JPH07100773A - Method for determining tightening state of pipe joint with shoulder seal - Google Patents
Method for determining tightening state of pipe joint with shoulder sealInfo
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- JPH07100773A JPH07100773A JP26542193A JP26542193A JPH07100773A JP H07100773 A JPH07100773 A JP H07100773A JP 26542193 A JP26542193 A JP 26542193A JP 26542193 A JP26542193 A JP 26542193A JP H07100773 A JPH07100773 A JP H07100773A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は油井管の連結等に用いら
れる、ショルダーシールを有する管継手の締付状態判定
方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for determining a tightened state of a pipe joint having a shoulder seal, which is used for connecting oil country tubular goods and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、管端に螺合締結される管継手とし
て、ショルダーシールを有するものがある。この管継手
1は、図1に示す如く、管2と螺合するねじはめ合せ部
3を備えるとともに、管2の端面との接触によりシール
作用をなすショルダシール部4をその内側に有してい
る。2. Description of the Related Art Conventionally, there is a pipe joint having a shoulder seal as a pipe joint screwed and fastened to a pipe end. As shown in FIG. 1, this pipe joint 1 is provided with a screw fitting portion 3 that is screwed with a pipe 2, and has a shoulder seal portion 4 that performs a sealing action by contact with an end surface of the pipe 2 inside thereof. There is.
【0003】図2は、管継手1のターン数とトルクの関
係を示す線図である。管継手1は、先ずねじはめ合せ部
3の干渉が始まることにより締付トルクが上昇し、次に
ショルダシール部4の干渉が始まると更に急激なトルク
の上昇を生ずる。図2において、TS はショルダシール
部4の干渉開始点P1 に対応するショルダートルク、R
S はショルダシール部4の干渉開始点P1 に対応するシ
ョルダーターン、TFは締付完了時のファイナルトル
ク、RF は締付完了時のフィナルターン、TD はファイ
ナルトルクTF からショルダートルクTS を差し引いた
デルタトルクである。FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the number of turns of the pipe joint 1 and the torque. In the pipe joint 1, first, the interference of the screw fitting portion 3 starts to increase the tightening torque, and when the interference of the shoulder seal portion 4 then starts, the torque increases further rapidly. In FIG. 2, T S is the shoulder torque corresponding to the interference starting point P1 of the shoulder seal portion 4, R
S is a shoulder turn corresponding to the interference starting point P1 of the shoulder seal portion 4, T F is a final torque upon completion of tightening, R F is a final turn upon completion of tightening, and T D is a final torque from T F to shoulder torque T. It is the delta torque minus S.
【0004】通常、APIに規定されるラウンド、バッ
トレス等のテーパねじでは、ファイナルトルク、ファイ
ナルターンが締付状態良否の管理指標となる。ところ
が、ショルダーシールを有する特殊継手では、図2の特
性を考慮して、例えば特開昭63-229272 号公報に記載さ
れるようにデルタトルクを管理指標とし、或いは特開平
4-839887号公報に記載されるようにショルダートルク、
及びショルダーターンを管理指標としている。Normally, in a taper screw such as a round or buttress specified by API, the final torque and the final turn are indicators for controlling the quality of the tightened state. However, in the case of a special joint having a shoulder seal, in consideration of the characteristics shown in FIG. 2, for example, delta torque is used as a control index as described in JP-A-63-229272, or
Shoulder torque, as described in 4-839887 publication,
The shoulder turn is used as a management index.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】然しながら、デルタト
ルクを管理指標とし、或いはショルダートルク、及びシ
ョルダーターンを管理指標とする従来技術では、スタン
ドオフ、テーパー等ねじの基本寸法のずれに伴う締付不
具合(シール性不良、はめ合せ力不良)の検知は可能で
あるが、異物噛み込み、ゴーリング、クロススレッド、
シール部塑性変形の締付不具合は検知できない。However, in the prior art in which the delta torque is used as a management index, or the shoulder torque and the shoulder turn are used as management indexes, there is a tightening problem due to deviation of the basic dimensions of the screw such as standoff and taper. (Poor sealing, poor fitting force) can be detected, but foreign matter is caught, goring, cross thread,
Tightening defects due to plastic deformation of the seal cannot be detected.
