RU2266807C1 - Method for cleaning threaded portion of pump-compressor tube and apparatus for performing the same - Google Patents

Method for cleaning threaded portion of pump-compressor tube and apparatus for performing the same Download PDF

Info

Publication number
RU2266807C1
RU2266807C1 RU2004122685/12A RU2004122685A RU2266807C1 RU 2266807 C1 RU2266807 C1 RU 2266807C1 RU 2004122685/12 A RU2004122685/12 A RU 2004122685/12A RU 2004122685 A RU2004122685 A RU 2004122685A RU 2266807 C1 RU2266807 C1 RU 2266807C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
section
nozzle
abrasive
thread
jet
Prior art date
Application number
RU2004122685/12A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
О.Б. Калинин (RU)
О.Б. Калинин
А.Н. Королев (RU)
А.Н. Королев
А.А. Нефеденков (RU)
А.А. Нефеденков
Original Assignee
Закрытое Акционерное Общество Научно-Производственное Предприятие "Нефтетрубосервис"
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 Закрытое Акционерное Общество Научно-Производственное Предприятие "Нефтетрубосервис" filed Critical Закрытое Акционерное Общество Научно-Производственное Предприятие "Нефтетрубосервис"
Priority to RU2004122685/12A priority Critical patent/RU2266807C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2266807C1 publication Critical patent/RU2266807C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

FIELD: abrasive-air treatment of metallic articles such as pump-compressor tubes.
SUBSTANCE: method comprises steps of rotating tube around lengthwise axis and supplying onto outer surface of its cone threaded portion abrasive-air jet; imparting to said jet rectangular cross section and arranging its wide side along tube axis; feeding jet along thread recesses and directing in such a way that its central plane is parallel to generatrix of cone surface of thread and is arranged in zone between apexes and recesses pf thread profile and its axis is inclined relative to plane of tube cross section by angle equal to lead angle of thread; forming jet in such a way that its thickness in working zone is equal to 1.2 - 1.7 of height of profile of worked thread. Apparatus for performing the method includes fluid-tight working chamber having opening for inlet and outlet of tube and unit for forming air-abrasive mixture in the form of hollow body provided with diffuser and through pipelines communicated with abrasive metering feeder and with compressed gas source. Hollow body is arranged in working chamber; it is provided in addition with super-sound nozzle mounted in its cavity with gap and it is restricted by base in the form of hollow cylinder half and by two profiled plates secured to base. Diffuser is joined to hollow body, it is arranged in front of working port of flat nozzle and formed by means of two flat plates defining rectangular flow-through cross section. Hollow body is communicated with metering feeder of abrasive material; flat nozzle is communicated with compressed air source. Relation of surface area of critical section of nozzle to surface area of its outlet section may be in range 0.24 - 0.60. Diffuser is spaced from nozzle by distance consisting 0.5 -2.0 of height of outlet cross section of nozzle. Surface area of outlet cross section of diffuser consists 1.1 - 1.4 of surface area of outlet cross section of nozzle.
EFFECT: rational use of abrasive material, enhanced quality of cleaning tube.
5 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к области очистки поверхности изделий с помощью абразивной струи и может быть использовано, например, при подготовке к нанесению покрытия на резьбовые концы труб нефтяного сортамента.The invention relates to the field of cleaning the surface of products using an abrasive jet and can be used, for example, in preparation for coating the threaded ends of oil assortment pipes.

Известен способ очистки наружной поверхности труб, включающий вращение трубы вокруг ее продольной оси и воздействие на нее абразивно-воздушной струей (Авторское свидетельство СССР №226430, кл. В 24 С 3/12, 05.09.1968 г). Способ направлен на автоматизированную одновременную обработку концевой части трубы с торца, снаружи и изнутри. Он характеризуется большим и непроизводительным расходом абразива, а также требует для осуществления сложного механического оборудования.A known method of cleaning the outer surface of pipes, including rotating the pipe around its longitudinal axis and exposing it to an abrasive air stream (USSR Author's Certificate No. 226430, class B 24 C 3/12, 09/05/1968). The method is aimed at automated simultaneous processing of the end of the pipe from the end, from the outside and from the inside. It is characterized by a large and unproductive consumption of abrasive, and also requires the implementation of complex mechanical equipment.

