RU2163917C2 - Sealing material for threaded joints - Google Patents

Sealing material for threaded joints Download PDF

Info

Publication number
RU2163917C2
RU2163917C2 RU99103936/06A RU99103936A RU2163917C2 RU 2163917 C2 RU2163917 C2 RU 2163917C2 RU 99103936/06 A RU99103936/06 A RU 99103936/06A RU 99103936 A RU99103936 A RU 99103936A RU 2163917 C2 RU2163917 C2 RU 2163917C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
thickness
tape
film
sealing
threaded joints
Prior art date
Application number
RU99103936/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.А. Сафин
О.Н. Ермаков
Original Assignee
Сафин Велир Ахатович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сафин Велир Ахатович filed Critical Сафин Велир Ахатович
Priority to RU99103936/06A priority Critical patent/RU2163917C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2163917C2 publication Critical patent/RU2163917C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Sealing Material Composition (AREA)

Abstract

FIELD: sealing materials. SUBSTANCE: invention, in particular, relates to sealing threaded joints subjected to unscrewing forces. Material in the form of tape is manufactured from polyethylene film 0.02-0.1 mm thick, showing tensile strength 10 to 20 MPa and having sticky glue layer with thickness no more than half thickness if film and stickiness within a range of 30 to 300 sec. In a preferred embodiment of invention, glue layer employs composition prepared by dissolving synthetic rubber in rubber solvent followed by addition of colophony and mineral oil. EFFECT: reduced cost of material.

Description

Изобретение относится к уплотнительным материалам для резьбовых соединений, в частности для конических резьбовых соединений, подвергающихся развинчиванию. The invention relates to sealing materials for threaded joints, in particular for tapered threaded joints undergoing unscrewing.

Известны уплотнительные материалы в виде незатвердевающихся смазок, получаемых путем смещения минеральных и синтетических масел с загустителем, антифрикционными, противозадирными и уплотнительными добавками (см. а.с. СССР N 1505965, кл. С 10 М 159/18, N 1664816, кл. С 10 М 105/16, N 1796648 и N 1812205, кл. С 09 К 3/10, заявку на патент РФ N 96123774/04 (030378), а также книгу Синицына В. В. "Пластичные смазки в СССР", изд. 2, М.: Химия, 1984 г. , стр. 163- 171). Недостатком их является неудобство транспортирования, хранения и применения. В зимнее время они загустевают, затрудняя равномерное нанесение их на резьбы и создавая опасность оставления некоторых резьб без слоя смазки. В летнее время они разжижаются и создают опасность осаждения порошкообразных добавок на дно тары. Sealing materials are known in the form of non-hardening lubricants obtained by displacing mineral and synthetic oils with a thickener, anti-friction, anti-seize and sealing additives (see AS USSR N 1505965, class C 10 M 159/18, N 1664816, class C 10 M 105/16, N 1796648 and N 1812205, class C 09 K 3/10, application for a patent of the Russian Federation N 96123774/04 (030378), as well as the book Sinitsyna V. V. "Plastic greases in the USSR", ed. 2, M.: Chemistry, 1984, pp. 163-171). Their disadvantage is the inconvenience of transportation, storage and use. In winter, they thicken, making it difficult to evenly apply them to threads and creating the risk of leaving some threads without a lubricant layer. In the summer, they liquefy and create the danger of the deposition of powdered additives on the bottom of the container.

Известны уплотнительные материалы в виде затвердевающих композиций, получаемых путем смешения акрилового олигомера, фенольной или эпоксидной смолы, жидкого стекла и других веществ с наполнителями и отвердителем (см. патент РФ N 2036946, кл. С 09 К 3/10, а.с. СССР N 1413119, кл. С 10 М 103/06; N 1413123 и N 1546470, кл. С 10 М 169/04, N 1595887, кл. С 10 М 165/00). Они имеют высокую стоимость, низкую адгезионную способность и затрудняют развинчивание резьбового соединения после длительной эксплуатации труб. Sealing materials are known in the form of hardening compositions obtained by mixing an acrylic oligomer, phenolic or epoxy resin, water glass and other substances with fillers and hardener (see RF patent N 2036946, class C 09 K 3/10, USSR AS N 1413119, class C 10 M 103/06; N 1413123 and N 1546470, class C 10 M 169/04, N 1595887, class C 10 M 165/00). They have a high cost, low adhesive ability and make it difficult to unscrew the threaded connection after long-term operation of the pipes.

