PL194968B1 - Sposób i urzadzenie do kontroli gwintu stożkowego - Google Patents

Abstract

1. Sposób kontroli gwintu sto zkowego zewn etrznego (3) umieszczonego na obwodzie zewn etrznym elementu we- wn etrznego (1), który sam jest umieszczony na ko ncu rury metalowej (101) i zawiera, co najmniej jeden element uszczelniaj acy (5, 7) umieszczony w s asiedztwie tego ko nca, w którym kontroluje si e srednic e ko la podzia lowego (D1) gwintu w danej p laszczy znie pomiaru (P1) umieszczonej w odleg lo sci (L1) od p laszczyzny odniesienia (PO) rysunku, za pomoc a urz adzenia do pomiaru p laszczyzny srednicy (51), ……, a nast epnie porównuje si e zmierzon a srednic e pomi e- dzy wierzcho lkami zwojów (D1s) w stosunku do granic do- puszczalnego przedzia lu, znamienny tym, ze jako p laszczy- zn e pomiaru (P1) srednicy ko la podzia lowego gwintu ze- wn etrznego (3) wybiera si e p laszczyzn e umieszczon a po- mi edzy p laszczyzn a odniesienia (PO) rysunku i pierwszym pe lnym zwojem zewn etrznym,................................................. 17. Urz adzenie do kontroli gwintu sto zkowego ze- wn etrznego (3) umieszczonego na obwodzie zewn etrznym elementu wewn etrznego (1), który sam jest umieszczony na ko ncu rury metalowej (101) i zawiera, co najmniej jeden element uszczelniaj acy (5, 7) umieszczony w s asiedztwie tego ko nca,……, zawieraj ace blok wzorcowy (70) do usta- wienia warto sci wst epnie ustalonej odleg losci pomi edzy dwiema powierzchniami styku (60, 61), znamienne tym, ze blok (70) ma kszta lt klina sci etego i zawiera ko ncow a po- wierzchni e poprzeczn a (72) i dwie p laskie powierzchnie o orientacji w przybli zeniu pod luznej,……………………….. PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do kontroli gwintu stożkowego.

W szczególności, przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do kontroli wymiarowej gwintu stożkowego zewnętrznego lub wewnętrznego umieszczonego na zewnętrznym lub wewnętrznym obwodzie elementu rurowego, który sam znajduje się na końcu rury metalowej, a zwłaszcza sposób kontroli wymiarowej średnicy koła podziałowego takiego gwintu stożkowego zewnętrznego lub wewnętrznego w danej płaszczyźnie przekroju głównego.

Przez średnicę koła podziałowego gwintu, rozumie się średnicę określoną na zarysie bocznym zęba zewnętrznego w połowie wysokości zęba. Gwint wewnętrzny jest określony w stosunku do gwintu zewnętrznego.

W przypadku gwintu stożkowego, wartość nominalna średnicy koła podziałowego powinna być określona w danej płaszczyźnie przekroju głównego.

Znane są połączenia gwintowane rur metalowych, zwłaszcza stosowanych do wykonywania kolumn rur wiertniczych, roboczych lub obudowy szybów wydobywczych węglowodorów lub szybów kopalnianych. Połączenie jest wykonywane pomiędzy elementem zewnętrznym i elementem wewnętrznym umieszczonym na końcach rur i wyposażonym, każdy w gwint stożkowy odpowiednio zewnętrzny i wewnętrzny umieszczone na powierzchni obwodu odpowiednio zewnętrznego i wewnętrznego elementu zewnętrznego lub wewnętrznego.

Przez rurę, rozumie się tu każdy rodzaj rury, nie tylko rurę o dużej długości, ale także element rurowy o małej długości tworzący na przykład tuleje i umożliwiający połączenie dwóch rur o dużej długości.

Warunki API 5CT American Petroleum Institute (API), które stanowią standard światowy w przemyśle wydobywczym węglowodorów określają rury połączone za pomocą połączenia gwintowanego zawierającego gwinty stożkowe z gwintami trójkątnymi, okrągłymi lub trapezoidalnymi.

Warunki API 5B, również wydane przez American Petroleum Institute, określają, odpowiednie gwinty i sposób ich kontrolowania.

Warunki API 5B określają zwłaszcza dla każdego wymiaru rury nominalną wartość średnicy koła podziałowego gwintu w płaszczyźnie przekroju głównego umieszczonego na końcu pełnego gwintu zewnętrznego od strony korpusu rury. Gwinty zewnętrzne nad tą płaszczyzną mają wysokość stopniowo zmniejszającą się do zera. Płaszczyzna ta jest nazywana płaszczyzną odniesienia średnicy koła podziałowego lub w skrócie płaszczyzną odniesienia. Termin pierwszy zwój odnosi się do boku gwintu skierowanego w stronę wolnego końca elementu zewnętrznego lub wewnętrznego odpowiednio. Termin ostatni zwój odnosi się do boku gwintu skierowanego w stronę przeciwną do wolnego końca odpowiedniego elementu.

Ostatni pełny zwój zewnętrzny umieszczony jest więc w płaszczyźnie odniesienia, podczas gdy ostatni zwój zewnętrzny odpowiada końcowi gwintu od strony korpusu rury.

Gwinty wykonane według warunków API 5B powinny być kontrolowane przez nakręcenie ręczne sprawdzianów takich jak sprawdziany pierścieniowe mające gwint wewnętrzny w przypadku kontroli gwintów zewnętrznych lub sprawdziany trzpieniowe mające gwint zewnętrzny w przypadku kontroli gwintów wewnętrznych.

Kontroluje się rzeczywiście względne położenie osiowe końca wkręcenia sprawdzianu w stosunku do kontrolowanego gwintu, a warunki API 5B określają wartość i tolerancję w tym względnym położeniu osiowym.

Sposób kontroli określony przez API 5B ma zalety, mianowicie, zwłaszcza umożliwia prostą i szybką ogólną kontrolę gwintu, ale ma także pewną liczbę wad tak ekonomicznych jak i technicznych.

Po pierwsze, sposób kontroli za pomocą masywnych sprawdzianów wymaga, dla każdej z kontrolowanych średnic gwintu, zestawów sprawdzianów na różnych poziomach, mianowicie sprawdzianów pierwotnych i sprawdzianów wtórnych lub roboczych. Sprawdziany robocze powinny zostać wybrakowane, gdy stopień ich zużycia przekroczy wartość krytyczną.

W praktyce oznacza to konieczność stosowania bardzo dużej liczby sprawdzianów o bardzo wysokiej dokładności, oraz ciągłej kontroli stanu ich zużycia. Powoduje to znaczny koszt stosowania tych sprawdzianów.

Ponadto, ten sposób kontroli gwintu daje wynik ogólny, który jest funkcją kilku parametrów między innymi średnicy koła podziałowego, ale także zbieżności, owalizacji, parametrów wzajemnie zależnych, co nie ułatwia dokładnej interpretacji rezultatów kontroli.

PL 194 968 B1

W przypadku kontroli gwintu zewnętrznego, jeżeli zbieżność kontrolowanego gwintu zewnętrznego jest mniejsza od zbieżności sprawdzianu, pierwsze dna zwojów zewnętrznych stykają się ze zwojami sprawdzianu podczas, gdy ostatnie dna zwojów zewnętrznych mają luz promieniowy w stosunku do odpowiednich zwojów sprawdzianu. Jeżeli, przeciwnie zbieżność kontrolowanego gwintu zewnętrznego jest większa od zbieżności sprawdzianu, dna ostatnich zwojów zewnętrznych stykają się ze zwojami sprawdzianu, ale pierwsze dna nie.

W obydwu przypadkach, średnica koła podziałowego gwintu zewnętrznego, w płaszczyźnie odpowiadającej na sprawdzianie płaszczyźnie odniesienia, jest mniejsza od nominalnej średnicy koła podziałowego, ale, ponadto w drugim przypadku, średnica koła podziałowego na poziomie pierwszych zwojów zewnętrznych jest źle rozpoznana.

Również, w przypadku kontroli gwintu wewnętrznego, gdy zbieżność kontrolowanego gwintu wewnętrznego jest mniejsza lub większa od zbieżności sprawdzianu, średnica koła podziałowego gwintu wewnętrznego, w płaszczyźnie odpowiadającej na sprawdzianie płaszczyźnie odniesienia, jest większa od nominalnej średnicy koła podziałowego, ale jeżeli jest ona mniejsza, średnica koła podziałowego na poziomie pierwszych zwojów zewnętrznych jest źle rozpoznana.

Producenci określonych połączeń gwintowanych, takich jak na przykład połączenia opisane w patencie EP 0 488 912, które są przeznaczone dla zapewnienia parametrów roboczych większych niż mają połączenia według API, stosują, ze względu na rozpowszechnienie i międzynarodowe znaczenie warunków API, procedury kontroli podobne do określonych dla połączeń według API. Koszty kontroli gwintu przy zastosowaniu omawianych procedur są wysokie. Ponadto, procedury te wymagają stosowania całych zestawów sprawdzianów.

Z tej racji zostały opracowane sposoby kontroli gwintu, które nie stosują sprawdzianów masywnych, ale które wykonują bezpośrednie określenie średnicy koła podziałowego w płaszczyźnie odniesienia lub innym określonym miejscu.

W opisie patentowym USA 4,524,524 przedstawiono proces i urządzenie do bezpośredniej kontroli średnicy koła podziałowegogwintu zewnętrznego lub wewnętrznego umieszczonego poziomo, w którym:

- urządzenie zawiera górną powierzchnię styku i dolną powierzchnię styku umieszczone w płaszczyźnie poziomej w regulowanej odległości poziomej od pionowej powierzchni oparcia;

- reguluje się odległość pionową pomiędzy powierzchniami styku większą i mniejszą na wartość wstępnie ustaloną;

- umieszcza się urządzenie w taki sposób, że powierzchnia pionowa oparcia opiera się o koniec elementu, którego gwint ma być kontrolowany i w taki sposób, że dwie powierzchnie styku stykają się z wierzchołkami zwojów w punktach diametralnie przeciwnych gwintu;

- mierzy się odstęp odległości pomiędzy tymi dwoma powierzchniami styku w stosunku do wartości wstępnie ustalonej za pomocą, na przykład, komparatora, którego zero zostało ustawione na wartość wstępnie ustaloną.

Wartość wstępnie ustalona odpowiada w tym przypadku wartości nominalnej średnicy pomiędzy wierzchołkami zwojów więc wartości nominalnej średnicy koła podziałowego powiększonego lub pomniejszonego o wysokość gwintu według tego czy dotyczy to gwintu zewnętrznego lub wewnętrznego.

Instrukcja urządzenia sprzedawanego przez uprawnionego z patentu US 4,524,524 określa:

a) niezbędną zależność, określającą związek pomiędzy tolerancją średnicy koła podziałowego (AD) wyznaczoną sposobem kontroli przez pomiar średnicy koła podziałowego, a tolerancją ustawienia osiowego (AS) sprawdzianu masywnego określoną przez warunki API 5B:

AD=AS.TTnom/100 gdzie TTnom jest zbieżnością nominalną gwintu w % odniesioną do średnicy,

b) dokładne korekcje dla uwzględnienia wpływu geometrii powierzchni styku urządzenia kontrolnego na wartość wstępnie ustaloną odległości pionowej pomiędzy powierzchniami styku,

c) sposób określenia wartości wstępnie ustalonej odległości pionowej pomiędzy powierzchniami styku urządzenia kontrolnego dla uwzględnienia umieszczenia płaszczyzny pomiaru na zewnątrz płaszczyzny odniesienia. Odejmuje się więc od nominalnej średnicy koła podziałowego wartość równą: L.TTnom /100, gdzie L jest odległością osiową pomiędzy płaszczyzną pomiaru i płaszczyzną odniesienia, a TTnom, jest wartością nominalną zbieżności gwintu wyrażoną w % i odniesioną do średnicy.

PL 194 968 B1

Instrukcja tego urządzenia nie wspomina jednak o żadnej szczególnej korzyści wykonywania kontroli wymiarowej średnicy koła podziałowego w płaszczyźnie pomiaru, innej niż płaszczyzna odniesienia.

Podobnie jest dla urządzeń opisanych w patentach USA 4 567 670 i USA 4 965 937.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu kontroli gwintu stożkowego zewnętrznego lub wewnętrznego przystosowanego zwłaszcza do połączeń o dużej skuteczności uszczelnienia, którego elementy zewnętrzne i wewnętrzne zawierają, co najmniej element uszczelniający, bez stosowania sprawdzianu masywnego, który umożliwia uzyskanie, a nawet zagwarantowanie tych samych parametrów jak w sposobie kontroli, przy użyciu sprawdzianu masywnego.

Przez urządzenie pomiarowe płaszczyzny średnicy, a w skrócie, urządzenie pomiarowe rozumie się urządzenie podobne lub równoważne urządzeniu opisanemu w patencie USA 4,524,524, które umożliwia mierzenie średnicy w danej płaszczyźnie przekroju głównego kontrolowanego przedmiotu i które zawiera:

- poprzeczną powierzchnię oparcia,

- co najmniej dwie powierzchnie styku określone w stosunku do płaszczyzny pomiaru i poprzecznie w odległości jednej od drugiej i w odległości osiowej regulowanej od powierzchni oparcia,

- i element pomiarowy średnicy koła umieszczonego w poprzecznej płaszczyźnie pomiaru w danej odległości osiowej od powierzchni oparcia i styczny do powierzchni styku.

Celem wynalazku jest ponadto wykonanie pomiaru średnicy koła podziałowego w płaszczyźnie przekroju poprzecznego gdzie jest ona największa, przy uwzględnieniu oczekiwanych charakterystyk szczelności kontrolowanych połączeń.

Niedogodnością stosowania urządzenia pomiarowego płaszczyzny średnicy jest to, że uzyskuje się dokładną wielkość średnicy koła podziałowego kontrolowanego gwintu tylko w pobliżu płaszczyzny pomiaru. Wielkość średnicy koła podziałowego w płaszczyźnie stosunkowo odległej od płaszczyzny pomiaru jest obarczona błędem ze względu na tolerancje produkcyjne zbieżności kontrolowanego gwintu.

Dokument patentowy USA 5 360 239 opisuje sposób kontroli wykorzystujący urządzenie do pomiaru płaszczyzny średnicy.

Średnica koła podziałowego jest mierzona w sąsiedztwie pierwszych pełnych zwojów zewnętrznych i na odpowiednich zwojach wewnętrznych.