Наиболее близким аналогом предлагаемого способа является способ очистки резьбового участка насосно-компрессорной трубы, включающий вращение трубы вокруг продольной оси и подачу на наружную поверхность ее конического резьбового участка абразивно-воздушной струи (ФГУП ЦНИИ КМ "Прометей", Комплекс оборудования для детонационного напыления резьбовых частей НКТ, Руководство по эксплуатации, Санкт-Петербург, 2001 г.). Недостатком способа является то, что абразивно-воздушная струя, направляемая на поверхность трубы, имеет поперечное сечение круглой формы. Как показывает опыт, в этом случае эффект от воздействия абразива на поверхность изделия неравномерен. Часть поверхности изделия, находящаяся в области, близкой к геометрической оси струи, подвергается интенсивному механическому воздействию абразива, а по мере удаления от оси это воздействие постепенно убывает, подчиняясь закону нормального распределения (распределение Гаусса). В результате такой особенности воздействия на поверхность изделий способ трудно применить в случаях, когда необходимо достигнуть мягкого и равномерного воздействия абразива на очищаемую поверхность, например при обработке труб с наружным резьбовым участком.The closest analogue of the proposed method is a method of cleaning a threaded section of a tubing, including rotating the pipe around a longitudinal axis and applying an abrasive air stream to the outer surface of its conical threaded section (FSUE CRI KM "Prometey", Equipment for detonation spraying of threaded tubing parts , Operation manual, St. Petersburg, 2001). The disadvantage of this method is that the abrasive air stream directed to the surface of the pipe has a circular cross-section. As experience shows, in this case, the effect of abrasive on the surface of the product is uneven. A part of the product’s surface, located in the region close to the geometric axis of the jet, is subjected to intense mechanical action of the abrasive, and as it moves away from the axis, this effect gradually decreases, obeying the law of normal distribution (Gaussian distribution). As a result of this feature of exposure to the surface of products, the method is difficult to apply in cases where it is necessary to achieve a soft and uniform effect of the abrasive on the surface being cleaned, for example, when processing pipes with an external threaded section.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство для очистки резьбового участка насосно-компрессорной трубы, включающее герметичную рабочую камеру, выполненную с отверстием для ввода и вывода трубы, и средство формирования воздушно-абразивной смеси в виде полого корпуса, снабженного диффузором и посредством трубопроводов сообщенного с питателем-дозатором абразива и с источником сжатого воздуха (ФГУП ЦНИИ КМ "Прометей", Руководство по эксплуатации, Санкт-Петербург, 2001 г.). Это устройство однако не позволяет сформировать струю абразива прямоугольного сечения и направить ее вдоль канавок резьбы. Это приводит к непроизводительному расходу абразива и затрудняет получение равномерно очищенной поверхности резьбы.Closest to the proposed device is a device for cleaning the threaded section of the tubing, including a sealed working chamber made with an opening for input and output of the pipe, and means for forming an air-abrasive mixture in the form of a hollow body equipped with a diffuser and through pipelines in communication with the feeder - an abrasive dispenser and a source of compressed air (FSUE CRI KM "Prometey", Operation Manual, St. Petersburg, 2001). This device, however, does not allow the formation of a jet of abrasive of rectangular cross section and direct it along the grooves of the thread. This leads to unproductive consumption of abrasive and makes it difficult to obtain a uniformly cleaned thread surface.

Техническим результатом изобретения является повышение качества обработанных изделий и экономное расходование абразива за счет более равномерного распределения воздействий частиц абразива по очищаемой поверхности.The technical result of the invention is to improve the quality of processed products and the economical use of abrasive due to a more uniform distribution of the effects of particles of abrasive on the surface to be cleaned.

Указанный технический результат в способе очистки резьбового участка насосно-компрессорной трубы, включающем вращение трубы вокруг продольной оси и подачу на наружную поверхность ее конического резьбового участка абразивно-воздушной струи, достигается за счет того, что струе придают в поперечном сечении прямоугольную форму, ее широкую сторону располагают вдоль оси трубы, струю подают вдоль резьбовых канавок и направляют так, чтобы ее центральная плоскость была параллельна образующей конической поверхности резьбы и находилась на участке между вершинами и впадинами профиля резьбы, а ее ось была наклонена к плоскости поперечного сечения трубы под углом, равным углу подъема нитки резьбы, при этом струю формируют таким образом, что ее толщина в зоне обработки составляет 1,2-1,7 высоты профиля обрабатываемой резьбы.The specified technical result in a method of cleaning a threaded section of a tubing, including rotating the pipe around a longitudinal axis and applying an abrasive air stream to the outer surface of its conical threaded section, is achieved due to the fact that the stream is given a rectangular shape in cross section, its wide side positioned along the axis of the pipe, the jet is fed along the threaded grooves and directed so that its central plane is parallel to the generatrix of the conical surface of the thread and thread between the peaks and troughs of the thread profile, and its axis was inclined to the plane of the pipe cross section at an angle equal to the angle of the thread thread, and the jet is formed so that its thickness in the processing zone is 1.2-1.7 profile heights machined thread.