【0006】本発明は、ショルダーシールを有する管継
手において、異常噛み込み、ゴーリング、クルススレッ
ド、シール部塑性変形の締付不具合を検知可能とするこ
とを目的とする。An object of the present invention is to make it possible to detect, in a pipe joint having a shoulder seal, abnormal tightening, a galling, a cruz thread, and a tightening defect such as plastic deformation of a seal portion.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、管端面との接
触によりシール作用をなすショルダーシール部をその内
側に有する管継手を、管端に螺合締結するに際し、異物
噛み込み、ゴーリング、クロススレッド、シール部塑性
成変形の各判定項目のそれぞれに対し、当該判定項目に
対応する管理指標として、ショルダートルク、ショルダ
ーターン、ショルダースロープ、デルタトルク、デルタ
ターン、デルタスロープ、ファイナルスロープ、トルク
ドロップの中から選ばれる1以上のものを予め選定する
とともに、その管理範囲値を予め定め、異物噛み込み、
ゴーリング、クロススレッド、シール部塑性変形の各判
定項目の少なくとも1つについて、当該判定項目に対応
する管理指標の検出値をその管理範囲値と比較し、当該
判定項目について良否判定することを特徴とする締付状
態判定方法である。DISCLOSURE OF THE INVENTION According to the present invention, when a pipe joint having a shoulder seal portion which performs a sealing action by contact with a pipe end face inside is screwed and fastened to a pipe end, foreign matter is caught, goring, For each of the judgment items of cross thread and plastic deformation of seal part, shoulder torque, shoulder turn, shoulder slope, delta torque, delta turn, delta slope, final slope, torque drop as the management index corresponding to the judgment item. In addition to pre-selecting one or more selected from among the
For at least one of each judgment item of the galling, the cross thread, and the plastic deformation of the seal portion, the detected value of the management index corresponding to the judgment item is compared with the management range value, and the quality of the judgment item is judged. This is a tightening state determination method.
【0008】[0008]
【作用】表1は、ショルダートルクTS 、ショルダータ
ーンRS 、ショルダースロープSS 、デルタトルクT
D 、デルタターンRD 、デルタスロープSD 、ファイナ
ルスロープSF 、トルクドロップTDRの各管理指標が、
はめ合せ力不良、シール性不良、異物噛み込み、ゴーリ
ング、クロススレッド、シール部塑性変形、ねじ要素不
良のいずれの判定項目の検知に寄与するかを示したもの
である。〇は効果あり、△は効果は小さいが検知の可能
性があることを示している。尚、表1の判定項目中、*
印で示された組合せは、本発明の範囲外のものではあ
る。[Operation] Table 1 shows the shoulder torque T S , shoulder turn R S , shoulder slope S S , and delta torque T S.
D , Delta Turn R D , Delta Slope S D , Final Slope S F , Torque Drop T DR
It shows which of the judgment items such as poor fitting force, poor sealing property, foreign matter entrapment, goring, cross thread, plastic deformation of seal portion, and defective screw element contributes to detection. ◯ indicates that there is an effect, and △ indicates that the effect is small but there is a possibility of detection. In addition, in the judgment items in Table 1, *
The combinations indicated by the marks are outside the scope of the present invention.
【0009】[0009]
【表1】 [Table 1]
【0010】ここで、各判定項目に対応する管理指標の
管理範囲値(上下限値)は、予め、サイズ、規格、ねじ
種類毎に、理論計算、或いは実験等で求め、図表、関数
式等の形態で保管される。Here, the management range values (upper and lower limit values) of the management index corresponding to each judgment item are obtained in advance by theoretical calculation, experiment, etc. for each size, standard, and screw type, and charts, functional formulas, etc. It is stored in the form of.
【0011】尚、各管理指標は、以下の如くに定義され
る(図3)。 (1) ショルダートルクTS ショルダーシール部の干渉開始点P1 に対応するトルクEach management index is defined as follows (FIG. 3). (1) Shoulder torque T S Torque corresponding to the interference start point P1 of the shoulder seal part
【0012】(2) ショルダーターンRS ショルダーシール部の干渉開始点P1 に対応するターン
数(2) Shoulder turn R S The number of turns corresponding to the interference start point P1 of the shoulder seal portion
【0013】(3) ショルダースロープSS ショルダーシール部の干渉開始点P1 以前のねじはめ合
せ部干渉域における、ターンに対するトルク変化率(3) Shoulder slope S S Torque change rate with respect to turn in the interference area of the screw fitting portion before the interference start point P1 of the shoulder seal portion
【0014】(4) デルタトルクTD 締付完了時のファイナルトルクTF から上述ショルダー
トルクTS を差し引いたトルク(4) Delta torque T D Torque obtained by subtracting the shoulder torque T S from the final torque T F at the time of completion of tightening
【0015】(5) デルタターンRD 締付完了時のファイナルターンRF から上述ショルダー
ターンRS を差し引いたターン数(5) Delta turn R D The number of turns obtained by subtracting the shoulder turn R S from the final turn R F at the completion of tightening.