Известны уплотнительные устройства в виде эластичного тонкостенного трубчатого чехла или кольца, устанавливаемого между охватываемой и охватывающей резьбовыми деталями (см. а.с. СССР N 1555587 и N 1689699, кл. F 16 L 15/04 и F 16 T 15/02). Недостатками их являются высокая стоимость, непригодность устройств одного размера для резьбовых соединений других размеров и необходимость изменения конструкции резьбового соединения, например, выполнения канавки. Known sealing devices in the form of an elastic thin-walled tubular cover or ring installed between male and female threaded parts (see AS USSR N 1555587 and N 1689699, CL F 16 L 15/04 and F 16 T 15/02). Their disadvantages are the high cost, unsuitability of devices of one size for threaded connections of other sizes and the need to change the design of the threaded connection, for example, grooves.

Известно также муфтовое уплотнение в виде кольца из упругопластичного пленочного материала (см. описание изобретения по заявке РФ 94040312/06, кл. F 16 L 17/00, Бюл. N 23, 20.08.96 г.). Недостатком его является непригодность для применения в резьбовых соединениях при высоких перепадах давления. A sleeve seal in the form of a ring of an elastoplastic film material is also known (see the description of the invention according to the application of the Russian Federation 94040312/06, class F 16 L 17/00, Bull. N 23, 08/20/96). Its disadvantage is unsuitability for use in threaded connections at high pressure drops.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату является уплотнительный материал в виде ленты из упругопластичного пластичного полимера - фторопласта, выпускаемый под названием ленты ФУМ по ТУ 6-05-1388-86 Кирово-Чепецким химическим комбинатом (см. номенклатурный перечень "Изделия из фторопласта - 4Д", 1992 г., АОО "Кирово-Чепецкий химический комбинат"). Лента ФУМ в зависимости от марки имеет толщину 0,035 - 0,200 мм и ширину 3 - 60 мм. Она широко применяется в нефтяной и газовой промышленности для уплотнения резьбовых соединений обсадных и насосно-компрессорных труб, эксплуатируемых при высоких перепадах давления. Недостатками ленты ФУМ являются высокая стоимость и неудобство применения в полевых условиях. Из-за отсутствия липкого клеевого слоя лента ФУМ слабо удерживается на резьбе и часто сдувается ветром до введения намотанного лентой ниппельного конца трубы в резьбовой раструбный конец или муфту предыдущей трубы. Другим недостатком ленты ФУМ является то, что, обладая самым низким коэффициентом трения, она легко выдавливается из резьбового соединения при ее свинчивании и поэтому иногда резьбовое соединение остается неуплотненным. Изготовление ленты ФУМ с клеевым слоем затруднительно из-за отсутствия пригодных для этой цели клеевых составов. The closest to the claimed technical essence and the achieved result is a sealing material in the form of a tape made of an elastoplastic plastic polymer - fluoroplastic, produced under the name FUM tape according to TU 6-05-1388-86 by the Kirov-Chepetsk Chemical Combine (see the nomenclature list "Products from Teflon - 4D ", 1992, AOI" Kirov-Chepetsk Chemical Plant "). The FUM tape, depending on the brand, has a thickness of 0.035 - 0.200 mm and a width of 3 - 60 mm. It is widely used in the oil and gas industry for sealing threaded joints of casing and tubing, operated at high pressure drops. The disadvantages of the FUM tape are the high cost and inconvenience of use in the field. Due to the absence of a sticky adhesive layer, the FUM tape is weakly held on the thread and is often blown away by the wind until the pipe-wound nipple end of the pipe is inserted into the threaded socket end or sleeve of the previous pipe. Another disadvantage of the FUM tape is that, having the lowest coefficient of friction, it is easily squeezed out of the threaded connection when it is screwed up and therefore sometimes the threaded connection remains unsealed. The manufacture of FUM tape with an adhesive layer is difficult due to the lack of adhesive compositions suitable for this purpose.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является создание дешевого уплотнительного материала, удобного для нанесения на резьбовую поверхность в полевых условиях и обеспечивающего надежное уплотнение резьбовых соединений труб при высоких перепадах давления. The problem to which this invention is directed, is the creation of a cheap sealing material that is convenient for application to a threaded surface in the field and provides reliable sealing of threaded pipe joints at high pressure drops.