Указанный технический результат в устройстве для очистки резьбового участка насосно-компрессорной трубы, включающем герметичную рабочую камеру, выполненную с отверстием для ввода и вывода трубы, и средство формирования воздушно-абразивной смеси в виде полого корпуса, снабженного диффузором и посредством трубопроводов сообщенного с питателем-дозатором абразива и с источником сжатого воздуха, достигается за счет того, что полый корпус расположен внутри рабочей камеры и дополнительно снабжен плоским сверхзвуковым соплом, которое установлено в его полости с зазором и образовано основанием, выполненным в виде половины полого цилиндра, и двумя присоединенными к основанию профилированными пластинами, а диффузор соединен с полым корпусом, расположен напротив рабочего проема плоского сопла и образован двумя плоскими пластинами, образующими прямоугольное проходное сечение, при этом полый корпус сообщен с питателем-дозатором абразива, а плоское сопло - с источником сжатого воздуха, причем отношение площади критического сечения сопла к площади его выходного сечения может быть выбрано из интервала 0,24-0,60, диффузор установлен от сопла на расстоянии, величина которого равна 0,5-2,0 высоты выходного сечения сопла, а площадь его входного сечения составляет 1,1-1,4 от площади выходного сечения сопла.The specified technical result in a device for cleaning a threaded section of a tubing, including a sealed working chamber made with a hole for input and output of the pipe, and means for forming an air-abrasive mixture in the form of a hollow body equipped with a diffuser and through pipelines communicated with a metering feeder abrasive and with a source of compressed air, is achieved due to the fact that the hollow body is located inside the working chamber and is additionally equipped with a flat supersonic nozzle, which is installed it is sealed in its cavity with a gap and is formed by a base made in the form of a half hollow cylinder and two profiled plates attached to the base, and the diffuser is connected to the hollow body, is located opposite the working opening of the flat nozzle and is formed by two flat plates forming a rectangular passage section, In this case, the hollow body is in communication with the abrasive dosing feeder, and the flat nozzle is connected with a compressed air source, and the ratio of the critical sectional area of the nozzle to the area of its outlet section be selected from the interval 0.24-0.60, the diffuser is installed from the nozzle at a distance whose value is equal to 0.5-2.0 of the height of the outlet section of the nozzle, and the area of its inlet section is 1.1-1.4 of the area of the outlet section of the nozzle.

В частном случае профилированные пластины могут быть присоединены к основанию плоского сопла с возможностью изменения расстояния между ними.In the particular case, profiled plates can be attached to the base of a flat nozzle with the possibility of changing the distance between them.

Развитием изобретения является частный случай выполнения устройства, когда каждая из пластин, образующих диффузор, в поперечном сечении имеет Г-образную форму.The development of the invention is a special case of the device, when each of the plates forming the diffuser, in cross section has an L-shaped shape.

Во всех перечисленных вариантах выполнения средство для отвода абразива из рабочей камеры может быть выполнено в виде бункера, расположенного в нижней части рабочей камеры, снизу к бункеру присоединен питатель-дозатор абразива.In all of the above embodiments, the means for removing the abrasive from the working chamber can be made in the form of a hopper located in the lower part of the working chamber, and an abrasive feeder-dosing device is attached from below to the hopper.

Изобретение поясняется следующими чертежами.The invention is illustrated by the following drawings.

Фиг.1. Схема очистки резьбового участка трубы абразивно-воздушной струей, вид сверху.Figure 1. The scheme of cleaning the threaded section of the pipe with an abrasive air stream, top view.

Фиг.2. То же, разрез А-А на фиг.1.Figure 2. The same, section aa in figure 1.

Фиг.3. То же, разрез Б-Б на фиг.2.Figure 3. The same, section BB in figure 2.

Фиг.4. Элемент резьбы в момент очистки, узел N на фиг.3 (увеличено).Figure 4. The thread element at the time of cleaning, node N in figure 3 (enlarged).

Фиг.5. Устройство для очистки резьбового участка насосно-компрессорной трубы, вид сбоку, частичный разрез.Figure 5. Device for cleaning a threaded section of a tubing, side view, partial section.

Фиг.6. То же, вид сверху, частичный разрез по В-В на фиг.5.6. The same, a top view, a partial section along BB in Fig.5.

Фиг.7. Средство подачи абразивно-воздушной струи, разрез Г-Г на фиг.5.7. Abrasive-air jet supply means, section G-G in FIG. 5.

Фиг.8. То же, разрез Д-Д на фиг.7.Fig. 8. The same, section DD in Fig.7.

Фиг.9. То же, разрез Е-Е на фиг.7.Fig.9. The same, section EE in Fig.7.

Фиг.10. То же, узел М на фиг.9.Figure 10. The same, the node M in Fig.9.

Принцип формирования абразивно-воздушной струи 1 и ее расположение относительно трубы 2 в процессе очистки резьбового участка схематично показаны на фиг.1-3. Выходящей из диффузора 3 струе 1 придают в поперечном сечении форму прямоугольника (на фиг.3 прямоугольник ABCD). Широкую сторону струи 1, соответствующую сторонам прямоугольника AD и ВС ее поперечного сечения, располагают вдоль оси О-О резьбового участка трубы. Струю 1 подают вдоль резьбовых канавок и направляют так, чтобы ее центральная плоскость S была параллельна образующей Q-Q конической поверхности резьбы, т.е. поверхности, на которой нарезана резьба. При этом центральная плоскость S в зоне обработки должна находиться на участке между вершинами и впадинами профиля резьбы. Для того чтобы направить частицы абразива точно вдоль канавок (впадин) резьбы, ось F-F струи 1 наклоняют к плоскости Р поперечного сечения трубы на угол α, равный углу подъема нитки резьбы. Толщина струи в зоне обработки (соответствующая малой стороне прямоугольного сечения ABCD струи) составляет 1,2-1,7 высоты hp профиля обрабатываемой резьбы (см. фиг.3 и 4).The principle of formation of the abrasive-air jet 1 and its location relative to the pipe 2 in the process of cleaning the threaded section are shown schematically in Fig.1-3. The jet 1 exiting the diffuser 3 is given a cross-section in the form of a rectangle (in figure 3, rectangle ABCD). The wide side of the jet 1, corresponding to the sides of the rectangle AD and BC of its cross section, is placed along the axis O-O of the threaded section of the pipe. The jet 1 is fed along the threaded grooves and directed so that its central plane S is parallel to the conical surface of the thread forming QQ, i.e. the surface on which the thread is cut. In this case, the central plane S in the processing zone should be in the area between the peaks and troughs of the thread profile. In order to direct the abrasive particles exactly along the grooves (depressions) of the thread, the axis FF of the jet 1 is inclined to the plane P of the pipe cross section by an angle α equal to the angle of the thread thread. The thickness of the jet in the processing zone (corresponding to the small side of the rectangular cross section ABCD of the jet) is 1.2-1.7 heights h p of the profile of the machined thread (see figure 3 and 4).