Ten sposób umożliwia zagwarantowanie zwiększonej wartości interferencji pomiędzy pierwszymi odpowiednimi pełnymi zwojami zewnętrznymi i wewnętrznymi w przypadku łączenia gwintów o dużych średnicach nie wyposażonych w oddzielne elementy uszczelniające w celu uzyskania połączenia gwintowanego pomimo ciśnień i działających sił.

Ten dokument patentowy USA 5 360 239 nie opisuje jednak sposobu określenia oczekiwanej wartości średnicy koła podziałowego w płaszczyźnie pomiaru lub dopuszczalnych granic tej średnicy i nie jest jego celem uzyskanie szczególnego rozkładu średnic mierzonych w stosunku do rozkładu uzyskanego podczas konwencjonalnej kontroli wykonanej za pomocą sprawdzianów masywnych.

Sposób kontroli gwintu stożkowego zewnętrznego umieszczonego na obwodzie zewnętrznym elementu wewnętrznego, który sam jest umieszczony na końcu rury metalowej i zawiera co najmniej jeden element uszczelniający umieszczony w sąsiedztwie tego końca, w którym kontroluje się średnicę koła podziałowego gwintu w danej płaszczyźnie pomiaru umieszczonej w odległości od płaszczyzny odniesienia rysunku, za pomocą urządzenia do pomiaru płaszczyzny średnicy, które zawiera powierzchnię oparcia, co najmniej dwie powierzchnie styku położone poprzecznie w odległości od siebie i w regulowanej odległości osiowej od powierzchni oparcia i element pomiarowy średnicy koła umieszczonego w poprzecznej płaszczyźnie pomiaru i stycznego do powierzchni styku, przy czym w sposobie tym, na urządzeniu do pomiaru płaszczyzny średnicy ustawia się odległość pomiędzy powierzchnią oparcia i płaszczyzną pomiaru w funkcji wybranej odległości, następnie reguluje się element pomiarowy na wartość wstępnie ustaloną odległości poprzecznej pomiędzy powierzchniami styku, za pomocą bloku wzorcowego, którego wymiar charakterystyczny jest określony w stosunku do wartości szacowanej średnicy koła podziałowego w płaszczyźnie pomiaru, po czym mierzy się w płaszczyźnie pomiaru średnicę gwintu pomiędzy wierzchołkami zwojów, zaś urządzenie pomiarowe opiera się powierzchnią oparcia o wolny koniec elementu wewnętrznego, a następnie porównuje się zmierzoną średnicę pomiędzy wierzchołkami zwojów w stosunku do granic dopuszczalnego przedziału, według wynalazku charakteryzuje się tym, że jako płaszczyznę pomiaru średnicy koła podziałowego gwintu

PL 194 968 B1 zewnętrznego wybiera się płaszczyznę umieszczoną pomiędzy płaszczyzną odniesienia rysunku i pierwszym pełnym zwojem zewnętrznym, zaś wartość szacowaną średnicy koła podziałowego w płaszczyźnie pomiaru określa się z poniższych równań:

D1e = Dnom - L1 TTrepl/ 100

TTrepl = TTnom + ^K1 · ATT +

- K1 · ATT1 · g(-ATTI/ σ1) gdzie, Dnom jest wartością nominalną średnicy koła podziałowego w płaszczyźnie odniesienia, TT_rep jest wartością przeniesioną zbieżności zewnętrznej,

TTnom jest wartością nominalną zbieżności gwintu,

TTmini, TTmaxi i TTśri są odpowiednio wartościami minimalną, maksymalną i średnią zbieżności wykonanych gwintów zewnętrznych,

ATT jest wartością algebraiczną odchylenia (TT_śr - TT_no_m), σ - jest odchyleniem standardowym rozkładu wartości wykonanych zbieżności,

Ki jest stosunkiem długości gwintu zewnętrznego do odległości pomiędzy płaszczyzną odniesienia i pierwszym pełnym zwojem zewnętrznym, g (u) jest wartością rozkładu normalnego scentrowanego ograniczonego dla wartości zmiennej u. Płaszczyznę pomiaru umieszcza się w przybliżeniu w połowie odległości pomiędzy płaszczyzną odniesienia i płaszczyzną odpowiadającą pierwszemu pełnemu zwojowi zewnętrznemu.

Sposób kontroli gwintu stożkowego wewnętrznego umieszczonego na obwodzie wewnętrznym elementu zewnętrznego, który sam jest umieszczony na końcu rury metalowej i zawiera, co najmniej jeden element uszczelniający umieszczony tak, aby współpracować z elementem lub elementami umieszczonymi w sąsiedztwie wolnego końca elementu wewnętrznego, w którym kontroluje się średnicę koła podziałowego gwintu w danej płaszczyźnie pomiaru umieszczonej w odległości od płaszczyzny odniesienia rysunku, za pomocą urządzenia do pomiaru płaszczyzny średnicy, które zawiera powierzchnię oparcia, co najmniej dwie powierzchnie styku położone poprzecznie w odległości od siebie i w regulowanej odległości osiowej od powierzchni oparcia i element pomiarowy średnicy koła umieszczonego w płaszczyźnie poprzecznej pomiaru i stycznego do powierzchni styku, przy czym w sposobie tym na urządzeniu do pomiaru płaszczyzny średnicy ustawia się odległość pomiędzy powierzchnią oparcia i płaszczyzną pomiaru, w funkcji wybranej odległości, następnie reguluje się element pomiarowy na wartość wstępnie ustaloną odległości poprzecznej pomiędzy powierzchniami styku za pomocą bloku wzorcowego, którego wymiar charakterystyczny jest określony w stosunku do wartości szacowanej średnicy koła podziałowego w rozważanej płaszczyźnie pomiaru, po czym mierzy się w płaszczyźnie pomiaru średnicę gwintu pomiędzy wierzchołkami zwojów, zaś urządzenie pomiarowe opiera się powierzchnią oparcia o wolny koniec elementu zewnętrznego, a następnie porównuje się zmierzoną średnicę pomiędzy wierzchołkami zwojów w stosunku do granic dopuszczalnego przedziału, według wynalazku charakteryzuje się tym, że jako płaszczyznę pomiaru średnicy koła podziałowego gwintu wewnętrznego wybiera się płaszczyznę umieszczoną w obszarze pełnych zwojów wewnętrznych, najbliższą płaszczyźnie rysunku zbieżnej z płaszczyzną pomiaru średnicy koła podziałowego gwintu zewnętrznego określoną w zastrzeżeniach 1 albo 2, gdy na rysunku, dwa gwinty zewnętrzny i wewnętrzny są połączone, zaś wartość szacowaną średnicy koła podziałowego w płaszczyźnie pomiaru określa się z poniższych równań:

D2e = Dnom - L2 · TT_rep21100 rep²

TTrep2 = TTnom + K2 · ATT2 +

K 2 ·α 2 · exp - ) -(a TT2/ α 2) ,2

- K2 · ATT2 · g(ATT2fo2) gdzie, Dnom jest wartością nominalną średnicy koła podziałowego w płaszczyźnie odniesienia,

PL 194 968 B1

Tt_rep2 jest wartością przeniesienia zbieżności,

TTnom jest wartością nominalną zbieżności gwintu,

TT_min2, TTmax2 i TTśr2 są odpowiednio wartościami minimalną, maksymalną i średnią zbieżności wykonanych gwintów,

ΔΤΤ2 jest wartością algebraiczną odchylenia, σ2- jest odchyleniem standardowym rozkładu wartości wykonanych zbieżności,

K2 jest stosunkiem długości gwintu wewnętrznego do odległości pomiędzy płaszczyzną odniesienia i ostatnim pełnym zwojem wewnętrznym, g (u) jest wartością rozkładu normalnego scentrowanego ograniczonego dla wartości zmiennej u.

Stosuje się element lub elementy uszczelniające zawierające powierzchnię uszczelniającą.

Stosuje się element lub elementy uszczelniające zawierające poprzeczną powierzchnię oparcia.

Stosuje się wartość średnią zbieżności gwintu wewnętrznego mniejszą od wartości średniej zbieżności gwintu zewnętrznego, który jest z nim związany.

Stosuje się wartość średnią zbieżności gwintu zewnętrznego większą od wartości nominalnej.

Stosuje się wartość średnią zbieżności gwintu wewnętrznego mniejszą od wartości nominalnej.

Wartości graniczne dopuszczalnego przedziału średnicy pomiędzy wierzchołkami zwojów uzyskuje się przez zastąpienie w równaniu określającym wartość szacowaną średnicy koła podziałowego w płaszczyźnie pomiaru, wartości odległości pomiędzy płaszczyzną odniesienia i płaszczyzną pomiaru przez wartości, które je obejmują.

Pomiaru dokonuje się za pomocą urządzenia do pomiaru płaszczyzny średnicy, które zawiera dwie powierzchnie styku, cztery razy w tej samej płaszczyźnie pomiaru, przy czym urządzenie pomiarowe lub gwint obraca się o jedną ósmą obrotu wokół osi gwintu pomiędzy każdym pomiarem i wykorzystuje się wartość średnią tych czterech pomiarów dla określenia średnicy pomiędzy wierzchołkami zwojów w płaszczyźnie pomiaru.

Pomiaru dokonuje się za pomocą urządzenia do pomiaru płaszczyzny średnicy, które zawiera trzy powierzchnie styku, trzy razy w tej samej płaszczyźnie pomiaru, przy czym urządzenie pomiarowe lub gwint obraca się o 40° wokół osi gwintu pomiędzy każdym pomiarem i wykorzystuje się wartość średnią tych trzech pomiarów dla określenia średnicy pomiędzy wierzchołkami zwojów w płaszczyźnie pomiaru.

Urządzenie do kontroli gwintu stożkowego zewnętrznego umieszczonego na obwodzie zewnętrznym elementu wewnętrznego, który sam jest umieszczony na końcu rury metalowej i zawiera, co najmniej jeden element uszczelniający umieszczony w sąsiedztwie tego końca, w którym kontroluje się średnicę koła podziałowego gwintu w danej płaszczyźnie pomiaru umieszczonej w odległości od płaszczyzny odniesienia rysunku, za pomocą urządzenia do pomiaru płaszczyzny średnicy, które zawiera powierzchnię oparcia, dwie powierzchnie styku położone poprzecznie w odległości od siebie i w regulowanej odległości osiowej od powierzchni oparcia i element pomiarowy średnicy koła umieszczonego w poprzecznej płaszczyźnie pomiaru i stycznego do powierzchni styku, zawierające blok wzorcowy do ustawienia wartości wstępnie ustalonej odległości pomiędzy dwiema powierzchniami styku, według wynalazku charakteryzuje się tym, że blok ma kształt klina ściętego i zawiera końcową powierzchnię poprzeczną i dwie płaskie powierzchnie o orientacji w przybliżeniu podłużnej, nachylone symetrycznie w stosunku do końcowej powierzchni poprzecznej i zbieżne ku niej, przy czym kąt C pomiędzy tymi nachylonymi płaskimi płaszczyznami jest równy 2.arctg, a odległość poprzeczna pomiędzy tymi nachylonymi płaskimi płaszczyznami jest równa w odległości podłużnej od powierzchni końcowej, gdzie h jest równe sumie wysokości zęba kontrolowanego gwintu i znanego współczynnika korekty geometrycznej właściwego dla urządzenia pomiarowego.

Blok wzorcowy ma na końcu swoich nachylonych płaskich powierzchni lub swojej stożkowej powierzchni zewnętrznej, od strony powierzchni końcowej część nachyloną lub o innej zbieżności, która odtwarza profil elementu lub elementów uszczelniających elementu wewnętrznego.

Urządzenie do kontroli gwintu stożkowego zewnętrznego umieszczonego na obwodzie zewnętrznym elementu wewnętrznego, który sam jest umieszczony na końcu rury metalowej i zawiera, co najmniej jeden element uszczelniający umieszczony w sąsiedztwie tego końca, w którym kontroluje się średnicę koła podziałowego gwintu w danej płaszczyźnie pomiaru umieszczonej w odległości od płaszczyzny odniesienia rysunku, za pomocą urządzenia do pomiaru płaszczyzny średnicy, które zawiera powierzchnię oparcia, trzy powierzchnie styku położone poprzecznie w odległości od siebie i w regulowanej odległości osiowej od powierzchni oparcia i element pomiarowy średnicy koła umieszczonego w poprzecznej płaszczyźnie pomiaru i stycznego do powierzchni styku, zawierające blok

PL 194 968 B1 wzorcowy do ustawienia wartości, wstępnie ustalonej odległości pomiędzy trzema powierzchniami styku, według wynalazku charakteryzuje się tym, że blok ma kształt stożka ściętego i zawiera końcową powierzchnię poprzeczną od strony wierzchołka stożka i stożkową powierzchnię zewnętrzną o zbieżności równej TTśr1, przy czym średnica powierzchni stożkowej w odległości od końcowej powierzchni poprzecznej jest równa, gdzie h jest równe sumie wysokości zęba kontrolowanego gwintu i znanego współczynnika korekty geometrycznej właściwego dla urządzenia pomiarowego.

Blok wzorcowy ma na końcu swoich nachylonych płaskich powierzchni lub swojej stożkowej powierzchni zewnętrznej, od strony powierzchni końcowej część nachyloną lub o innej zbieżności, która odtwarza profil elementu lub elementów uszczelniających elementu wewnętrznego.

Urządzenie do kontroli gwintu stożkowego wewnętrznego umieszczonego na obwodzie wewnętrznym elementu zewnętrznego, który sam jest umieszczony na końcu rury metalowej i zawiera, co najmniej jeden element uszczelniający umieszczony tak, aby współpracować z elementem lub elementami umieszczonymi w sąsiedztwie wolnego końca elementu wewnętrznego, w którym kontroluje się średnicę koła podziałowego gwintu w danej płaszczyźnie pomiaru umieszczonej w odległości od płaszczyzny odniesienia rysunku, za pomocą urządzenia do pomiaru płaszczyzny średnicy, które zawiera powierzchnię oparcia, dwie powierzchnie styku położone poprzecznie w odległości od siebie i w regulowanej odległości osiowej od powierzchni oparcia i element pomiarowy średnicy koła umieszczonego w płaszczyźnie poprzecznej pomiaru i stycznego do powierzchni styku, zawierające blok wzorcowy do ustawienia wartości wstępnie ustalonej odległości pomiędzy dwiema powierzchniami styku, według wynalazku charakteryzuje się tym, że blok ma poprzeczną powierzchnię końcową i przestrzeń wewnętrzną ograniczoną przez dwie płaskie powierzchnie bloku, o orientacji w przybliżeniu podłużnej, nachylone symetrycznie w stosunku do powierzchni końcowej i zbieżne w stronę dna przestrzeni wewnętrznej, przy czym kąt D pomiędzy tymi nachylonymi płaskimi płaszczyznami jest równy 2.arctg (TTśr₂/2), a odległość poprzeczna pomiędzy tymi nachylonymi płaskimi płaszczyznami jest równa w odległości podłużnej od powierzchni końcowej, gdzie h jest równe sumie wysokości zęba kontrolowanego gwintu i znanego współczynnika korekty geometrycznej właściwego dla urządzenia pomiarowego.