Поставленная задача решается тем, что уплотнительный материал в виде ленты изготавливается из полиэтиленовой пленки толщиной в пределах от 0,02 - 0,1 мм и прочностью при растяжении в пределах 10 - 20 МПа, имеет липкий клеевой слой толщиной не более половины толщины пленки и липкостью в пределах 30 - 300 с. The problem is solved in that the sealing material in the form of a tape is made of plastic film with a thickness ranging from 0.02 - 0.1 mm and tensile strength within 10 - 20 MPa, has a sticky adhesive layer with a thickness of not more than half the film thickness and stickiness within 30 - 300 s.

В преимущественном варианте лента может изготавливаться из пленки полиэтилена высокого давления (низкой плотности) или композиции полиэтиленов высокого и низкого давления толщиной 0,05 мм и прочностью при растяжении 15 МПа. Прочность при растяжении определяют по ГОСТ 10354-82 и ГОСТ 14236-81. In an advantageous embodiment, the tape can be made of a film of high pressure polyethylene (low density) or a composition of high and low pressure polyethylene with a thickness of 0.05 mm and a tensile strength of 15 MPa. Tensile strength is determined according to GOST 10354-82 and GOST 14236-81.

В преимущественном варианте липкий клеевой слой имеет толщину 0,010 - 0,025 мм и липкость 50-150 с. Липкость определяют по ГОСТ 20477-86. In an advantageous embodiment, the sticky adhesive layer has a thickness of 0.010-0.025 mm and an adhesiveness of 50-150 s. Stickiness is determined according to GOST 20477-86.

Материал изготавливают путем нанесения на полиэтиленовую пленку клеевой композиции валковым методом, разрезания ее на ленты роликовыми ножами и сматывания в рулоны на полиэтиленовые или картонные втулки. Клеевая композиция не должна затвердевать за время хранения и транспортирования. В преимущественном варианте ее изготавливают путем растворения синтетического каучука в бензине "галоша" с последующим добавлением канифоли и минерального масла. The material is made by applying the adhesive composition onto a polyethylene film by the roll method, cutting it into tapes with roller knives and reeling it into rolls into polyethylene or cardboard sleeves. The adhesive composition should not harden during storage and transportation. In a preferred embodiment, it is made by dissolving synthetic rubber in galosh gasoline, followed by the addition of rosin and mineral oil.