Устройство для очистки резьбового участка насосно-компрессорной трубы имеет рабочую камеру 4 с отверстием 5, предназначенным для возможности ввода резьбового участка трубы на позицию обработки и вывода его с позиции обработки (см. фиг.5 и 6). Средством подачи и вывода резьбового участка трубы из рабочей камеры может служить рольганг, а средством вращения трубы - зажимно-поворотное устройство (на схемах не показаны). Средство подачи абразивно-воздушной струи на наружную поверхность трубы (см. фиг.7-10) содержит полый корпус 6. К полому корпусу 6 присоединен посредством трубопровода 7 питатель-дозатор 8, служащий для подачи к корпусу 6 абразивного материала. В полости корпуса 6 установлено плоское сопло, состоящее из основания 9, выполненного в виде половины полого цилиндра, и двух профилированных пластин 10. Плоское сопло установлено в полости корпуса 6 с зазором, предназначенным для выполнения в процессе работы устройства функции камеры разрежения (низкого давления). Диффузор 3 выполнен плоским. Его прямоугольное проходное сечение образовано двумя плоскими пластинами 11, каждая из которых в варианте выполнения устройства может иметь в поперечном сечении Г-образную форму. Ширина проходного сечения диффузора 3 принята равной ширине проходного сечения плоского сопла. Корпус 6 установлен в рабочей камере 4 с возможностью регулируемого изменения его положения относительно обрабатываемой трубы. Отношение площади критического сечения сопла к площади его выходного сечения может быть выбрано из интервала 0,24-0,60. Диффузор может быть установлен на расстоянии α от сопла, равном 0,5-2,0 высоты ha выходного сечения сопла. Площадь входного сечения диффузора составляет 1,1-1,4 от площади выходного сечения сопла.The device for cleaning the threaded section of the tubing has a working chamber 4 with a hole 5, designed to enable the threaded section of the pipe to enter the processing position and withdraw it from the processing position (see Fig. 5 and 6). A conveyor can serve as a means of supplying and withdrawing a threaded portion of a pipe from a working chamber, and a clamping and turning device (not shown in the diagrams) as a means of rotating a pipe. The means for supplying an abrasive-air jet to the outer surface of the pipe (see Figs. 7-10) comprises a hollow body 6. A feeder-dispenser 8 is connected to the hollow body 6 by means of a pipe 7, which serves to supply abrasive material to the body 6. A flat nozzle is installed in the cavity of the housing 6, consisting of a base 9 made in the form of a half of a hollow cylinder and two profiled plates 10. A flat nozzle is installed in the cavity of the housing 6 with a gap designed to fulfill the function of the rarefaction chamber (low pressure) during operation of the device . The diffuser 3 is made flat. Its rectangular cross section is formed by two flat plates 11, each of which, in an embodiment of the device, may have a L-shaped cross section. The width of the bore of the diffuser 3 is taken equal to the width of the bore of the flat nozzle. The housing 6 is installed in the working chamber 4 with the possibility of adjustable changes in its position relative to the processed pipe. The ratio of the critical sectional area of the nozzle to the area of its outlet section can be selected from the interval 0.24-0.60. The diffuser can be installed at a distance α from the nozzle, equal to 0.5-2.0 height h a the output section of the nozzle. The diffuser inlet cross-sectional area is 1.1-1.4 of the nozzle outlet cross-sectional area.

Рабочая камера 1 снабжена подсоединенным к ее верхней части трубопроводом 12, связывающим эту камеру с вентилятором 13, служащим для откачивания воздуха, и фильтром 14 для улавливания измельченных в процессе очистки трубы пылевидных частиц абразива (см. фиг.5).The working chamber 1 is equipped with a pipe 12 connected to its upper part, connecting this chamber with a fan 13, which is used to pump out air, and a filter 14 for collecting dusty abrasive particles crushed during pipe cleaning (see Fig. 5).

Средство для отвода абразива из рабочей камеры 4 выполнено в виде бункера 15, который расположен в нижней части этой камеры.Means for removing the abrasive from the working chamber 4 is made in the form of a hopper 15, which is located in the lower part of this chamber.