Blok zawiera na końcu swoich nachylonych płaskich powierzchni lub swojej stożkowej powierzchni zewnętrznej od strony przeciwnej do poprzecznej powierzchni końcowej część nachyloną lub o innej zbieżności, która odtwarza profil elementu lub elementów uszczelniających elementu zewnętrznego.

Urządzenie do kontroli gwintu stożkowego wewnętrznego umieszczonego na obwodzie wewnętrznym elementu zewnętrznego, który sam jest umieszczony na końcu rury metalowej i zawiera co najmniej jeden element uszczelniający umieszczony tak, aby współpracować z elementem lub elementami umieszczonymi w sąsiedztwie wolnego końca elementu wewnętrznego, w którym kontroluje się średnicę koła podziałowego gwintu w danej płaszczyźnie pomiaru umieszczonej w odległości od płaszczyzny odniesienia rysunku, za pomocą urządzenia do pomiaru płaszczyzny średnicy które zawiera powierzchnię oparcia, trzy powierzchnie styku położone poprzecznie w odległości od siebie i w regulowanej odległości osiowej od powierzchni oparcia i element pomiarowy średnicy koła umieszczonego w płaszczyźnie poprzecznej pomiaru i stycznego do powierzchni styku, zawierające blok wzorcowy do ustawienia wartości wstępnie ustalonej odległości pomiędzy powierzchniami styku, według wynalazku charakteryzuje się tym, że blok ma poprzeczną powierzchnię końcową i przestrzeń wewnętrzną ograniczoną przez stożkową powierzchnię zewnętrzną o osi podłużnej i zbieżności równej TTśr2, której wierzchołek jest skierowany od strony przeciwnej do końcowej powierzchni poprzecznej i której średnica w odległość od końcowej powierzchni poprzecznej jest równa, gdzie h jest równe sumie wysokości zęba kontrolowanego gwintu i znanego współczynnika korekty geometrycznej właściwego dla urządzenia pomiarowego.

Blok zawiera na końcu swoich nachylonych płaskich powierzchni lub swojej stożkowej powierzchni zewnętrznej od strony przeciwnej do poprzecznej powierzchni końcowej część nachyloną lub o innej zbieżności, która odtwarza profil elementu lub elementów uszczelniających elementu wewnętrznego.

Element lub elementy uszczelniające zewnętrzne są umieszczone w sąsiedztwie wolnego końca elementu zewnętrznego, podczas gdy element lub elementy uszczelniające wewnętrzne są umieszczone na elemencie wewnętrznym w taki sposób aby współpracować z elementem lub elementami umieszczonymi w sąsiedztwie wolnego końca elementu zewnętrznego z którym element wewnętrzny ma być połączony.

PL 194 968 B1

Płaszczyzna pomiaru średnicy koła podziałowego gwintu zewnętrznego jest płaszczyzną umieszczoną pomiędzy płaszczyzną odniesienia i pierwszym pełnym zwojem zewnętrznym. Wybór płaszczyzny pomiaru powinien oczywiście umożliwić, aby powierzchnie styku urządzenia pomiarowego mogły być przyłożone na wystarczającej długości wierzchołków pełnych zwojów.

Wartość przesuniętej zbieżności TT_rep określona równaniem odpowiada zbieżności stożka, którego duża średnica równa wartości nominalnej średnicy koła podziałowego jest umieszczona w płaszczyźnie odniesienia i którego mała średnica równa wartości średniej średnic kół podziałowych gwintów kontrolowanych za pomocą sprawdzianów masywnych jest położona w płaszczyźnie umieszczonej na końcu zwojów gwintów kontrolowanych od strony elementu lub elementów uszczelniających.

Wynalazek umożliwia optymalizację charakterystyk uszczelnienia połączenia gwintowanego dzięki doborowi miejsca, w którym jest najważniejsze wykonanie pomiaru średnicy koła podziałowego kontrolowanego gwintu.

Wynalazcy stwierdzili, że zbyt duża interferencja średnic gwintu w obszarze pierwszych pełnych zwojów zewnętrznych, miała niekorzystny wpływ na szczelność połączenia zwłaszcza, gdy metalowa powierzchnia uszczelniająca jest przewidziana pomiędzy gwintem zewnętrznym i końcem elementu zewnętrznego aby interferować promieniowo z metalowym oparciem uszczelniającym umieszczonym na elemencie wewnętrznym.

Interferencja średnicowa pomiędzy połączonymi punktami dwóch powierzchni obrotowych, które interferują promieniowo jest określona jako różnica średnic przekroju poprzecznego powierzchni w tych punktach. Różnica ta, zmierzona przed połączeniem, jest oznaczana jako dodatnia, gdy dwie powierzchnie połączone wywierają nacisk styczny pomiędzy punktami połączonymi. Ta definicja może równie dobrze być stosowana do interferujących gwintów jak i do płaszczyzn uszczelnienia.

Dla oszacowania wartości interferencji średnicowej w zwojach bliskich do pierwszych pełnych zwojów zewnętrznych, jest konieczne wykonanie pomiaru średnicy koła podziałowego jak najbliżej tego obszaru zamiast w kierunku ostatnich pełnych zwojów zewnętrznych, aby nie wprowadzać poważnych niedokładności spowodowanych zmiennością zbieżności.

Wartość średnia średnic koła podziałowego gwintów kontrolowanych sposobem według wynalazku w płaszczyźnie sąsiednich zwojów elementu lub elementów uszczelniających jest taka sama jak wartość średnia uzyskana za pomocą sprawdzianów masywnych określonych przez warunki API 5B, nawet, jeżeli płaszczyzna pomiaru nie jest umieszczona dokładnie na końcu gwintu.

Korzystnie, średnia wielkość zbieżności gwintu wewnętrznego jest mniejsza od średniej wielkości zbieżności związanego z nim gwintu zewnętrznego. Ułatwia to wykonanie połączeń, w których interferencja pomiędzy gwintami jest zmniejszona w pobliżu elementu lub elementów uszczelniających. Sposób kontroli według wynalazku umożliwia optymalizację wielkości interferencji średnicowej w gwincie.

Korzystnie, średnia wielkość zbieżności gwintu zewnętrznego jest większa od wartości nominalnej.

W odmianie, średnia wielkość zbieżności gwintu wewnętrznego jest mniejsza od wartości nominalnej.

Dopuszczalne wartości minimalne i maksymalne zmierzonej średnicy pomiędzy wierzchołkami zwojów mogą być określone bezpośrednio z dopuszczalnych wartości minimalnych i maksymalnych średnicy koła podziałowego w rozpatrywanej płaszczyźnie pomiaru powiększonych lub pomniejszonych o wysokość zwoju, według którego kontroluje się gwint zewnętrzny lub wewnętrzny.

Dopuszczalne wartości minimalne i maksymalne średnicy koła podziałowego mogą być określone bezpośrednio przez tolerancje szacowanej wielkości średnicy koła podziałowego D1e lub D2e lub także zastępując w równaniu określającym wielkość szacowaną średnicy koła podziałowego w płaszczyźnie pomiaru wielkością odległości pomiędzy płaszczyzną odniesienia i płaszczyzną pomiaru przez dopuszczalne wielkości minimalne i maksymalne tej odległości.

Korzystnie, podczas etapu regulowania wielkości średniej pomiaru, ustala się na zero wielkość średnią pomiaru, następnie w etapie pomiaru, mierzy się odstęp w stosunku do zera i na koniec podczas etapu porównania, wykonuje się porównanie odstępu w stosunku do przedziału tolerancji.

Korzystnie, podczas gdy urządzenie pomiarowe posiada dwie powierzchnie styku, sposób kontroli jest realizowany cztery razy w tej samej płaszczyźnie pomiaru obracając urządzenie pomiarowe lub kontrolowany gwint o jedną ósmą obrotu wokół osi połączenia pomiędzy każdym pomiarem, przy czym średnicę pomiędzy wierzchołkami zwojów w płaszczyźnie pomiaru przyjmuje się jako równą wartości średniej z czterech pomiarów.

PL 194 968 B1

W odmianie, gdy urządzenie pomiarowe zawiera trzy powierzchnie styku, umieszczone co 120° w stosunku do siebie, proces kontroli jest dokonywany trzy razy obracając urządzenie pomiarowe lub gwint o 40° lub jedną dziewiątą obrotu wokół osi połączenia pomiędzy każdym pomiarem.

Sposób kontroli według wynalazku pozwala szybko reagować w przypadku odchyleń produkcyjnych. W tym celu urządzenie pomiarowe zawiera element dla wykonywania obliczeń statystycznych uzyskanych wartości.

W przypadku kontroli stożkowych gwintów zewnętrznych, blok wzorcowy stosowany z urządzeniem pomiarowym z dwoma powierzchniami styku ma kształt stożkowy, który zawiera końcową powierzchnię poprzeczną i dwie płaskie płaszczyzny, o orientacji w przybliżeniu podłużnej, nachylone symetrycznie w stosunku do powierzchni poprzecznej końca i zbieżne ku niej. Kąt pomiędzy tymi nachylonymi płaskimi płaszczyznami jest równy 2.arctg (TTśr,/2). Odległość poprzeczna pomiędzy tymi nachylonymi płaskimi płaszczyznami jest równa (D1e +h) w odległości podłużnej La od powierzchni końcowej, jeżeli h jest wielkością poprzednio określoną.

Blok wzorcowy stosowany z urządzeniem pomiarowym z trzema powierzchniami styku ma kształt stożka ściętego i zawiera końcową powierzchnię poprzeczną od strony wierzchołka stożka i zewnętrzną powierzchnię stożkową o zbieżności równej TTśr1. Średnica tej powierzchni stożkowej w odległości L_a od końcowej powierzchni poprzecznej jest równa (D1_e +h).

Blok wzorcowy może ponadto zawierać na końcu swoich nachylonych płaskich płaszczyzn lub swojej zewnętrznej powierzchni stożkowej od strony powierzchni końcowej część nachyloną lub o innej zbieżności, która odtwarza profil elementu lub elementów uszczelniających elementu zewnętrznego. Taki blok wzorcowy umożliwia regulowanie drugiego urządzenia do pomiaru płaszczyzny średnicy zwłaszcza dla wykonywania kontroli średnicy rdzennika uszczelniającego.

W przypadku kontroli gwintów stożkowych wewnętrznych, blok stosowany z urządzeniem pomiarowym z dwoma powierzchniami styku ma powierzchnię końcową poprzeczną i przestrzeń wewnętrzną określoną przez dwie płaskie płaszczyzny bloku, o orientacji w przybliżeniu podłużnej, nachylone symetrycznie w stosunku do tej powierzchni końcowej i zbieżne w kierunku dna przestrzeni wewnętrznej. Kąt pomiędzy tymi nachylonymi płaskimi płaszczyznami jest równy 2.arctg (TTśr2/2), a odległość poprzeczna pomiędzy tymi nachylonymi płaskimi płaszczyznami jest równa (D2e -h) w odległości podłużnej Lb od powierzchni końcowej, jeżeli h jest wielkością poprzednio określoną.

Dla kontroli gwintów stożkowych wewnętrznych, blok wzorcowy stosowany z urządzeniem pomiarowym z trzema powierzchniami styku zawiera końcową powierzchnię poprzeczną i przestrzeń wewnętrzną określoną przez stożkową powierzchnię zewnętrzną o osi podłużnej i zbieżności równej TTśr2, której wierzchołek jest skierowany w stronę przeciwną do końcowej powierzchni poprzecznej i której średnica w odległość Lb od końcowej powierzchni poprzecznej jest równa (D2_e -h).

Blok wzorcowy dla kontroli gwintów stożkowych wewnętrznych może ponadto zawierać na końcu swoich nachylonych płaskich płaszczyzn lub swojej stożkowej powierzchni zewnętrznej od strony przeciwnej do poprzecznej powierzchni końcowej, część nachyloną lub o innej zbieżności, która odtwarza profil elementu lub elementów uszczelniających elementu zewnętrznego. Taki blok wzorcowy umożliwia regulowanie drugiego urządzenie do pomiaru płaszczyzny średnicy zwłaszcza dla wykonywania kontroli średnicy rdzennika uszczelniającego.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia gwintowany element zewnętrzny na końcu rury, fig. 2 - gwintowany element wewnętrzny na końcu rury, fig. 3 - połączone ze sobą elementy z figur 1 i 2, fig. 4 - w uproszczeniu kontrolę elementu zewnętrznego za pomocą sprawdzianu trzpieniowego według warunków API 5B, fig. 5 w uproszczeniu kontrolę elementu wewnętrznego za pomocą sprawdzianu pierścieniowego według warunków API 5B, fig. 6 - kontrolę elementu wewnętrznego typu pokazanego na fig. 2 za pomocą urządzenia do pomiaru płaszczyzny średnicy, według wynalazku, fig. 7 - szczegół z fig. 6 przy powierzchni styku urządzenie do pomiaru płaszczyzny średnicy, fig. 8 - szczegół z fig. 6 przy drugiej powierzchni styku urządzenie do pomiaru płaszczyzny średnicy, fig. 9 - kontrolę elementu zewnętrznego typu pokazanego na fig. 1 za pomocą urządzenia do pomiaru płaszczyzny średnicy według wynalazku, fig. 10 do 13 przedstawiają odmiany pełnych bloków wzorcowych, przeznaczonych do stosowania w przypadku kontroli gwintów zewnętrznych według fig. 6 podczas gdy fig. 14 do 17 odnoszą się do wydrążonych bloków wzorcowych przeznaczonych do stosowania w przypadku kontroli gwintów wewnętrznych według fig. 9, fig. 18 przedstawia w dużym uproszczeniu zależność pomiędzy położeniem średnicy koła podziałowego na końcu gwintu zewnętrznego dla różnych możliwych zbieżności w stosunku do położenia średnicy koła podziałowego sprawdzianu pierścieniowego typu pokazanego

PL 194 968 B1 na fig. 5, a fig. 19 przedstawia taką samą zależność w przypadku gwintu wewnętrznego w stosunku do położenia średnicy koła podziałowego sprawdzianu trzpieniowego typu pokazanego na fig. 4.