Предлагаемый материал пригоден для уплотнения резьбовых соединений насосно-компрессорных труб по ГОСТ 633-80 (диаметры 33 - 114 мм) и обсадных труб по ГОСТ 632-80 (диаметры 114 - 508 мм). На резьбу ниппельной части трубы ленту наматывают в 1,5-2,5 оборота (слоя) в зависимости от диаметра трубы. Для удобства и экономии материала ленту изготавливают шириной 20 - 100 мм. На резьбе лента удерживается в виде кольца независимо от силы сцепления с металлом и наличия на поверхности металла масляных загрязнений, влаги, ледяной корки (в зимнее время). Значения липкости приняты оптимальными, так как при липкости менее 30 с появляется опасность отлипания ленты, а при липкости более 300 с затрудняется отдирание ленты с катушки, особенно в холодное время, когда приходится работать на открытом воздухе в перчатках. Толщина клеевого слоя ленты влияет на уплотнительную способность материала. Чем меньше толщина этого слоя, тем больше полиэтилена остается в резьбовом соединении после его свинчивания и обеспечивается герметичность соединения при более высоких перепадах давления. Лучший результат имеет место, когда толщина клеевого слоя меньше половины толщины полиэтиленовой пленки. The proposed material is suitable for sealing threaded connections of tubing in accordance with GOST 633-80 (diameters 33 - 114 mm) and casing in accordance with GOST 632-80 (diameters 114 - 508 mm). On the thread of the nipple part of the pipe, the tape is wound in 1.5-2.5 turns (layer) depending on the diameter of the pipe. For convenience and economy of material, the tape is made with a width of 20 - 100 mm. On the thread, the tape is held in the form of a ring, regardless of the adhesion to the metal and the presence of oil contaminants, moisture, ice crust on the metal surface (in winter). The stickiness values are assumed to be optimal, since with stickiness less than 30 s there is a danger of the tape sticking off, and with stickiness more than 300 s it is difficult to peel the tape from the reel, especially in cold weather when you have to work outdoors with gloves on. The thickness of the adhesive layer of the tape affects the sealing ability of the material. The smaller the thickness of this layer, the more polyethylene remains in the threaded connection after it is screwed up and the connection is sealed at higher pressure drops. The best result occurs when the thickness of the adhesive layer is less than half the thickness of the plastic film.

Основными факторами, влияющими на уплотнительную способность материала, являются толщина и прочность пленки при разрыве. Наилучшее заполнение зазоров в резьбовом соединении обеспечивается, когда общая толщина слоев пленки на 10-20% превышает поперечный размер зазора. В резьбовых соединениях насосно-компрессорных и обсадных труб этот зазор составляет 0,07-0,08 мм и оптимальная общая толщина слоев пленки равна 0,08-0,10 мм. Поэтому при наматывании в два слоя оптимальная толщина одного слоя пленки равна 0,04-0,05 мм, что подтверждается результатами стендовых испытаний (см. таблицу). Испытания показали также, что оптимальная прочность пленки при разрыве равна 10-20 МПа. При такой прочности обеспечивается герметичность резьбового соединения под давлением до 50 МПа. При большей прочности пленки затрудняется свинчивание труб с муфтами до совпадения основных плоскостей резьб и развинчивание их существующими инструментами. Кроме того, появляется опасность недоворота резьбового соединения и возможность страгивания его под действием осевых сил, достигающих 100 т и выше. The main factors affecting the sealing ability of a material are the thickness and strength of the film at break. The best filling of the gaps in the threaded connection is provided when the total thickness of the film layers is 10-20% higher than the transverse size of the gap. In threaded connections of tubing and casing, this gap is 0.07-0.08 mm and the optimal total film layer thickness is 0.08-0.10 mm. Therefore, when winding in two layers, the optimal thickness of one film layer is 0.04-0.05 mm, which is confirmed by the results of bench tests (see table). Tests also showed that the optimal film strength at break is 10-20 MPa. With such strength, the tightness of the threaded joint under pressure up to 50 MPa is ensured. With greater film strength, it is difficult to make pipes with couplings until the main planes of the threads coincide and unscrew them with existing tools. In addition, there is a danger of under-rotation of the threaded connection and the possibility of stragging it under the action of axial forces reaching 100 tons and above.

Проведены стендовые испытания 7 образцов материала, отличающихся друг от друга толщиной пленки, прочностью ее при растяжении, толщиной клеевого слоя и его липкостью. Испытания проводились с патрубками и муфтами насосно-компрессорной трубы диаметром 73 мм по ГОСТ 633-80. Затяжка резьбовых соединений производилась крутящим моментом 75 кгм. Соединения подвергались гидравлической опрессовке при комнатной температуре с медленным наращиванием давления до 50 МПа и выдержкой под этим давлением в течение 1 ч. Значения давления при появлении течи в виде капель или струи приведены в таблице. Bench tests of 7 samples of the material, differing from each other by the film thickness, its tensile strength, the thickness of the adhesive layer and its stickiness, were carried out. The tests were carried out with nozzles and couplings of a tubing pipe with a diameter of 73 mm according to GOST 633-80. Tightening of threaded joints was carried out with a torque of 75 kgm. The compounds were subjected to hydraulic pressure testing at room temperature with a slow build-up of pressure up to 50 MPa and holding under this pressure for 1 h. The pressure values for a leak in the form of droplets or jets are shown in the table.