Плоское сопло выполнено с возможностью регулирования площади критического сечения. Для этого обе профилированные пластины 10, образующие сопло, могут быть присоединены к основанию 9 посредством винтовых соединений 16 (см. фиг.9).A flat nozzle is configured to adjust the critical section area. For this, both profiled plates 10 forming a nozzle can be attached to the base 9 by means of screw connections 16 (see Fig. 9).

В рабочей камере 4 установлен упор-фиксатор 17, предохраняющий конец обрабатываемой трубы 2 от самопроизвольных осевых и радиальных смещений в процессе нанесения покрытия (см. фиг.6).In the working chamber 4, a stop-clamp 17 is installed, which protects the end of the processed pipe 2 from spontaneous axial and radial displacements during the coating process (see Fig. 6).

Устройство для очистки резьбового участка насосно-компрессорной трубы работает следующим образом. Резьбовый участок насосно-компрессорной трубы 2 с помощью рольганга вводят в отверстие 5 рабочей камеры 4, фиксируют конец трубы 2 посредством упора-фиксатора 17 и с помощью зажимно-поворотного устройства приводят трубу 2 во вращение вокруг продольной оси. Одновременно запускают систему сопло-диффузор. За счет геометрии сопла и давления, создаваемого перед соплом, образуется сверхзвуковая струя, которая эжектирует абразив с воздухом (за счет разности давлений) из питателя дозатора 8 в выполняющий функцию камеры разрежения зазор между стенками полости корпуса 6 и плоским соплом. Плоское сопло и плоский сверхзвуковой диффузор придают абразивно-воздушной струе необходимою плоскую форму. Полученную таким образом струю 1 подают на поверхность резьбового участка вращающейся трубы 2. После окончания операции очистки поверхности концевого участка трубы 2 и прекращения подачи абзивно-воздушной струи 1 на поверхность этого участка отключают действие зажимов зажимно-поворотного устройства и с помощью рольганга извлекают конец трубы из рабочей камеры 4. Теперь на позицию обработки может быть подана новая труба 2 для повторения цикла операций процесса в описанной выше последовательности. Относительно крупные частицы отработанного абразива во время подачи абразивно-воздушной струи на поверхность трубы оседают в нижней части бункера 15, откуда они через питатель-дозатор 8 направляются по трубопроводу 7 в полость корпуса 6 для повторного использования. Пылевидные частицы абразива в процессе операции очистки отсасываются из рабочей камеры 4 вентилятором 13 и вместе с воздухом поступают по трубопроводу 12 в фильтр 14.A device for cleaning the threaded section of the tubing works as follows. The threaded section of the tubing 2 is introduced into the hole 5 of the working chamber 4 by means of a roller table, the end of the pipe 2 is fixed by means of a stop-clamp 17, and the pipe 2 is rotated around a longitudinal axis by means of a clamping-turning device. At the same time, the nozzle-diffuser system is launched. Due to the geometry of the nozzle and the pressure created in front of the nozzle, a supersonic jet is formed, which ejects the abrasive with air (due to the pressure difference) from the dispenser feeder 8 into the gap between the walls of the cavity of the housing 6 and the flat nozzle, which acts as a rarefaction chamber. A flat nozzle and a flat supersonic diffuser give the abrasive-air jet the required flat shape. Thus obtained stream 1 is fed to the surface of the threaded section of the rotating pipe 2. After the end of the cleaning operation of the surface of the end section of the pipe 2 and the supply of the abrasive air stream 1 to the surface of this section, the clamping-and-turning device clamps are turned off and the pipe end is removed from the pipe working chamber 4. Now, a new pipe 2 can be fed to the processing position to repeat the process cycle in the sequence described above. Relatively large particles of spent abrasive during the supply of an abrasive-air jet to the surface of the pipe settle in the lower part of the hopper 15, from where they are sent through the feeder-dispenser 8 through a pipe 7 to the cavity of the housing 6 for reuse. The dust-like particles of the abrasive during the cleaning operation are sucked out of the working chamber 4 by the fan 13 and together with the air enter the filter 14 through the pipe 12.

Пределы интервала 1,2-1,7, из которого следует выбирать отношение величины малой стороны прямоугольного сечения струи в зоне обработки к высоте профиля обрабатываемой резьбы, определяются следующим. В случае, если упомянутое отношение составит менее 1,2, возникает вероятность того, что не вся поверхность резьбового участка окажется очищенной с должной интенсивностью. Выход за верхний предел рекомендованного интервала, т.е. работа при значениях упомянутого отношения более 1,7, сопровождается перерасходом используемого абразива.The limits of the interval 1.2-1.7, from which you should choose the ratio of the small side of the rectangular cross section of the jet in the processing zone to the height of the profile of the processed thread, are determined as follows. If the mentioned ratio is less than 1.2, it is likely that not all of the surface of the threaded section will be cleaned with the proper intensity. Exceeding the upper limit of the recommended interval, i.e. work with the values of the mentioned ratio of more than 1.7, is accompanied by an overspending of the abrasive used.