Na figurach 18 i 19, odchylenia zbieżności zostały znacznie powiększone, aby przedstawić wyraźniej rozkład wartości.

Figura 3 przedstawia połączenie gwintowane 100 pomiędzy elementem wewnętrznym 1 na końcu pierwszej rury metalowej 101 i elementem zewnętrznym 2 na końcu drugiej rury metalowej 102, którą może być rura dużej długości lub tuleja. Takie połączenia gwintowane umożliwiają na przykład wykonywanie kolumn rur osłonowych lub produkcyjnych dla szybów węglowodorów.

Element wewnętrzny 1 przedstawiony na fig. 2 zawiera na swojej obwodowej powierzchni zewnętrznej gwint zewnętrzny stożkowy 3 o zwojach trapezoidalnych. Koniec tego elementu wewnętrznego 1, który jest także końcem pierwszej rury 101 ma pierścieniową, poprzeczną, zewnętrzną powierzchnię końcową 7.

Na figurze 2 przedstawiono płaszczyznę PO, która jest według warunków API 5B, płaszczyzną przekroju poprzecznego umieszczoną na końcu obszaru pełnych zwojów zewnętrznych odpowiadającym ostatniemu pełnemu zwojowi zewnętrznemu.

Element zewnętrzny 2 przedstawiony na fig. 1 zawiera na swojej obwodowej powierzchni wewnętrznej gwint wewnętrzny stożkowy 4 o zwojach trapezoidalnych, połączony z gwintem zewnętrznym 3. Koniec elementu zewnętrznego 2, który jest także końcem drugiej rury 102 ma pierścieniową, poprzeczną, zewnętrzną powierzchnię końcową 10.

Połączenie rur 101, 102 jest uzyskane przez wkręcenie gwintu zewnętrznego 3 elementu wewnętrznego 1 w gwint wewnętrzny 4 elementu zewnętrznego 2.

Korzystnie dla realizacji wynalazku, gwinty stożkowe 3, 4 są gwintami pojedynczymi.

Połączenie z fig. 3 zawiera, na każdym z elementów, dodatkowe elementy, które czynią to połączenie szczególnie szczelnym, mianowicie:

a) na elemencie wewnętrznym:

- zewnętrzną, stożkową powierzchnię uszczelniającą 5, której zbieżność jest ogólnie większa od zbieżności gwintu zewnętrznego 3, przy czym zbieżność zewnętrznej powierzchni uszczelniającej 5 w odniesieniu do średnicy wynosi na przykład 20%,

- pierścieniową, poprzeczną powierzchnię oparcia 7 utworzoną przez końcową powierzchnię zewnętrzną,

b) na elemencie zewnętrznym:

- wewnętrzną, stożkową powierzchnię uszczelniającą 6, której zbieżność jest w przybliżeniu identyczna jak zbieżność zewnętrznej powierzchni uszczelniającej 5,

- zakończenie wewnętrzne z pierścieniową i poprzeczną powierzchnią oparcia 8.

Końcowa powierzchnia zewnętrzna 7 może być stożkowa wklęsła z półkątem wierzchołkowym szeroko rozwartym, na przykład 75°. Wewnętrzna powierzchnia oparcia 8 jest w takim przypadku wypukła, z takim samym półkątem wierzchołkowym.

Elementy dodatkowe 5, 6, 7, 8 oddziałują w następujący sposób na połączenie 100.

Zewnętrzna powierzchnia uszczelniająca 5 interferuje promieniowo z wewnętrzną powierzchnią uszczelniającą 6, to znaczy, że średnica zewnętrznej powierzchni uszczelniającej 5 w punkcie odniesienia jest przed połączeniem większa od zmierzonej przed połączeniem średnicy wewnętrznej powierzchni uszczelniającej 6.

W trakcie nakręcania, gdy uzyskano styk pomiędzy powierzchniami uszczelniającymi, kontynuowanie nakręcania wywołuje rosnącą interferencję średnicową powierzchni uszczelniających.

Dokładne położenie końcowe połączenia jest określone przez oparcie się o siebie zewnętrznej powierzchni końcowej 7 i powierzchni oparcia 8 zakończenia wewnętrznego, co określa dokładną wartość interferencji pomiędzy powierzchniami uszczelniającymi 5, 6.

Powierzchnie oparcia 7, 8 mogą także odgrywać rolę elementów uszczelniających, chociaż ich położenie poprzeczne sprawia, że z tego punktu widzenia są mniej skuteczne niż powierzchnie uszczelniające 5, 6.

Położenie końcowe połączenia może zwłaszcza być oznaczone przez daną wielkość momentu nakręcenia.

Korzystny kształt stożkowy wklęsło-wypukły powierzchni oparcia 7, 8 nie pokazany na figurach uniemożliwia rozłączenie powierzchni oparcia i powiększa nacisk styku powierzchni uszczelniających 5, 6.

PL 194 968 B1

Figura 4 przedstawia w dużym uproszczeniu kontrolę gwintu stożkowego wewnętrznego 4 elementu zewnętrznego 2 według warunków API 5B za pomocą sprawdzianu trzpieniowego 21 zewnętrznego wyposażonego w gwint stożkowy zewnętrzny 23 wykonanego według tolerancji wyraźnie bardziej zaostrzonych w porównaniu z tolerancją kontrolowanego gwintu 4, na przykład dziesięć razy. Można więc przyjąć, że średnica koła podziałowego sprawdzianu w płaszczyźnie swojego ostatniego pełnego zwoju jest równa nominalnej średnicy koła podziałowego i że zbieżność sprawdzianu jest równa zbieżności rysunku.

Dla uproszczenia, pokazano na fig. 4 tak jak i na fig. 5 stożki podziałowe gwintów bez przedstawiania stożków wierzchołków i den zwojów.

Według warunków API 5B, dla sprawdzenia gwintu 4, nakręca się ręcznie trzpień-sprawdzian 21 aż do położenia zablokowania, Dla którego średnica koła podziałowego gwintu 23 na jednym z końców 25, 27 sprawdzianu trzpieniowego 21 jest równa średnicy koła podziałowego kontrolowanego gwintu wewnętrznego 4 w jego danej płaszczyźnie.

Odległość A pomiędzy końcem elementu zewnętrznego 10 i pierścieniową powierzchnią poprzeczną 29 sprawdzianu trzpieniowego jest porównywana z wartością standardową S tej odległości dla określonej pary utworzonej przez sprawdzian pierścieniowy i sprawdzian trzpieniowy. Gwint wewnętrzny 4 uznaje się za dopuszczalny, gdy różnica odległości w stosunku do wartości standardowej mieści się w danym przedziale tolerancji.

Gdy zwoje sprawdzianu trzpieniowego 21 stykają się ze zwojami kontrolowanego gwintu wewnętrznego 4 od strony końca 25 gwintu sprawdzianu trzpieniowego 21, co zachodzi wówczas, gdy zbieżność kontrolowanego gwintu 4 jest mniejsza od wartości nominalnej, średnica koła podziałowego gwintu 4 w płaszczyźnie umieszczonej na końcu przeciwnym do jego wejścia jest większa o wielkość Δΰ2 od średnicy koła podziałowego gwintu sprawdzianu trzpieniowego 21 w odpowiedniej płaszczyźnie.

Można więc przyjąć, że dla wszystkich wartości zbieżności gwintu wewnętrznego 4 mniejszych od wartości nominalnej, stożek podziałowy gwintu 4 obraca się wokół punktu umieszczonego w płaszczyźnie umieszczonej na końcu 25 gwintu sprawdzianu trzpieniowego.

Przeciwnie, gdy zbieżność kontrolowanego gwintu 4 jest większa od wartości nominalnej, stożek podziałowy gwintu 4 obraca się wówczas wokół punktu umieszczonego w płaszczyźnie umieszczonej na końcu 25 gwintu sprawdzianu trzpieniowego.

Figura 5 przedstawia w ten sam sposób kontrolę gwintu stożkowego zewnętrznego 3 elementu wewnętrznego według warunków API 5B za pomocą pierścienia-sprawdzianu 22 wyposażonego w gwint stożkowy wewnętrzny 24 wykonanego według tolerancji dużo bardziej zaostrzonych.

Tu także, nakręca się sprawdzian pierścieniowy 22 na kontrolowany gwint zewnętrzny 3 aż do położenia zablokowania, które pozwala określić odległość P pomiędzy końcem elementu zewnętrznego 7 i płaszczyzną umieszczoną na końcu 28 gwintu sprawdzianu pierścieniowego 22.

Gdy zwoje sprawdzianu pierścieniowego 22 stykają się ze zwojami kontrolowanego gwintu zewnętrznego 3 od strony końca 26 gwintu pierścienia sprawdzianu, co zachodzi wówczas, gdy zbieżność kontrolowanego gwintu 3 jest większa od wartości nominalnej, średnica koła podziałowego gwintu 3 w płaszczyźnie umieszczonej na wejściu tego gwintu jest mniejsza od średnicy koła podziałowego gwintu 24 sprawdzianu pierścieniowego 22 w odpowiedniej płaszczyźnie.

Można więc przyjąć, że dla wszystkich wartości zbieżności gwintu zewnętrznego 3 większych od wartości nominalnej, stożek podziałowy gwintu 3 obraca się wokół punktu umieszczonego na końcu 26 gwintu pierścienia sprawdzianu.

Przeciwnie, gdy zbieżność kontrolowanego gwintu zewnętrznego 3 jest mniejsza od wartości nominalnej, stożek podziałowy gwintu 3 obraca się wówczas wokół punktu umieszczonego na końcu 28 gwintu pierścienia sprawdzianu.

Figura 6 przedstawia w uproszczeniu kontrolę średnicy koła podziałowego gwintu stożkowego zewnętrznego 3 za pomocą urządzenia pomiarowego płaszczyznę średnicy 51 takiego typu jak opisane w dokumencie US-A-4,524,524.

Urządzenie pomiarowe 51 zawiera:

- poprzeczkę końcową 57, która zawiera poprzeczną powierzchnię oparcia utworzoną przez krawędzie 54, 54',

- dwa podłużne ramiona 52, 53 oddalone od siebie w kierunku poprzecznym, które są zamontowane na poprzeczce 57 w sposób regulowany w funkcji rodzaju i średnicy kontrolowanych gwintów,

PL 194 968 B1

- dwa usytuowane w kierunku wzdłużnym noże 58, 59, których ostrza są zwrócone do siebie, które są oddalone od siebie w kierunku poprzecznym i tworzą powierzchnie styku 60, 61, przy czym nóż 58 jest zamontowany na ramieniu podłużnym 52 tak, aby móc się obracać tylko w swojej płaszczyźnie, zaś nóż 59 jest zamontowany w taki sam obrotowy sposób na ruchomym pręcie 56 umieszczonym poprzecznie,

- element pomiarowy, którym jest komparator 55 usytuowany na podłużnym ramieniu 53 i uruchamiany za pomocą ruchomego pręta 56.

Osie obrotu noży wyznaczają płaszczyznę pomiaru P1, poprzeczną do urządzenia pomiarowego 51 i równoległą do powierzchni oparcia 54, 54'. Poprzeczka 57 może być przesuwana tak, aby płaszczyzna pomiaru P1 była umieszczona w danej odległości La od powierzchni oparcia 54, 54'.

Komparator 55 mierzy długość odstępu pomiędzy powierzchnią styku 61 i powierzchnią styku 60 w stosunku do wartości wstępnie ustalonej odległości odpowiadającej zeru komparatora. Pomiar średnicy pomiędzy wierzchołkami zwojów D1s uzyskuje się więc dodając wartość algebraiczną odstępu zmierzonego przez komparator 55 do wartości wstępnie ustalonej.

Komparator 55 może być korzystnie zastąpiony przez elektroniczny czujnik przesunięcia, który umożliwia automatyczne wykonanie i bezpośrednie pokazanie wyników pomiarów.

Procedura kontroli gwintu zewnętrznego 3 jest następująca.

Ustala się odległość La pomiędzy powierzchnią oparcia 54, 54' i płaszczyzną pomiaru P1 na wartość odpowiadającą na rysunku z fig. 2 odległości pomiędzy płaszczyzną P1 i powierzchnią końcową 7 elementu wewnętrznego 1. Ta odległość La jest równa różnicy pomiędzy odległością PO od końca 7 i odległością L1 pomiędzy płaszczyznami PO i P1.

Położenie płaszczyzny pomiaru P1 jest wybrane w taki sposób, że powierzchnie styku 60, 61 spoczywają na wierzchołkach pełnych zwojów, przy czym powierzchnie styku 60, 61 mają wystarczające długości, aby stykać się co najmniej z dwoma wierzchołkami 13 zwojów.

Położenie płaszczyzny pomiaru P1 jest korzystnie wybrane tak jak przedstawiono na fig. 2 w połowie odległości pomiędzy płaszczyzną odniesienia PO i płaszczyzną odpowiadającą pierwszemu pełnemu zwojowi zewnętrznemu.

Takie położenie pozwala na wykonywanie pomiaru średnicy koła podziałowego znacznie bliżej wejścia gwintu zewnętrznego, a więc lepiej ocenić wartość interferencji średnicowej na tym poziomie, zapewniając przy tym dokładne osadzenie powierzchni styku 60, 61, nawet wówczas, gdy obszar pełnych zwojów jest stosunkowo krótki.

Następnie reguluje się zero komparatora 55 lub stosuje się bezpośrednio wartość wstępnie ustaloną poprzez umieszczenie pomiędzy powierzchniami styku 60, 61 dwóch płaskich powierzchni bloku wzorcowego 70 z fig. 10. Te płaskie powierzchnie są oddalone od siebie o odległość (D1e +h), która jest wymiarem charakterystycznym bloku wzorcowego, przy czym D1e jest wartością szacowaną średnicy koła podziałowego kontrolowanego gwintu w płaszczyźnie pomiaru, a h jest równe sumie wysokości zwoju i współczynnika korekty geometrycznej określonego przez producenta urządzenia pomiarowego 51. Ten współczynnik korekty wynika zwłaszcza z faktu, że noże 58, 59 nie obracają się wokół powierzchni styku 60, 61.

Taki blok wzorcowy 70 jest dużo tańszy w produkcji niż gwintowany sprawdzian, taki jak 22, ponieważ nie zawiera on gwintu i zużywa się znacznie wolniej ponieważ nie jest poddawany wielokrotnemu nakręcaniu-wykręcaniu.