Изготовлена опытная партия предложенного материала толщиной пленки 0,05 и толщиной клеевого слоя до 0,02 мм. Она испытана на трубных базах и скважинах АО "Татнефть". An experimental batch of the proposed material was made with a film thickness of 0.05 and an adhesive layer thickness of up to 0.02 mm. It was tested at the pipe bases and wells of JSC Tatneft.

Результаты стендовых испытаний подтвердили свойства уплотнительного материала по изобретению и эффективность его применения. The bench test results confirmed the properties of the sealing material according to the invention and the effectiveness of its use.

Claims (1)

Уплотнительный материал для резьбовых соединений в виде ленты из упруго-пластичного полимера, отличающийся тем, что лента изготовлена из полиэтиленовой пленки толщиной в пределах 0,02 - 0,1 мм и прочностью при растяжении в пределах 10 - 20 МПа, имеет липкий клеевой слой толщиной не более половины толщины пленки и липкостью в пределах 30 - 300 с. Sealing material for threaded joints in the form of a tape of an elastic plastic polymer, characterized in that the tape is made of a polyethylene film with a thickness in the range of 0.02 - 0.1 mm and tensile strength in the range of 10 - 20 MPa, has a sticky adhesive layer with a thickness no more than half the film thickness and tack within 30 - 300 s.
RU99103936/06A 1999-02-23 1999-02-23 Sealing material for threaded joints RU2163917C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99103936/06A RU2163917C2 (en) 1999-02-23 1999-02-23 Sealing material for threaded joints

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99103936/06A RU2163917C2 (en) 1999-02-23 1999-02-23 Sealing material for threaded joints

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2163917C2 true RU2163917C2 (en) 2001-03-10

Family

ID=20216467

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99103936/06A RU2163917C2 (en) 1999-02-23 1999-02-23 Sealing material for threaded joints

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2163917C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7260942B2 (en) 2004-09-27 2007-08-28 Alexander Shteinberg Method of sealing joints of pipelines and containers operating with cryogenic fluids

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Лента ФУМ по ТУ 6-05-1388-86 Изделия из фторопласта-4 Д. Номенклатурный перечень. - АОО "Кирово-Чепецкий химический комбинат", 1992. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7260942B2 (en) 2004-09-27 2007-08-28 Alexander Shteinberg Method of sealing joints of pipelines and containers operating with cryogenic fluids

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3415287A (en) Protective covering and article
US7237810B2 (en) Plastic pipe adhesive joint
EA017185B1 (en) Lubrication composition with adaptable friction coefficient for the threaded member of a component of a tubular threaded seal
US20160002476A1 (en) Threaded tubular component protected by a film
US10889739B2 (en) Sealant material
BR112013001505B1 (en) ASSEMBLY METHOD OF A JOINT AND JOINT
US4806400A (en) Tapered adhesive tape
EA039302B1 (en) Metal pipes with anticorrosive polyolefin covering layer
US1875708A (en) Method and means for sealing threaded pipe joints
RU2163917C2 (en) Sealing material for threaded joints
US3610291A (en) Protective covering and article
EA028772B1 (en) Assembly for producing a galling-resistant threaded tubular connection
RU2451861C2 (en) Pipe thread element with dry protective coating
US11066587B2 (en) Sealant material
US3075640A (en) Bituminous composition package and method of applying same
US7578372B1 (en) Aerosol lubricant and dispensing method
NO175113B (en) Sealed tube joint and method for forming it
US2287827A (en) Pipe coating coupler
Broesder et al. A Novel Quick Turn-Around Repair Coating for Offshore Windmills
JPS6217487A (en) Method of sealing pipe connecting section, etc.
WO2017116278A1 (en) Method for sealing threaded pipe connections
JPS5943261A (en) Seal tape
JPS61264080A (en) Method for applying anticorrosive sealing material

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20040224