При выборе границ интервала отношений расстояния α от выходного сечения сопла до входного участка диффузора к высоте ha выходного сечения сопла (0,5-2,0) учитывалось следующее. Если отношение α/ha будет составлять менее 0,5, возникнет вероятность затрудненного прохода частиц абразива в диффузор вследствие сопоставимости геометрических размеров частиц абразива и зазора между соплом и диффузором. В случае, если значение отношения a/ha превышает 2,0 при реальном уровне давления в магистрали сжатого воздуха, система сопло-диффузор может не выйти на режим запуска и на рабочий режим (т.е. на режим сверхзвукового истечения).When choosing the boundaries of the interval of the relationship of the distance α from the outlet section of the nozzle to the inlet portion of the diffuser to the height h a of the outlet section of the nozzle (0.5-2.0), the following was taken into account. If the ratio α / h a is less than 0.5, there will be a chance of difficult passage of the abrasive particles into the diffuser due to the comparability of the geometric sizes of the abrasive particles and the gap between the nozzle and diffuser. If the value of the ratio a / h a exceeds 2.0 at a real pressure level in the compressed air line, the nozzle-diffuser system may not enter the start-up mode and the operating mode (i.e., supersonic outflow mode).

Рекомендуемый интервал отношений площади критического сечения сопла к площади выходного сечения сопла (0,24-0,60) продиктован следующим. При значениях этого отношения менее 0,24 скорость частиц абразива намного превысит оптимальное значение (около 300 м/с), что не способствует повышению качества очистки и может потребовать повышения рабочего давления. При значениях отношения указанных площадей более 0,6 скорость абразивных частиц составит менее 300 м/с, что приведет к увеличению времени цикла и, следовательно, к снижению производительности.The recommended interval of the ratio of the area of the critical section of the nozzle to the area of the output section of the nozzle (0.24-0.60) is dictated by the following. With values of this ratio less than 0.24, the speed of the abrasive particles will far exceed the optimal value (about 300 m / s), which does not contribute to improving the quality of cleaning and may require an increase in working pressure. When the ratio of these areas is more than 0.6, the speed of the abrasive particles will be less than 300 m / s, which will lead to an increase in cycle time and, consequently, to a decrease in productivity.

Интервал отношений площади входного участка диффузора к площади выходного сечения сопла (1,1-1,4) рекомендован в связи со следующим. Выход за нижний предел интервала, т.е. при значениях менее 1,1 возникает вероятность взаимодействия струи, выходящей из щели сопла, с кромками входного участка диффузора, что вызовет нежелательное повышение давления в камере разрежения и ухудшит процесс подачи в эту камеру абразива. Если отношение превысит значение 1,4, то для нормальной работы системы сопло-диффузор давления 6 атм (т.е. обычного давления в производственной магистрали) может оказаться недостаточно.An interval of the ratio of the area of the inlet portion of the diffuser to the area of the outlet section of the nozzle (1.1-1.4) is recommended in connection with the following. Exceeding the lower limit of the interval, i.e. at values less than 1.1, there is a probability of interaction of the jet emerging from the nozzle slit with the edges of the inlet portion of the diffuser, which will cause an undesirable increase in pressure in the rarefaction chamber and worsen the process of feeding abrasive into this chamber. If the ratio exceeds 1.4, then for normal operation of the nozzle-diffuser system a pressure of 6 atm (i.e., normal pressure in the production line) may not be enough.

Изобретение реализовано в опытно-промышленной установке, на которой проведена серия экспериментов по очистке резьбовых участков труб нефтяного сортамента.The invention is implemented in a pilot plant, which conducted a series of experiments on cleaning threaded sections of oil assortment pipes.

Пример выполнения способа.An example of the method.

Резьбовые участки насосно-компрессорных труб (20 шт.) диаметром 73 мм подвергали очистке абразивно-воздушной струей. В качестве абразива использовали кварцевый песок (характерный размер 0,2-0,4 мм). В рабочей камере на вращающийся резьбовой конец трубы подавали струю, которой придавали плоскую форму. В поперечном сечении абразивно-воздушная струя имела форму прямоугольника. Центральная плоскость S струи находилась на середине участка hp, т.е. участка от вершин до впадин резьбы. Центральную ось F-F струи наклоняли по отношению к плоскости поперечного сечения трубы на угол α=2°, что соответствует углу подъема витка резьбы. Толщина струи в зоне обработки составляла 2,2 мм, т.е. 1,5 hp. Основные геометрические параметры сопла и диффузора составляли hкр/ha=0,6, hд/ha=1,2. Очистку каждой трубы проводили 15-20 сек. Исследование качества резьбовых участков показало полное удаление с поверхности окислов железа и посторонних веществ. Геометрические размеры резьбы соответствовали требованиям стандарта.Threaded sections of tubing (20 pcs.) With a diameter of 73 mm were subjected to cleaning with an abrasive air jet. Quartz sand (characteristic size 0.2-0.4 mm) was used as an abrasive. In the working chamber, a jet was applied to the rotating threaded end of the pipe, which was flattened. In a cross section, the abrasive-air jet had the shape of a rectangle. The central plane S of the jet was in the middle of the plot h p , i.e. section from the tops to the troughs of the thread. The central axis FF of the jet was tilted with respect to the plane of the cross section of the pipe by an angle α = 2 °, which corresponds to the angle of the thread thread. The thickness of the jet in the processing zone was 2.2 mm, i.e. 1.5 h p . The main geometric parameters of the nozzle and diffuser were h cr / h a = 0.6, h d / h a = 1.2. Each pipe was cleaned for 15-20 seconds. The study of the quality of the threaded sections showed complete removal of iron oxides and foreign substances from the surface. The geometric dimensions of the thread met the requirements of the standard.