Dla określenia D1e, stosuje się następujące równanie:

^D1e^_Dnom ^{- L1}.^TTrep1^/100 gdzie, Dnom jest wartością nominalną średnicy koła podziałowego, więc wartością tej wielkości w płaszczyźnie odniesienia PO,

L1 jest odległością pomiędzy płaszczyznami PO i P1, która jest określana jako dodatnia, ponieważ P1 jest od strony małych średnic w stosunku do PO,

TT_rep1 jest przesuniętą wartością zbieżności zewnętrznej, która będzie określona dalej; jest ona większa od wartości nominalnej zbieżności.

W odmianie, Dla ustawienia na zero komparatora 55, zamiast użycia bloku wzorcowego mającego dwie powierzchnie płaskie i równoległe, można zastosować blok wzorcowy 70 w kształcie klina ściętego z fig. 12. Blok 70 zawiera końcową powierzchnię poprzeczną 27 i dwie płaskie powierzchnie o orientacji w przybliżeniu podłużnej, nachylone symetrycznie w stosunku do końcowej powierzchni

PL 194 968 B1 poprzecznej i zbieżnej ku niej. Kąt C pomiędzy nachylonymi płaskimi powierzchniami jest równy 2.arctg (TTśm/2), a odległość poprzeczna pomiędzy nachylonymi płaskimi powierzchniami jest równa (D1e +h) w odległości podłużnej La od powierzchni końcowej 72. Blok wzorcowy 70 jest wprowadzony w taki sposób, aby przyłożyć jego powierzchnię końcową 72 do powierzchni oparcia 54, 54' urządzenia pomiarowego 51, a jego nachylone płaskie powierzchnie przyłożyć pomiędzy powierzchnie styku 60, 61 urządzenia pomiarowego 51. Potrzebny jest teraz tylko jeden blok wzorcowy 70 niezależnie od odległości L1.

W odmianie z fig. 12, kąt C pomiędzy nachylonymi płaskimi powierzchniami jest równy 2.arctg (TT_rep1/2), a odległość poprzeczna pomiędzy nachylonymi płaskimi powierzchniami jest równa (Dnom +h) w odległości podłużnej (La+L1) od powierzchni końcowej 72.

Blok wzorcowy 70 może ponadto zawierać na końcu płaskich powierzchni od strony powierzchni końcowej 72 część nie pokazaną na fig. 12 o innej zbieżności, która odtwarza profil elementu lub elementów uszczelniających elementu wewnętrznego 1, zwłaszcza powierzchni uszczelniającej 5 i ewentualnie zewnętrznej powierzchni końcowej 7. Taki blok wzorcowy umożliwia regulowanie drugiego urządzenie do pomiaru płaszczyzny średnicy 51 dla wykonywania kontroli średnicy powierzchni uszczelniającej 5.

Dla wykonywania pomiaru, umieszcza się urządzenie pomiarowe 51 w taki sposób, aby jego powierzchnia oparcia 54, 54' znajdowała się przy powierzchni końcowej 7 elementu wewnętrznego 1 lub przy najbardziej zewnętrznych punktach tej powierzchni końcowej, gdy nie jest ona płaska ale jest, na przykład, lekko stożkowo wklęsła, z półkątem wierzchołkowym 75, zaś powierzchnie styku 60, 61 znajdowały się na zewnątrz w styku z wierzchołkami 13 zwojów zewnętrznych leżących na średnicy naprzeciw siebie.

Podczas pomiaru, utrzymuje się powierzchnię styku 60 stale na wierzchołkach zwojów, z którymi powierzchnia ta styka się podczas ruchu obrotowego urządzenia pomiarowego 51. Podczas obracania powierzchnia styku 61 pozostaje w styku z wierzchołkiem przeciwnego zwoju.

Pomiar średnicy D1s pomiędzy wierzchołkami zwojów w płaszczyźnie pomiaru P1 odpowiada wartości maksymalnej odległości poprzecznej pomiędzy powierzchniami styku 60, 61 podczas obracania. Ta wartość maksymalna może być uzyskana przez odczyt komparatora 55 lub, jeszcze lepiej określona automatycznie, jeśli wykorzystuje się czujnik elektroniczny zamiast komparatora 55 i układ elektroniczny, który wykrywa i zapamiętuje wartość maksymalną podczas obracania urządzenia pomiarowego 51 wokół powierzchni styku 60.

Ostatnim etapem procesu kontroli gwintu zewnętrznego 3 jest porównanie pomiędzy zmierzoną wartością D1s średnicy pomiędzy wierzchołkami zwojów i dopuszczalnymi granicami określonymi w przedziale wokół D1e.

Wielkość D1 średnicy koła podziałowego zewnętrznego w płaszczyźnie pomiaru P1 uzyskuje się odejmując uprzednio określoną wielkość h od wielkości zmierzonej D1s średnicy pomiędzy wierzchołkami zwojów w tej samej płaszczyźnie P1. Wartości granic dopuszczalnego przedziału zmierzonej średnicy pomiędzy wierzchołkami zwojów D1s mogą być określone bezpośrednio z granic względnych średnicy koła podziałowego D1, powiększonych o wartość h.

Mogą być one także uzyskane pośrednio, zamieniając w równaniu

D1e = Dnom - L1.TT_rep1/100 dającym wartość szacowaną średnicy koła podziałowego w płaszczyźnie pomiaru, wartość odległości L1 pomiędzy płaszczyzną odniesienia i płaszczyzną pomiaru na wartości L1_min, L1max, które obejmują odległość L1 ± AL1.

Sposób uzyskania TT_rep1 jest określony przez poniższe obliczenia, które są wyjaśnione na fig. 18.

W sposób ogólny, dąży się do tego, aby wartość średnia średnicy koła podziałowego gwintów zewnętrznych 3 kontrolowanych według tego sposobu była równa wartości średniej średnic koła podziałowego gwintów 3 kontrolowanych za pomocą sprawdzianu pierścieniowego 22 według warunków API 5B, w płaszczyźnie końca 28 tego sprawdzianu pierścieniowego 22, który jest umieszczony średnio na pierwszym pełnym zwoju zewnętrznym.

Punkt G1, oznacza na fig. 18 wartość średnią średnicy koła podziałowego gwintu 3 w końcowej płaszczyźnie 28 sprawdzianu pierścieniowego, która na sprawdzianie pierścieniowym jest odległa o Ls1 od płaszczyzny odniesienia PO i o Lf1 od płaszczyzny 26 umieszczonej na drugim końcu gwintu sprawdzianu pierścieniowego.

Przyjmuje się, że:

a) jak przedstawiono powyżej, uzyskany stożek podziałowy gwintu obraca się wokół punktu umieszczonego na jednym lub na drugim końcu gwintu sprawdzianu pierścieniowego 22 nakręconego

PL 194 968 B1 na kontrolowany gwint zewnętrzny 3, w zależności od tego, czy zbieżność TT1 kontrolowanego gwintu 3 jest mniejsza czy większa od zbieżności gwintu sprawdzianu pierścieniowego, która jest przyjmowana jako równa wartości nominalnej zbieżności,

b) rozkład zbieżności wykonanych gwintów jest zgodny ze scentrowanym rozkładem normalnym na wartości średniej TTśr1 zbieżności, przy czym przedział pomiędzy wartością maksymalną i wartością minimalną zbieżności (TT_maX1 - TT_min1) jest równy 6 krotnej wartości odchylenia standardowego σ1 rozkładu.

Jeżeli zbieżność kontrolowanego gwintu jest większa od wartości nominalnej TTnom, punkt kontrolowanego gwintu w końcowej płaszczyźnie 28 sprawdzianu pierścieniowego znajduje się w przedziale 0'^, przy czym punkt 0'1 odpowiada zbieżności TTnom, sprawdzianu pierścieniowego a punkt A1 odpowiada wartości maksymalnej TTmax1 zbieżności kontrolowanego gwintu. Gęstość prawdopodobieństwa dowolnego punktu z przedziału 0'^ odpowiada prawu Gaussa ze środkiem na wartości 01, co przedstawia część rysowana linią ciągłą krzywej w kształcie dzwonu przedstawionej na fig. 18, zaś punkt 01 odpowiada wartości średniej TTśr1 zbieżności kontrolowanego gwintu 3.

Jeżeli zbieżność TT1 kontrolowanego gwintu jest mniejsza od wartości nominalnej TTnom', koniec kontrolowanego gwintu w końcowej płaszczyźnie 28 sprawdzianu pierścieniowego jest punktem obrotu O'1. Prawdopodobieństwo związane z położeniem punktu O'1 jest równe polu części rysowanej linią przerywaną krzywej w kształcie dzwonu przedstawionej na fig. 18.

Wynikowa wartość średnia położenia końca gwintu w płaszczyźnie 28 jest środkiem ciężkości G1 położeń dla zespołu wartości zbieżności pomiędzy TTmin1 i TT_raax1 i pozwala określić przesuniętą wartość zbieżności TT_rep1 jako nachylenie prostej Q^1, przy czym punkt Q1 odpowiada wartości nominalnej średnicy koła podziałowego.

Można wyznaczyć na osi skierowanej z O'1 do A<

TT_rep1 - TTnom ⁺ G- l Ls1 - TTnom + O^ Oi l Ls1 + O-G- /Ls1 = 71. δττ1 Ls1

Stosunek Lf1/Ls1 jest równy stosunkowi K1 długości gwintu zewnętrznego do odległości pomiędzy płaszczyzną odniesienia PO i pierwszym pełnym zwojem zewnętrznym.

0¹G¹ Lf 1 .σ 1 +W

J f (x ^)p(x}dx gdzie, x jest ograniczoną zmienną scentrowaną równą (ΤΤ1-ΤΤ_έΓι)/σ1, która może się zmieniać od -00 do + 00, TT1 odpowiada zmiennej zbieżności, f (x) jest funkcją Gaussa >/2π exp(- x² / 2) gdzie, ρ (x) - x dla x > -ATT1fo1 tj. dla TT1 > TTnom ρ (x) - -ΔΤΓ1/σ1 dla x <-ATT1fo1 tj. dla TT1 < TTnom,

O1G1 Lf 1 σ 1

-Δ ΤΤ1/σ 1

-Δ ΤΤ1 ^2π .σ 1 exp(- x² /2)dx + —1 Jx.exp— x2 /2)c/x

-ttmcA

Można również łatwo wyprowadzić równanie:

TTrepl - TTnom + K1 . Δ ΤΤ1 + exp

- -•(ΔΤΓΙ/α 1)²

-K1 · Δ ΤΤ1- g( -Δ ΤΤ1 / σ1)

PL 194 968 B1

Przykład liczbowy:

nom

K1 = 2,22 ^TTmax1 = ^6,60%

TTnom = 6,25%

TT_min1 = 6^,10%

ΔΤΤ1 = (TTśrl -TT_no_m) = 0,10%

TTśr1 = 6,35% σ1 = (6,60 -6,10)/6 = 0,08%

Uzyskuje się: TT_rep1 = 6,48%

Korzystnie, wybiera się tak, aby wartość TT_rep1 była zawarta w przedziale pomiędzy TTnom i TTmax1, co odpowiada przypadkowi przedstawionemu w przykładzie liczbowym.

Stożek utworzony przez wierzchołki zwojów 13 może mieć niedokładności geometryczne w przekroju poprzecznym, takie jak zwłaszcza okresowe owalizacje, wgłębienia i garby.

Dla uzyskania wiarygodnego pomiaru średnicy koła podziałowego w płaszczyźnie pomiaru P1 należy wykonać kilka pomiarów średnicy.

Wynalazcy stwierdzili, że w przypadku urządzenia pomiarowego z dwoma powierzchniami styku 60, 61 takiego typu jak urządzenie 51, nie jest potrzebne wykonywanie większej liczby pomiarów niż cztery, aby uzyskać reprezentatywną wartość średnicy koła podziałowego w płaszczyźnie P1.

Proponuje się więc wykonywanie czterech kolejnych pomiarów lub czterech kolejnych określeń średnicy koła podziałowego za pomocą obracania urządzenia pomiarowego 51 lub kontrolowanego gwintu 3 o 45° lub o jedną ósmą obrotu wokół osi gwintu pomiędzy każdym pomiarem, przy czym D1 przyjmuje się jako równą wartość średniej z tych czterech pomiarów.

W odmianie nie pokazanej, urządzenie do pomiaru płaszczyzny średnicy zawiera trzy powierzchnie styku umieszczone co 120° w stosunku do siebie, pozwalające bezpośrednio określić koło utworzone przez przecięcie stożka z wierzchołkami zwojów z płaszczyzną pomiaru P1 , a w konsekwencji, średnicę pomiędzy wierzchołkami zwojów D1s bez konieczności obracania urządzenia wokół powierzchni styku podczas pomiaru.

Blok wzorcowy 70 ma więc jak pokazano na fig. 11 kształt cylindryczny o średnicy D1s.

W odmianie według fig. 13, blok wzorcowy 70 ma kształt stożka ściętego o średnicy równej: (D1e +h) w płaszczyźnie przekroju głównego znajdującej się w odległości podłużnej La od końcowej powierzchni poprzecznej 72 o małej końcowej średnicy tego stożka ściętego. Jego zbieżność jest równa wartości TTśr1. Stożkowy blok wzorcowy 70 jest wprowadzony w taki sposób, aby przyłożyć jego powierzchnię końcową 72 o małej średnicy do powierzchni oparcia 54, 54' urządzenia pomiarowego 51 a jego stożkową obwodową powierzchnię zewnętrzną pomiędzy powierzchnie styku urządzenia pomiarowego 51 . Potrzebny jest teraz tylko jeden blok wzorcowy niezależnie od odległości La, jak w przypadku z fig. 12.

W odmianie z fig. 13, blok wzorcowy 70 ma średnicę równą: (Dnom +h) w płaszczyźnie przekroju poprzecznego znajdującej się w odległości podłużnej (La + L1) od końcowej powierzchni poprzecznej 72 o małej średnicy stożka ściętego, zaś jego zbieżność jest równa wartości TT_rep1.

W odmianie nie pokazanej na fig. 13, blok wzorcowy 70 może ponadto zawierać na końcu swojej zewnętrznej powierzchni stożkowej od strony powierzchni końcowej 72 część nie pokazaną na fig. 12 o innej zbieżności, która odtwarza profil elementu lub elementów uszczelniających elementu wewnętrznego 1, zwłaszcza oparcia uszczelniającego 5 i ewentualnie zewnętrznej powierzchni końcowej 7. Taki blok wzorcowy umożliwia regulowanie drugiego urządzenia 51 do pomiaru płaszczyzny średnicy dla wykonywania kontroli średnicy oparcia uszczelniającego 5.

