet (7) i forhold til tappdelpartiet (13) under sammenskruing av skjøten.

13. Skjøt som angitt i et av kravene 1-10, karakterisert ved at klebemiddelet er injisert etter sammenskruing i det kalibrerte, ringformede rommet (20) gjennom et hull (64) i muffepartiet (61) på nivå med det kalibrerte, ringformede rommet (20), hvilket hull fortrinnsvis har midler (65) for lukning.

14. Skjøt som angitt i krav 13, karakterisert ved at den omfatter en luftekanal.

15. Skjøt som angitt i et av kravene 1-14, karakterisert ved at den er av integrert type, idet tappdelkomponenten (3) og muffekomponenten (2) er dannet på enden av rør (4, 5) som skal sammenføyes ved bruk av skjøten (1).

16. Skjøt som angitt i et av kravene 1-14, karakterisert ved at den er av typen med hylse, idet muffekomponenten (55) er dannet på enden av en side av en muffe (54), mens tappdelkomponenten (52) er dannet på et rør, idet et tilsvarende arrangement er dannet på den andre siden av hylsen (54) med en annen muffekomponent (56) og en annen tappdelkomponent (53).

17. Skjøt som angitt i et av kravene 1-16, karakterisert ved at gjengene (6, 8) er koniske gjenger.

18. Skjøt som angitt i et av kravene 1-16, karakterisert ved at gjengene er sylindriske gjenger.

19. Skjøt som angitt i et av kravene 1-16, karakterisert ved at gjengene er dobbeltgjenger.

20. Skjøt som angitt i et av kravene 1-19, karakterisert ved at tappdelkomponenten og muffekomponenten omfatter et par stoppeflater (23, 24) for sammenskruingen.

21. Skjøt som angitt i et av kravene 1 - 20, karakterisert ved at tappdelkomponenten og muffekomponenten omfatter et par anleggsflater (25, 26) for tetning metall mot metall i tillegg til anleggsflatene (17, 18) på muffepartiet (7) og tappdelpartiet (13).

22. Skjøt som angitt i et av kravene 1-16, karakterisert ved at midlene som muliggjør sammenføyning av de to komponenter med et bestemt moment er midler dannet av gjengene (6, 8) eller midler som er uavhengig av gjengene.