Сравнительную партию труб (20 шт.) диаметром 73 мм подвергали очистке в рабочей камере, используя тот же абразив, что и в первом случае. Круглую осесимметричную струю направляли перпендикулярно оси трубы, варьируя время обработки в пределах 10-25 сек. Анализ результатов этого опыта показал существенную разницу в интенсивности действия струи по длине резьбового участка. При времени обработки 10-15 сек средняя часть резьбового участка очищалась удовлетворительно, но на краях участка оставались следы окислов и посторонних веществ. При увеличении времени обработки (особенно при времени свыше 25 сек) на краях и в средней части резьбового участка грязь и ржавчина отсутствовали, однако в средней части наблюдался чрезмерный абразивный износ поверхностных слоев металла. В результате 2 трубы были забракованы по причине выхода геометрических параметров резьбы за допускаемые пределы. Удельный расход абразива при обработке второй партии труб оказался на 50% выше, чем при обработке первой партии.A comparative batch of pipes (20 pcs.) With a diameter of 73 mm was subjected to cleaning in the working chamber using the same abrasive as in the first case. A round axisymmetric jet was directed perpendicular to the axis of the pipe, varying the processing time within 10–25 sec. An analysis of the results of this experiment showed a significant difference in the intensity of the jet along the length of the threaded section. At a treatment time of 10-15 sec, the middle part of the threaded section was cleaned satisfactorily, but traces of oxides and foreign substances remained on the edges of the section. With an increase in the processing time (especially at a time of more than 25 seconds), dirt and rust were absent at the edges and in the middle part of the threaded portion, however, excessive abrasive wear of the surface layers of the metal was observed in the middle part. As a result, 2 pipes were rejected due to the geometric parameters of the thread exceeding the permissible limits. The specific consumption of abrasive during the processing of the second batch of pipes was 50% higher than during the processing of the first batch.

Сопоставительный анализ результатов очистки опытно-промышленных партий труб нефтяного сортамента показал, что реализация изобретения обеспечивает повышение качества обработанных изделий и сокращение расхода абразива, что подтверждает достижение указанного выше технического результата.A comparative analysis of the cleaning results of pilot batches of oil assortment pipes showed that the implementation of the invention improves the quality of processed products and reduces the consumption of abrasive, which confirms the achievement of the above technical result.

Claims (5)