W urządzeniu do pomiaru mającym trzy powierzchnie styku, wynalazcy stwierdzili, że wystarczy wykonanie trzech pomiarów średnicy koła podziałowego obracając urządzenie pomiarowe lub kontrolowany gwint 3 o 40° lub jedną dziewiątą obrotu wokół osi gwintu pomiędzy każdym pomiarem i przyjąć wartość średnią z tych trzech pomiarów dla uzyskania wartości reprezentatywnej D1 w płaszczyźnie pomiaru P1.

Figury 9 i 19 stanowią odpowiedniki figur 6 i 18 dla przedstawienia i wyjaśnienia kontroli średnicy koła podziałowego D2 gwintu stożkowego wewnętrznego 4 w płaszczyźnie pomiaru P2 za pomocą urządzenia 51 do pomiaru płaszczyzny średnicy.

Urządzenie pomiarowe 51 z fig. 9 jest w przybliżeniu identyczne jak urządzenie z fig. 6 z wyjątkiem tego, że służące do kontroli gwintu wewnętrznego, podłużne ramiona 52, 53 obracają się o 180°, aby powierzchnie styku 60, 61 były skierowane przeciwnie do siebie.

Sposób kontroli zawiera te same etapy co sposób dotyczący gwintu zewnętrznego, jednakże z pewnymi różnicami, które będą pokazane.

PL 194 968 B1

Po pierwsze ustala się w urządzeniu 51 do pomiaru, odległość Lb pomiędzy powierzchnią oparcia 54, 54' i płaszczyzną pomiaru P2.

Położenie płaszczyzny pomiaru P2 zostało wybrane na fig. 3 w taki sposób aby znajdowała się w obszarze pełnych zwojów wewnętrznych i była bliższa płaszczyzny rysunku, która jest zbieżna z płaszczyzną pomiaru P1 gwintu zewnętrznego, gdy na rysunku, gwinty zewnętrzny i wewnętrzny są połączone.

Figura 3 przedstawia taki przypadek gdzie płaszczyzna P2 zbiega się z płaszczyzną P1 na rysunku przedstawiającym połączenie. Odległość Lb odpowiada więc na fig. 3 odległości pomiędzy płaszczyzną P2 i powierzchnią 10 końca elementu zewnętrznego 2.

Zero komparatora 55 reguluje się umieszczając powierzchnie styku 60, 61 na dwóch, leżących naprzeciw siebie, płaskich, równoległych powierzchniach ramion bloku wzorcowego 80 w kształcie litery „U” z fig. 14. Dwie płaskie powierzchnie ograniczają przestrzeń wewnętrzną 81 o szerokości równej (D2e -h). W tym wzorze, D2_e jest wartością szacowaną średnicy koła podziałowego w płaszczyźnie pomiaru P2, a h jest równe sumie wysokości zwoju i znanego współczynnika korekty geometrycznej właściwej dla urządzenia pomiarowego 51, jak przedstawiono powyżej.

Dla określenia D2e, stosuje się równanie podobne do równania dla gwintu zewnętrznego:

^D2e = ^Dnom ^{- L2}.^TTrep2 ^/100 gdzie, Dnom jest wartością nominalną średnicy koła podziałowego,

L2 jest odległością pomiędzy płaszczyznami PO i P2, która jest uważana za dodatnią, ponieważ P2 jest usytuowane od strony małej średnicy w stosunku do PO,

TT_rep2 jest wartością przesuniętą zbieżności zewnętrznej, która będzie określona dalej; jest ona większa od wartości nominalnej zbieżności.

W odmianie, zamiast bloku wzorcowego z fig. 14 mającego przestrzeń wewnętrzną ograniczoną przez dwie płaskie powierzchnie równoległe, można zastosować blok 80 w kształcie litery „U z fig. 16, który ma poprzeczną powierzchnię końcową 82 i którego przestrzeń wewnętrzna 81 jest ograniczona przez dwie płaskie powierzchnie nachylone ukośnie, tworząc kształt klina. Te dwie powierzchnie mają kierunek wzdłużny, są nachylone symetrycznie w stosunku do powierzchni końcowej 82 i są zbieżne w kierunku dna przestrzeni wewnętrznej 81, to znaczy w kierunku dna litery „U”. Kąt D pomiędzy nachylonymi płaskimi powierzchniami jest równy 2.arctg (TTśr2/2), a odległość poprzeczna pomiędzy nachylonymi płaskimi powierzchniami jest równa (D2e -h) w odległości podłużnej Lb od powierzchni końcowej 82. Urządzenie pomiarowe 51 jest wprowadzane w taki sposób, aby przyłożyć jego powierzchnię oparcia 54, 54' do powierzchni końcowej 82 bloku wzorcowego 80, a jego powierzchnie styku 60, 61 do nachylonych płaskich powierzchni bloku 80. Potrzebny jest teraz tylko jeden blok wzorcowy 80 niezależnie od długości Lb.

W odmianie z fig. 16, kąt D pomiędzy nachylonymi płaskimi powierzchniami jest równy 2.arctg (TT_rep2 /2), a odległość poprzeczna pomiędzy nachylonymi płaskimi powierzchniami w odległości podłużnej (Lb -L2) od powierzchni końcowej 82 jest równa (Dnom -h).

W odmianie, która nie jest pokazana na fig. 16, blok wzorcowy 80 może ponadto zawierać na końcu swojej zewnętrznej obwodowej powierzchni stożkowej od strony powierzchni końcowej 82, część nie pokazaną na fig. 16 o innej zbieżności, która odtwarza profil końca elementu zewnętrznego 2, zwłaszcza powierzchni uszczelniającej 6 i ewentualnie wewnętrznej powierzchni oparcia 8. Taki blok wzorcowy umożliwia regulowanie drugiego urządzenia 51 do pomiaru płaszczyzny średnicy dla wykonywania kontroli średnicy powierzchni uszczelniającej 6.

Pomiar wykonuje się w taki sam sposób jak w przypadku gwintu zewnętrznego, umieszczając powierzchnię oparcia 54, 54' przy powierzchni końcowej 10 kontrolowanego gwintu wewnętrznego 4 i powodując, że powierzchnie styku 60, 61 stykają się wewnętrznie z wierzchołkami zwojów wewnętrznych leżących na średnicy naprzeciw siebie.

Urządzenie pomiarowe obraca się wokół powierzchni styku 61, która obraca się, pozostając w kontakcie z wierzchołkami zwojów.

Zmierzona wartość średnicy D2s pomiędzy wierzchołkami zwojów odpowiada wartości maksymalnej odległości poprzecznej pomiędzy powierzchni styku 60, 61.

Jak dla gwintu zewnętrznego, ta wartość może być odczytana z komparatora 55 lub bezpośrednio wyświetlona, jeżeli stosuje się odpowiednie układy elektroniczne takie jak opisano powyżej.

PL 194 968 B1

Można, jak w przypadku gwintu zewnętrznego, stosować urządzenie do pomiaru płaszczyzny średnicy, które zawiera trzy powierzchnie styku i które podaje wartość D2s bez konieczności obracania urządzenia wokół jednej z jego powierzchni styku.

W tym przypadku, stosuje się blok wzorcowy 80 z fig. 15 stanowiący wydrążony cylinder.

W odmianie, używa się blok wzorcowy 80 z fig. 17 mający końcową powierzchnię poprzeczną 82 i przestrzeń wewnętrzną 81 ograniczoną przez stożkową powierzchnię obwodową o zbieżności równej TTśr2, której wierzchołek jest skierowany w stronę przeciwną do końcowej powierzchni poprzecznej 82 i której średnica w odległość Lb od końcowej powierzchni poprzecznej 82 jest równa (D2_e -h). Urządzenie pomiarowe 51 jest wprowadzane w taki sposób, aby przyłożyć jego powierzchnię oparcia 54, 54' do końcowej powierzchni poprzecznej 82 bloku wzorcowego 80, a jego powierzchnie styku do stożkowej powierzchni obwodowej bloku 80. Potrzebny jest teraz tylko jeden blok wzorcowy niezależnie od długości Lb, jak w przypadku z fig. 16.

W odmianie z fig. 17, stożkowa powierzchnia obwodowa ma zbieżność równą TT_rep2 a jej średnica w odległość (Lb -L2) od końcowej powierzchni poprzecznej 82 jest równa (Dnom -h).

W odmianie nie pokazanej na fig. 17, blok wzorcowy 80 może ponadto zawierać na końcu swojej stożkowej powierzchni obwodowej od strony końcowej powierzchni poprzecznej 82 część, nie pokazaną na fig. 17 o innej zbieżności, która odtwarza profil środków uszczelniających elementu zewnętrznego 2, zwłaszcza powierzchni uszczelniającej 6 i ewentualnie wewnętrznej powierzchni oparcia 8. Taki blok wzorcowy umożliwia regulowanie drugiego urządzenia 51 do pomiaru płaszczyzny średnicy dla wykonywania kontroli średnicy płaszczyzny uszczelniającej 6.

Pomiar średnicy D2s pomiędzy wierzchołkami zwojów w płaszczyźnie pomiaru P2 jest wykonywany w taki sam sposób jak pomiar średnicy D1s na gwincie zewnętrznym.

Ostatnim etapem procesu kontroli gwintu wewnętrznego 4 jest porównanie pomiędzy zmierzoną wartością D2s średnicy pomiędzy wierzchołkami zwojów i dopuszczalnymi granicami określonymi w przedziale wokół D2e.

Wartość D2 średnicy koła podziałowego gwintu wewnętrznego 4 w płaszczyźnie pomiaru P2 uzyskuje się dodając poprzednio określoną wartość h do zmierzonej wartości D2s średnicy.

Granice dopuszczalnego przedziału zmierzonej średnicy pomiędzy wierzchołkami zwojów D2s mogą być określone bezpośrednio z granic względnych średnicy koła podziałowego D2, pomniejszonych o wartość h.

Mogą być one także uzyskane pośrednio zamieniając w równaniu D2e = Dnom-L2.TTrep2/100, dającym wartość szacowaną średnicy koła podziałowego w płaszczyźnie pomiaru, wartość odległości L2 pomiędzy płaszczyznami PO i P2 na wartości L2min, L2m_ax, które obejmują odległość La ± AL2.

Określa się D2e na podstawie poniższych zależności przedstawionych na fig. 19 wykonując takie same obliczenia jak dla określenia D1 e.

W sposób ogólny, dąży się do tego, aby wartość średnia średnicy koła podziałowego gwintów 4 kontrolowanych według tego sposobu była równa wartości średniej średnicy koła podziałowego gwintów 4 kontrolowanych za pomocą sprawdzianu trzpieniowego 21 według warunków API 5B, w płaszczyźnie końca 27 tego sprawdzianu trzpieniowego 21, który jest umieszczony średnio na ostatnim pełnym zwoju wewnętrznym.

Punkt G2, oznacza na fig. 19 wartość średnią średnicy koła podziałowego gwintu 4 w płaszczyźnie końcowej 27 sprawdzianu trzpieniowego, która jest odległa o Ls2 od płaszczyzny odniesienia PO i o Lf2 od płaszczyzny 25 znajdującej się na drugim końcu gwintu sprawdzianu trzpieniowego.

Przyjmuje się, że:

a) jak przedstawiono powyżej, uzyskane stożki podziałowe gwintów obracają się wokół punktu umieszczonego na jednym lub na drugim końcu gwintu sprawdzianu trzpieniowego 21 nakręconego na kontrolowany gwint wewnętrzny 4 w zależności od tego, czy zbieżność TT2 kontrolowanego gwintu 4 jest mniejsza czy większa od zbieżności gwintu sprawdzianu trzpieniowego, która jest przyjmowana jako równa wartości nominalnej zbieżności,

b) rozkład zbieżności wykonanych gwintów jest zgodny z rozkładem normalnym ze środkiem na wartości średniej TTśr2 zbieżności, zaś zakres pomiędzy wartością maksymalną i wartością minimalną zbieżności (TTm_aX2 -TTmin2) jest równy 6 krotnej wartości odchylenia standardowego σ2 rozkładu.

Następnie, jeżeli zbieżność kontrolowanego gwintu jest większa od wartości nominalnej TTnom, punkt kontrolowanego gwintu w płaszczyźnie 27 końca sprawdzianu trzpieniowego znajduje się w przedziale 0^2, przy czym punkt 0'2 odpowiada zbieżności TTnom sprawdzianu trzpieniowego, a punkt A2 odpowiada wartości minimalnej TTmin2 zbieżności kontrolowanego gwintu. Gęstość praw18

PL 194 968 B1 dopodobieństwa dowolnego punktu z przedziału ΟΆ- odpowiada prawu Gaussa ze środkiem na wartości 01, co przedstawione jest jako część, rysowana linią ciągłą, krzywej w kształcie dzwonu przedstawionej na fig. 19, gdzie punkt O1 odpowiada wartości średniej TTśr2 zbieżności kontrolowanego gwintu 4.

Jeżeli zbieżność TT2 kontrolowanego gwintu jest mniejsza od wartość nominalnej TTnom, koniec kontrolowanego gwintu w płaszczyźnie końcowej 27 sprawdzianu trzpieniowego jest punktem obrotu O'2. Prawdopodobieństwo związane z położeniem punktu O'2 jest równe polu części rysowanej linią przerywaną krzywej w kształcie dzwonu przedstawionej na fig. 19.

Wynikowa wartość średnia położenia końca gwintu w płaszczyźnie 27 jest środkiem ciężkości G2 położeń dla zespołu wartości zbieżności pomiędzy TT_min2 i TT_maX2 i pozwala określić wartość przesuniętą zbieżności TT_rep2 jako nachylenie prostej Q2G2, gdzie punkt Q2 odpowiada wartości nominalnej średnicy koła podziałowego.

Można wyznaczyć na osi skierowanej z O'2 do A2:

TT_rep2 - TT_nom + O’₂ G₂ lLs2 - TT_nom + O’₂ O₂ lLs2 + O₂G₂/Ls2

O'2 O2 Ls2

Lf 2 Ls2 .Δ ΤΤ2

Stosunek Lf2/Ls2 jest równy stosunkowi K2 długości gwintu zewnętrznego do odległości pomiędzy płaszczyzną odniesienia PO i pierwszym pełnym zwojem zewnętrznym.