1. Способ очистки резьбового участка насосно-компрессорной трубы, включающий вращение трубы вокруг продольной оси и подачу на наружную поверхность ее конического резьбового участка абразивно-воздушной струи, отличающийся тем, что струе придают в поперечном сечении прямоугольную форму, ее широкую сторону располагают вдоль оси трубы, струю подают вдоль резьбовых канавок и направляют так, чтобы ее центральная плоскость была параллельна образующей конической поверхности резьбы и находилась на участке между вершинами и впадинами профиля резьбы, а ее ось была наклонена к плоскости поперечного сечения трубы под углом, равным углу подъема нитки резьбы, при этом струю формируют таким образом, что ее толщина в зоне обработки составляет 1,2-1,7 высоты профиля обрабатываемой резьбы.1. A method of cleaning a threaded section of a tubing, including rotating the pipe around a longitudinal axis and feeding an abrasive-air jet to the outer surface of its conical threaded section, characterized in that the jet is given a rectangular cross-sectional shape, its wide side is placed along the pipe axis , the jet is fed along the threaded grooves and directed so that its central plane is parallel to the generatrix of the conical surface of the thread and is in the area between the peaks and depressions of the profile p of the thread, and its axis was inclined to the plane of the pipe cross section at an angle equal to the angle of the thread thread, while the jet is formed in such a way that its thickness in the processing zone is 1.2-1.7 of the profile height of the processed thread. 2. Устройство для очистки резьбового участка насосно-компрессорной трубы, включающее герметичную рабочую камеру, выполненную с отверстием для ввода и вывода трубы, и средство формирования воздушно-абразивной смеси в виде полого корпуса, снабженного диффузором и посредством трубопроводов сообщенного с питателем-дозатором абразива и с источником сжатого воздуха, отличающееся тем, что полый корпус расположен внутри рабочей камеры и дополнительно снабжен плоским сверхзвуковым соплом, которое установлено в его полости с зазором и образовано основанием выполненным в виде половины полого цилиндра, и двумя присоединенными к основанию профилированными пластинами, а диффузор соединен с полым корпусом, расположен напротив рабочего проема плоского сопла и образован двумя плоскими пластинами, образующими прямоугольное проходное сечение, при этом полый корпус сообщен с питателем-дозатором абразива, а плоское сопло - с источником сжатого воздуха, причем отношение площади критического сечения сопла к площади его выходного сечения может быть выбрано из интервала 0,24-0,60, диффузор установлен от сопла на расстоянии, величина которого равна 0,5-2,0 высоты выходного сечения сопла, а площадь его входного сечения составляет 1,1-1,4 площади выходного сечения сопла.2. A device for cleaning the threaded section of the tubing, including a sealed working chamber made with an opening for input and output of the pipe, and means for forming an air-abrasive mixture in the form of a hollow body equipped with a diffuser and through pipelines communicated with the abrasive feeder and dispenser and with a source of compressed air, characterized in that the hollow body is located inside the working chamber and is additionally equipped with a flat supersonic nozzle, which is installed in its cavity with a gap and but the base is made in the form of a half hollow cylinder, and two profiled plates connected to the base, and the diffuser is connected to the hollow body, is located opposite the working opening of the flat nozzle and is formed by two flat plates forming a rectangular passage section, while the hollow body is in communication with the metering feeder abrasive, and a flat nozzle with a source of compressed air, and the ratio of the critical sectional area of the nozzle to the area of its outlet section can be selected from the interval 0.24-0.60, the diffuser tanovlen from the nozzle at a distance, whose value is equal to 0.5-2.0 the nozzle exit height, and the area of its inlet cross-section is 1.1-1.4 nozzle exit area. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что профилированные пластины присоединены к основанию плоского сопла с возможностью изменения расстояния между ними.3. The device according to claim 2, characterized in that the shaped plates are attached to the base of the flat nozzle with the possibility of changing the distance between them. 4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что каждая из пластин, образующих диффузор, в поперечном сечении имеет Г-образную форму.4. The device according to claim 2, characterized in that each of the plates forming the diffuser has a L-shaped cross section. 5. Устройство по любому из пп.2-4, отличающееся тем, что средство для отвода абразива из рабочей камеры выполнено в виде бункера, расположенного в нижней части рабочей камеры, снизу к бункеру присоединен питатель-дозатор абразива.5. The device according to any one of claims 2 to 4, characterized in that the means for removing the abrasive from the working chamber is made in the form of a hopper located in the lower part of the working chamber, and an abrasive feeder-dosing device is attached from below to the hopper.
RU2004122685/12A 2004-07-27 2004-07-27 Method for cleaning threaded portion of pump-compressor tube and apparatus for performing the same RU2266807C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004122685/12A RU2266807C1 (en) 2004-07-27 2004-07-27 Method for cleaning threaded portion of pump-compressor tube and apparatus for performing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004122685/12A RU2266807C1 (en) 2004-07-27 2004-07-27 Method for cleaning threaded portion of pump-compressor tube and apparatus for performing the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2266807C1 true RU2266807C1 (en) 2005-12-27

Family

ID=35870338

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004122685/12A RU2266807C1 (en) 2004-07-27 2004-07-27 Method for cleaning threaded portion of pump-compressor tube and apparatus for performing the same

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2266807C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1843874B1 (en) Device and method for cleaning, activating or pre-treating workpieces by blasting carbon dioxide snow
TWI616281B (en) Fluid distribution components of high-pressure fluid jet systems
US5942045A (en) Hard coating removal with ultrahigh-pressure fan jets
CN102917803A (en) Nozzle head for a spray device
JPH1058324A (en) Blast working method and device
EP3539721B1 (en) Multi-jet abrasive head
DE10297131T5 (en) Nozzle for coherent rays in grinding applications
US20190240632A1 (en) Fertilizer production system
JP3609109B2 (en) Super high pressure fan jet nozzle
US5961053A (en) Ultrahigh-pressure fan jet nozzle
US20130125994A1 (en) Swarf extraction tool
RU2266807C1 (en) Method for cleaning threaded portion of pump-compressor tube and apparatus for performing the same
JPH08267360A (en) Expanding method and device of working pattern in blasting work
US20190308298A1 (en) Arrangement and process for treating a surface
US4142682A (en) Spray nozzle insert
RU2413602C2 (en) Method of surface hydroabrasive cleaning by removing thin surface layers
KR101659334B1 (en) A Ring Type of an Air Knife Capable of Extending an Area of Dust Collection
JP4287528B2 (en) Nozzles in blasting equipment
SU1009739A1 (en) Abrasive jet apparatus
SU1027020A2 (en) Head for cleaning outer surfaces of parts by abrasive action
RU2118587C1 (en) Method for cutting by means of power jet carrying abrasive powder and apparatus for performing the same
RU2270883C1 (en) Method of application of anti-score coat on threaded sections of oil tubes and device for realization of this method
JPH03142168A (en) Free abrasive grain injection type work device
RU2063818C1 (en) Apparatus for preliminary concentration of sands
KR20000006210A (en) Process for working a quartz glass component

Legal Events

Date Code Title Description
RH4A Copy of patent granted that was duplicated for the russian federation

Effective date: 20061130

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090728