O 2 G2 Lf2.a 2 + CO ^- J^f gdzie, x jest ograniczoną zmienną scentrowaną równą (TT2 - TT_Sr-)fe2. która może się zmieniać od -/ do +00, a TT2 odpowiada zmiennej zbieżności, f -x) jest funkcją Gaussa ^2π exp(- x² / 2) gdzie, p(x) - x dla x < -ATT2/c>2 tj. dla TT2 < TTnom p(x) - -ΔΤΤ2/σ2 dla x > Δπ2/σ2 tj. dla TT2 > TTnom

O 2G 2 Lf 2 σ 2 >/2π

-ΔΤΤ2/σ2

'.²' ^{σ 2} ί 9 \

J x.exp(- x 2 /2)x

ΔΤΤ2 •/ϊπϋσΐ.

Jexp(- x 2 /2)dx

ΔΤΤ2Ισ 2

Można również łatwo wyprowadzić równanie:

TT_rep₂ — TTnom + K2 ' ΔΤΤ2 K 2 · σ 2 ^2π · exp

- 1. -Δ ^ΤΤ2/ σ 2)²

-K2 · ATT2 · g(ATT2/a2)

Przykład liczbowy:

TTnom - 6,25% ^TTmm2 ^{- 6,05}%

ATT2 - 0%

K2 - 2,22 ^TTmax2 ^{- 6,45}% σ2 - - 0,07%

TTśr2 - 6,25%

TT_rep2 - 6,19% i jest zawarte w pożądanym przedziale pomiędzy TTmin2 i TT,

Jest korzystne dla parametrów gwintów zewnętrznych lub wewnętrznych kontrolowanych sposobem według wynalazku by wartość średnia TTśr2 zbieżności gwintu wewnętrznego 4 była

PL 194 968 B1 mniejsza od wartości średniej TT_śri zbieżność gwintu zewnętrznego 3. Każdy z elementów, element wewnętrzny 1 i element zewnętrzny 2 zawiera elementy uszczelniające, takie jak powierzchnia uszczelniająca 5, 6, która interferuje promieniowo z takim samym członem na elemencie sprzężonym w połączeniu 100, i/lub powierzchnia oparcia 7, 8 opierająca się o taki sam człon sprzężonego elementu połączenia 100. Elementy uszczelniające zewnętrzne 5, 7 są umieszczone w pobliżu wolnego końca elementu wewnętrznego 1.

Gdy wartości średnie zbieżności są w ten sposób rozbieżne, gwinty mają tendencję do niewielkiej interferencji w sąsiedztwie elementu lub elementów uszczelniających. Otóż wynalazcy mogli przedstawić korzystny wpływ małej interferencji gwintów od strony elementów uszczelniających (5, 6, 7, 8) na poziom nacisku styku elementów uszczelniających.

Wartość średnia TTśr1 zbieżności gwintu zewnętrznego może być większa od wartości nominal^{nej TT}nom.

Wartość średnia TTśr2 zbieżności gwintu wewnętrznego może być mniejsza od wartości nomi^{nalnej TT}nom.

W poniższej tabeli 1 zestawiono obliczenia numeryczne dla połączenia rur o średnicy 177,8 mm, grubości 8,05 mm i o minimalnej granicy sprężystości (SMYS) równej 551 Mpa. Połączenie jest podobne do pokazanego na fig. 3. Uzyskuje się wartość nacisku styku na poziomie powierzchni uszczelniających 5, 6, obliczoną dla momentu nakręcania 9,8 kNm.

	zbieżność (%)	interferencja gwintów (mm)	stosunek nacisku styku/minimalnej granicy sprężystości (SMYS)
	zewnętrzna	wewnętrzna	od strony pierwszych zwojów zewnętrznych	od strony ostatnich zwojów wewnętrznych
1-szy	6.00%	6.60%	-0.48 mm	0.19 mm	0.74
2-gi	6.50%	6.10%	0.30 mm	-0.15 mm	0.59

Tabela 1: nacisk styku na powierzchnie uszczelniające w funkcji interferencji gwintów.

Stwierdza się szkodliwy efekt interferencji średnicowej dodatniej od strony pierwszych zwojów zewnętrznych na wartość nacisku styku na poziomie powierzchni uszczelniających 5, 6. Wydaje się więc słuszne móc oszacować interferencję średnicową od strony wejścia gwintu zewnętrznego, a zwłaszcza w płaszczyźnie odpowiadającej ostatniemu pełnemu zwojowi wewnętrznemu zazębionemu z pierwszym pełnym zwojem zewnętrznym. Pomiar średnicy koła podziałowego gwintów w tym miejscu okazuje się korzystny.

Jednakże, realizując połączenie o przeciwstawnych wartościach średnich zbieżności i kontrolując średnicę koła podziałowego stosunkowo blisko oparcia uszczelniającego sposobem według wynalazku, dla pewnych dopuszczalnych przez sposób kontroli według wynalazku par elementów zewnętrzny/wewnętrzny wartość interferencji gwintów w sąsiedztwie powierzchni uszczelniających 5, 6 może być większa od wartości maksymalnej interferencji gwintów w tym samym miejscu dla gwintów kontrolowanych za pomocą sprawdzianów masywnych według warunków API 5B.

Ten punkt może być sprawdzony przez obliczenia geometryczne.

W przypadku określonych rur takich na przykład jak w powyższym przykładzie, stwierdza się uwzględniając dopuszczalne tolerancje zbieżności, że wartość maksymalna interferencji gwintu w sąsiedztwie powierzchni uszczelniających w przypadku sposobu kontroli według wynalazku jest mniejsza od 0,07 mm dla wartości maksymalnej interferencji gwintu w tym samym miejscu dla gwintów kontrolowanych według warunków API 5B.

Taki wynik jest zadowalający. Jeżeli w danym przypadku nie ma ścisłej równoważności sposobów, należy, na przykład, zmniejszyć przedział tolerancji zbieżności gwintów wykonywanych i kontrolowanych sposobem według wynalazku.

Ostatnie sprawdzenie przeprowadzone ze względu na równoważność w odniesieniu do kontroli według warunków API 5B stanowi równoważność momentów dokręcania.

Moment dokręcania w momencie połączenia powierzchni oparcia 7, 8 jest zasadniczo funkcją interferencji ogólnej połączenia gwintowanego.

Otóż, jeżeli wartość interferencji gwintu w sąsiedztwie powierzchni uszczelniających 5, 6 jest dobrze rozpoznana przez zastosowanie sposobu według wynalazku, wartość interferencji na drugim

PL 194 968 B1 końcu gwintu, albo na poziomie niepełnych zwojów zewnętrznych, jest natomiast rozpoznana w znacznie mniejszym stopniu.

Wynalazcy potwierdzili, że określony moment dokręcania nie musi być modyfikowany, jeżeli zakres interferencji gwintu, obliczony dla średnich wymiarów elementów wewnętrznych/zewnętrznych 1,2, łączący wartość interferencji wzdłuż całej długości gwintu, różni się w małym stopniu pomiędzy gwintami kontrolowanymi sposobem według wynalazku i gwintami kontrolowanymi według warunków API 5B.

W przypadku rur takich jak w powyższym przykładzie, wartość tego zakresu interferencji jest 2% mniejsza dla sposobu według wynalazku w stosunku kontroli według warunków API 5B. Taka różnica jest zupełnie dopuszczalna.

W przypadku, gdy zachodzi znaczna różnica, większa na przykład od 30% w jednym lub drugim kierunku, należy, na przykład, zmniejszyć granicę przedziału tolerancji na zbieżność gwintów.

Wynalazek nie ogranicza się do przykładów wykonania przedstawionych na figurach lub opisanych.

Wynalazek może zwłaszcza znaleźć zastosowanie do kontroli gwintów stożkowych połączeń zintegrowanych, w których każda rura jest rurą dużej długości i zawiera element wewnętrzny 1 na jednym końcu i element zewnętrzny 2 na drugim końcu. Element wewnętrzny 1 pierwszej rury 101 jest połączony z elementem zewnętrznym 2 drugiej rury 102.

Może on także znaleźć zastosowanie do kontroli gwintów stożkowych połączeń tulejowych pomiędzy rurami o dużej długości, zawierającymi element wewnętrzny 1 na każdym ze swoich końców. Tuleje łączące są wówczas wyposażone na każdym ze swoich końców w elementy zewnętrzne 2.

Wynalazek może także znaleźć zastosowanie do kontroli gwintów stożkowych ze wszystkimi rodzajami zwojów, o kształcie okrągłym, trójkątnym, trapezoidalnym z zarysem bocznym o kątach dodatnich lub ujemnych i innych.

Claims (24)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób kontroli gwintu stożkowego zewnętrznego (3) umieszczonego na obwodzie zewnętrznym elementu wewnętrznego (1), który sam jest umieszczony na końcu rury metalowej (101) i zawiera co najmniej jeden element uszczelniający (5, 7) umieszczony w sąsiedztwie tego końca, w którym kontroluje się średnicę koła podziałowego (D1) gwintu w danej płaszczyźnie pomiaru (P1) umieszczonej w odległości (L1) od płaszczyzny odniesienia (PO) rysunku, za pomocą urządzenia do pomiaru płaszczyzny średnicy (51), które zawiera powierzchnię oparcia (54, 54'), co najmniej dwie powierzchnie styku (60, 61) położone poprzecznie w odległości od siebie i w regulowanej odległości osiowej od powierzchni oparcia i element pomiarowy (55) średnicy koła umieszczonego w poprzecznej płaszczyźnie pomiaru (P1) i stycznego do powierzchni styku, przy czym w sposobie tym, na urządzeniu (51) do pomiaru płaszczyzny średnicy ustawia się odległość (La) pomiędzy powierzchnią oparcia (54, 54') i płaszczyzną pomiaru (P1) w funkcji wybranej odległości (L1), następnie reguluje się element pomiarowy na wartość wstępnie ustaloną odległości poprzecznej pomiędzy powierzchniami styku, za pomocą bloku wzorcowego (70), którego wymiar charakterystyczny jest określony w stosunku do wartości szacowanej (D1e) średnicy koła podziałowego w płaszczyźnie pomiaru (P1), po czym mierzy się w płaszczyźnie pomiaru (P1) średnicę gwintu pomiędzy wierzchołkami zwojów (D1s), zaś urządzenie pomiarowe (51) opiera się powierzchnią oparcia (54, 54') o wolny koniec elementu wewnętrznego, a następnie porównuje się zmierzoną średnicę pomiędzy wierzchołkami zwojów (D1s) w stosunku do granic dopuszczalnego przedziału, znamienny tym, że jako płaszczyznę pomiaru (P1) średnicy koła podziałowego gwintu zewnętrznego (3) wybiera się płaszczyznę umieszczoną pomiędzy płaszczyzną odniesienia (PO) rysunku i pierwszym pełnym zwojem zewnętrznym, zaś wartość szacowaną średnicy koła podziałowego (D1e) w płaszczyźnie pomiaru (P1) określa się z poniższych równań:

   D1e = Dnom - L1 · TTrepl / 100

   TTrepl = TTnom + K1 Δ ΤΤ1 + 2£L_El. exp V27

   - K1 . ΔΤΤ1 . g(- \TTI / σ1) gdzie, D_nom jest wartością nominalną średnicy koła podziałowego w płaszczyźnie odniesienia, TT_repjest wartością przeniesioną zbieżności zewnętrznej, TTnom jest wartością nominalną zbieżności

   -~(TT 11 α 1)²

   PL 194 968 B1 gwintu, TT_min1, TT_max1 i TT_śri są odpowiednio wartościami minimalną, maksymalną i średnią zbieżności wykonanych gwintów zewnętrznych, ΔΤΤ jest wartością algebraiczną odchylenia (TTś -TT_no_m), σ- jest odchyleniem standardowym rozkładu wartości wykonanych zbieżności, K1 jest stosunkiem długości gwintu zewnętrznego do odległości pomiędzy płaszczyzną odniesienia (PO) i pierwszym pełnym zwojem zewnętrznym, g(u) jest wartością rozkładu normalnego scentrowanego ograniczonego dla wartości zmiennej u.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że płaszczyznę pomiaru (P1) umieszcza się w przybliżeniu w połowie odległości pomiędzy płaszczyzną odniesienia (PO) i płaszczyzną odpowiadającą pierwszemu pełnemu zwojowi zewnętrznemu.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się element lub elementy uszczelniające zawierające powierzchnię uszczelniającą (5, 6).
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się element lub elementy uszczelniające zawierające poprzeczną powierzchnię oparcia (7, 8).
5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wartości graniczne dopuszczalnego przedziału średnicy pomiędzy wierzchołkami zwojów uzyskuje się przez zastąpienie w równaniu określającym wartość szacowaną średnicy koła podziałowego w płaszczyźnie pomiaru, wartości (L1, L2) odległości pomiędzy płaszczyzną odniesienia (PO) płaszczyzną pomiaru (P1, P2) przez wartości (L1min, L1max, L2™, które je otiejmują.
6. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że pomiaru dokonuje się za pomocą urządzenia do pomiaru płaszczyzny średnicy (51), które zawiera dwie powierzchnie styku (60, 61), cztery razy w tej samej płaszczyźnie pomiaru (P1, P2), przy czym urządzenie pomiarowe (51) lub gwint (3, 4) obraca się o jedną ósmą obrotu wokół osi gwintu (XX) pomiędzy każdym pomiarem i wykorzystuje się wartość średnią tych czterech pomiarów dla określenia średnicy pomiędzy wierzchołkami zwojów w płaszczyźnie pomiaru.
7. 7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że pomiaru dokonuje się za pomocą urządzenia do pomiaru płaszczyzny średnicy (51), które zawiera trzy powierzchnie styku, trzy razy w tej samej płaszczyźnie pomiaru (P1, P2), przy czym urządzenie pomiarowe (51) lub gwint (3, 4) obraca się o 40° wokół osi gwintu (XX) pomiędzy każdym pomiarem i wykorzystuje się wartość średnią tych trzech pomiarów dla określenia średnicy pomiędzy wierzchołkami zwojów w płaszczyźnie pomiaru.
8. 8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się wartość średnią (TTśm) zbieżności gwintu zewnętrznego (3) większą od wartości nominalnej (TTnom).
9. 9. Sposób kontroli gwintu stożkowego wewnętrznego (4) umieszczonego na obwodzie wewnętrznym elementu zewnętrznego (2), który sam jest umieszczony na końcu rury metalowej (102) i zawiera co najmniej jeden element uszczelniający (6, 8) umieszczony tak, aby współpracować z elementem lub elementami (5, 7) umieszczonymi w sąsiedztwie wolnego końca elementu wewnętrznego, w którym kontroluje się średnicę koła podziałowego (D2) gwintu w danej płaszczyźnie pomiaru (P2) umieszczonej w odległości (L2) od płaszczyzny odniesienia (PO) rysunku, za pomocą urządzenia do pomiaru płaszczyzny średnicy (51), które zawiera powierzchnię oparcia (54, 54'), co najmniej dwie powierzchnie styku (60, 61) położone poprzecznie w odległości od siebie i w regulowanej odległości osiowej od powierzchni oparcia i element pomiarowy (55) średnicy koła umieszczonego w płaszczyźnie poprzecznej pomiaru (P2) i stycznego do powierzchni styku, przy czym w sposobie tym na urządzeniu (51) do pomiaru płaszczyzny średnicy ustawia się odległość (Lb) pomiędzy powierzchnią oparcia (54, 54') i płaszczyzną pomiaru (P2), w funkcji wybranej odległości (L2), następnie reguluje się element pomiarowy (55) na wartość wstępnie ustaloną odległości poprzecznej pomiędzy powierzchniami styku za pomocą bloku wzorcowego (80), którego wymiar charakterystyczny jest określony w stosunku do wartości szacowanej (D2e) średnicy koła podziałowego w rozważanej płaszczyźnie pomiaru (P2), po czym mierzy się w płaszczyźnie pomiaru (P2) średnicę gwintu pomiędzy wierzchołkami zwojów (D2s), zaś urządzenie pomiarowe (51) opiera się powierzchnią oparcia (54, 54') o wolny koniec elementu zewnętrznego, a następnie porównuje się zmierzoną średnicę pomiędzy wierzchołkami zwojów (D2s) w stosunku do granic dopuszczalnego przedziału, znamienny tym, że jako płaszczyznę pomiaru (P2) średnicy koła podziałowego gwintu wewnętrznego (4) wybiera się płaszczyznę umieszczoną w obszarze pełnych zwojów wewnętrznych, najbliższą płaszczyźnie rysunku zbieżnej z płaszczyzną pomiaru (P1) średnicy koła podziałowego gwintu zewnętrznego określoną w zastrzeżeniach 1 albo 2, gdy na rysunku, dwa gwinty zewnętrzny i wewnętrzny (3, 4) są połączone, zaś wartość szacowaną średnicy koła podziałowego (D2e) w płaszczyźnie pomiaru (P2) określa się z poniższych równań:

   PL 194 968 B1

   D2e = D_nom - L2 TT_rep2I100

   - — (Δ TT 2/ α 2)2

   TTrep2 = TTnom + K2 · ΔΤΤ2 + ^K2^_² . θ_χρ y/2n

   -K2 · ΔΤΤ2 · g(ATT2 / σ2) gdzie, D_nom jest wartością nominalną średnicy koła podziałowego w płaszczyźnie odniesienia, TT_rep2 jest wartością przeniesienia zbieżności, TTnom jest wartością nominalną zbieżności gwintu, TTmin2, TTmax2 i TTśr2 są odpowiednio wartościami minimalną, maksymalną i średnią zbieżności wykonanych gwintów, ΔΤΤ2 jest wartością algebraiczną odchylenia (TT_śl-2 -ΤΤηοη).σ2- jest odchyleniem standardowym rozkładu wartości wykonanych zbieżności, K2 jest stosunkiem długości gwintu wewnętrznego do odległości pomiędzy płaszczyzną odniesienia (PO) i ostatnim pełnym zwojem wewnętrznym, g (u) jest wartością rozkładu normalnego scentrowanego ograniczonego dla wartości zmiennej u.
10. 10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że stosuje się element lub elementy uszczelniające zawierające powierzchnię uszczelniającą (5, 6).
11. 11. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że stosuje się element lub elementy uszczelniające zawierające poprzeczną powierzchnię oparcia (7, 8).
12. 12. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że stosuje się wartość średnią (TT_ś-₂) zbieżności gwintu wewnętrznego (4) mniejszą od wartości średniej (TT_śri) zbieżności gwintu zewnętrznego (3), który jest z nim związany.
13. 13. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że stosuje się wartość średnią (TTśr₂) zbieżności gwintu wewnętrznego (4) mniejszą od wartości nominalnej (TTnom).
14. 14. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że wartości graniczne dopuszczalnego przedziału średnicy pomiędzy wierzchołkami zwojów uzyskuje się przez zastąpienie w równaniu określającym wartość szacowaną średnicy koła podziałowego w płaszczyźnie pomiaru, wartości (L1, L2) odległości pomiędzy płaszczyzną odniesienia (PO) i płaszczyzną pomiaru (P1, P2) przez wartości (L1min. L1max, L²m^{in, L}2_ma)(), ^które je otiejmują.
15. 15. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że pomiaru dokonuje się za pomocą urządzenia do pomiaru płaszczyzny średnicy (51), które zawiera dwie powierzchnie styku (60, 61), cztery razy w tej samej płaszczyźnie pomiaru (P1, P2), przy czym urządzenie pomiarowe (51) lub gwint (3, 4) obraca się o jedną ósmą obrotu wokół osi gwintu (XX) pomiędzy każdym pomiarem i wykorzystuje się wartość średnią tych czterech pomiarów dla określenia średnicy pomiędzy wierzchołkami zwojów w płaszczyźnie pomiaru.
16. 16. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że pomiaru dokonuje się za pomocą urządzenia do pomiaru płaszczyzny średnicy (51), które zawiera trzy powierzchnie styku, trzy razy w tej samej płaszczyźnie pomiaru (P1, P2), przy czym urządzenie pomiarowe (51) lub gwint (3, 4) obraca się o 40° wokół osi gwintu (XX) pomiędzy każdym pomiarem i wykorzystuje się wartość średnią tych trzech pomiarów dla określenia średnicy pomiędzy wierzchołkami zwojów w płaszczyźnie pomiaru.
17. 17. Urządzenie do kontroli gwintu stożkowego zewnętrznego (3) umieszczonego na obwodzie zewnętrznym elementu wewnętrznego (1), który sam jest umieszczony na końcu rury metalowej (101) i zawiera, co najmniej jeden element uszczelniający (5, 7) umieszczony w sąsiedztwie tego końca, w którym kontroluje się średnicę koła podziałowego (D1) gwintu w danej płaszczyźnie pomiaru (P1) umieszczonej w odległości (L1) od płaszczyzny odniesienia (PO) rysunku, za pomocą urządzenia do pomiaru płaszczyzny średnicy (51), które zawiera powierzchnię oparcia (54, 54'), dwie powierzchnie styku (60, 61) położone poprzecznie w odległości od siebie i w regulowanej odległości osiowej od powierzchni oparcia i element pomiarowy (55) średnicy koła umieszczonego w poprzecznej płaszczyźnie pomiaru (P1) i stycznego do powierzchni styku, zawierające blok wzorcowy (70) do ustawienia wartości wstępnie ustalonej odległości pomiędzy dwiema powierzchniami styku (60, 61), znamienne tym, że blok (70) ma kształt klina ściętego i zawiera końcową powierzchnię poprzeczną (72) i dwie płaskie powierzchnie o orientacji w przybliżeniu podłużnej, nachylone symetrycznie w stosunku do końcowej powierzchni poprzecznej i zbieżne ku niej, przy czym kąt C pomiędzy tymi nachylonymi płaskimi płaszczyznami jest równy 2.arctg (TTś-1 /2), a odległość poprzeczna pomiędzy tymi nachylonymi płaskimi płaszczyznami jest równa (D1e +h) w odległości podłużnej (La) od powierzchni końPL 194 968 B1 cowej (72), gdzie h jest równe sumie wysokości zęba (13) kontrolowanego gwintu (3) i znanego współczynnika korekty geometrycznej właściwego dla urządzenia pomiarowego (51).
18. 18. Urządzeniewedługzastrz. 11, znamienne tym, że blok wzorcowy(70) manakońcu swoich nachylonych płaskich powierzchni lub swojej stożkowej powierzchni zewnętrznej, od strony powierzchni końcowej (72) część nachyloną lub o innej zbieżności, która odtwarza profil elementu lub elementów uszczelniających (5, 7) elementu wewnętrznego (1).
19. 19. Urządzenie do kontroli gwintu ssożkowego zewnętrznego (3) umieszczonego na obwodzie zewnętrznym elementu wewnętrznego (1), który sam jest umieszczony na końcu rury metalowej (101) i zawiera co najmniej jeden element uszczelniający (5, 7) umieszczony w sąsiedztwie tego końca, w którym kontroluje się średnicę koła podziałowego (D1) gwintu w danej płaszczyźnie pomiaru (P1) umieszczonej w odległości (L1) od płaszczyzny odniesienia (PO) rysunku, za pomocą urządzenia do pomiaru płaszczyzny średnicy (51), które zawiera powierzchnię oparcia (54, 54'), trzy powierzchnie styku (60, 61) położone poprzecznie w odległości od siebie i w regulowanej odległości osiowej od powierzchni oparcia i element pomiarowy (55) średnicy koła umieszczonego w poprzecznej płaszczyźnie pomiaru (P1) i stycznego do powierzchni styku, zawierające blok wzorcowy (70) do ustawienia wartości wstępnie ustalonej odległości pomiędzy trzema powierzchniami styku (60, 61), znamienne tym, że blok (70) ma kształt stożka ściętego i zawiera końcową powierzchnię poprzeczną (72) od strony wierzchołka stożka i stożkową powierzchnię zewnętrzną o zbieżności równej TT_śr1, przy czym średnica powierzchni stożkowej w odległości (La) od końcowej powierzchni poprzecznej jest równa (D1e +h), gdzie h jest równe sumie wysokości zęba (13) kontrolowanego gwintu (3) i znanego współczynnika korekty geometrycznej właściwego dla urządzenia pomiarowego (51).
20. 20. Urządzeniewedługzastrz. (9, znamienne tym, że b!<^i^ w^or^c^c^\wy<(^(^) manakońcu swoich nachylonych płaskich powierzchni lub swojej stożkowej powierzchni zewnętrznej, od strony powierzchni końcowej (72) część nachyloną lub o innej zbieżności, która odtwarza profil elementu lub elementów uszczelniających (5, 7) elementu wewnętrznego (1).
21. 21. Urządzenie do kontroll gwinto stożkowego wewnętrznego (4) umieszczonego na obwodzże wewnętrznym elementu zewnętrznego (2), który sam jest umieszczony na końcu rury metalowej (102) i zawiera, co najmniej jeden element uszczelniający (6, 8) umieszczony tak, aby współpracować z elementem lub elementami (5, 7) umieszczonymi w sąsiedztwie wolnego końca elementu wewnętrznego, w którym kontroluje się średnicę koła podziałowego (D2) gwintu w danej płaszczyźnie pomiaru (P2) umieszczonej w odległości (L2) od płaszczyzny odniesienia (PO) rysunku, za pomocą urządzenia do pomiaru płaszczyzny średnicy (51), które zawiera powierzchnię oparcia (54, 54'), dwie powierzchnie styku (60, 61) położone poprzecznie w odległości od siebie i w regulowanej odległości osiowej od powierzchni oparcia i element pomiarowy (55) średnicy koła, umieszczonego w płaszczyźnie poprzecznej pomiaru (P2) i stycznego do powierzchni styku, zawierające blok wzorcowy (80) do ustawienia wartości wstępnie ustalonej odległości pomiędzy dwiema powierzchniami styku (60, 61), znamienne tym, że blok (80) ma poprzeczną powierzchnię końcową (82) i przestrzeń wewnętrzną (81) ograniczoną przez dwie płaskie powierzchnie bloku, o orientacji w przybliżeniu podłużnej, nachylone symetrycznie w stosunku do powierzchni końcowej (82) i zbieżne w stronę dna przestrzeni wewnętrznej (81), przy czym kąt D pomiędzy tymi nachylonymi płaskimi płaszczyznami jest równy 2.arctg (TTśr2 /2), a odległość poprzeczna pomiędzy tymi nachylonymi płaskimi płaszczyznami jest równa (D2e -h) w odległości podłużnej (Lb) od powierzchni końcowej (82), gdzie h jest równe sumie wysokości zęba (13) kontrolowanego gwintu (4) i znanego współczynnika korekty geometrycznej właściwego dla urządzenia pomiarowego (51).
22. 22. Urządzenie według zas^z. 21, tym. że blok (80) zawiera na końcu swoich nachylonych płaskich powierzchni lub swojej stożkowej powierzchni zewnętrznej od strony przeciwnej do poprzecznej powierzchni końcowej (82) część nachyloną lub o innej zbieżności, która odtwarza profil elementu lub elementów uszczelniających (6, 8) elementu zewnętrznego (2).
23. 23. Urządzenie do kontroll gwinto stożkowego wewnętrznego (4) umieszczonego na obwodzże wewnętrznym elementu zewnętrznego (2), który sam jest umieszczony na końcu rury metalowej (102) i zawiera, co najmniej jeden element uszczelniający (6, 8) umieszczony tak, aby współpracować z elementem lub elementami (5, 7) umieszczonymi w sąsiedztwie wolnego końca elementu wewnętrznego, w którym kontroluje się średnicę koła podziałowego (D2) gwintu w danej płaszczyźnie pomiaru (P2) umieszczonej w odległości (L2) od płaszczyzny odniesienia (PO) rysunku, za pomocą urządzenia do pomiaru płaszczyzny średnicy (51), które zawiera powierzchnię oparcia (54, 54'), trzy powierzchnie styku (60, 61) położone poprzecznie w odległości od siebie i w regulowanej odległości

    PL 194 968 B1 osiowej od powierzchni oparcia i element pomiarowy (55) średnicy koła umieszczonego w płaszczyźnie poprzecznej pomiaru (P2) i stycznego do powierzchni styku, zawierające blok wzorcowy (80) do ustawienia wartości wstępnie ustalonej odległości pomiędzy powierzchniami styku, znamienne tym, że blok (80) ma poprzeczną powierzchnię końcową (82) i przestrzeń wewnętrzną (81) ograniczoną przez stożkową powierzchnię zewnętrzną o osi podłużnej i zbieżności równej TTśr2, której wierzchołek jest skierowany od strony przeciwnej do końcowej powierzchni poprzecznej i której średnica w odległości (L_B) od końcowej powierzchni poprzecznej (82) jest równa (D2e -h), gdzie h jest równe sumie wysokości zęba (13) kontrolowanego gwintu (4) i znanego współczynnika korekty geometrycznej właściwego dla urządzenia pomiarowego (51).
24. 24. Urządzenie według zastrz. 23, znamienne tym, że blok (80) zawiera na końcu swoich nachylonych płaskich powierzchni lub swojej stożkowej powierzchni zewnętrznej od strony przeciwnej do poprzecznej powierzchni końcowej (82) część nachyloną lub o innej zbieżności, która odtwarza profil elementu lub elementów uszczelniających (6, 8) elementu wewnętrznego (2).