【0016】(6) デルタスロープSD ショルダシール部の干渉開始点P1 以後のショルダーシ
ール部干渉域における、ターンに対するトルク変化率(6) Delta slope S D Torque change rate with respect to turn in the shoulder seal part interference area after the interference start point P1 of the shoulder seal part
【0017】(7) ファイナルスロープSF 締付完了直前における、ターンに対するトルク変化率(7) Final slope S F Torque change rate with respect to turn immediately before completion of tightening
【0018】(8) トルクドロップTDR ショルダーシール部の干渉開始点P1 以前のねじはめ合
せ部干渉域でステップ的に降下するトルクのドロップ量(8) Torque drop T DR The amount of torque drop that drops stepwise in the interference area of the screw fitting area before the interference start point P1 of the shoulder seal section.
【0019】上記(4) のデルタトルクとしては、補正デ
ルタトルクTD'(図3)を用いても良い。A corrected delta torque T D '(FIG. 3) may be used as the delta torque in (4) above.
【0020】[0020]
【実施例】7"×29LDS、API 5CT−L80のショル
ダーシールを有する特殊継手の締付状態を調査した結
果、図4に示すような締付パターンが得られた。ここで
の締付停止制御方法としては、フィナルトルクTF を目
標トルクに一致させる方法を採用した。また、各管理指
標の管理範囲値として、表2の値を与えた。[Example] As a result of investigating the tightening state of a special joint having a 7 "x 29 LDS, API 5CT-L80 shoulder seal, a tightening pattern as shown in Fig. 4 was obtained. Tightening stop control here As the method, a method of matching the final torque T F with the target torque was adopted, and the values in Table 2 were given as the management range values of each management index.
【0021】[0021]
【表2】 [Table 2]
【0022】本発明方法によれば、はめ合せ力不良やシ
ール性不良のように従来のショルダートルク管理、デル
タトルク管理により、その不具合が検知可能であった判
定項目以外の締付不具合も検知可能となる。According to the method of the present invention, conventional tightening torque management and delta torque management, such as poor fitting force and poor sealing performance, can also detect tightening problems other than the judgment items for which the problems could be detected. Becomes
【0023】例えば、ねじ部に異物が噛み込んだ場合の
締付状況を図5に示すが、ねじはめ合せ部の負荷が大き
くなるため、ショルダースロープSS が管理範囲値の上
限を外れる。従って、これを管理することにより、ねじ
部への異物噛み込みの検知が可能となる。For example, FIG. 5 shows the tightening situation when foreign matter is caught in the threaded portion. However, since the load on the screw fitting portion becomes large, the shoulder slope S S deviates from the upper limit of the control range value. Therefore, by managing this, it becomes possible to detect the foreign matter biting into the screw portion.
【0024】また、シール部に固い異物が噛み込んだ場
合の締付状況を図6に示すが、異物の干渉によりトルク
が急激に上昇するため、デルタスロープSD が管理範囲
値の上限を外れる。また、デルタターンRD が管理範囲
値の下限を外れる。これらを管理することにより、シー
ル部への異物噛み込みの検知が可能となる。Further, FIG. 6 shows the tightening condition when a hard foreign matter is caught in the seal portion. Since the torque sharply rises due to the interference of the foreign matter, the delta slope S D deviates from the upper limit of the control range value. . Further, the delta turn R D goes out of the lower limit of the control range value. By managing these, it becomes possible to detect the foreign matter biting into the seal portion.
【0025】ねじ部、シール部にゴーリングが発生した
場合も同様に検知可能である。クロススレッドが発生し
かけ本来のねじはめ合せに修正された場合の締付状況を
図7に示す。ショルダートルクTS の上昇過程において
トルクがステップ的に降下する部分がみられ、このトル
クドロップ量TDR、ショルダースロープSS 変動を管理
することにより異常検知が可能となる。It is also possible to detect the occurrence of galling in the screw portion and the seal portion in the same manner. FIG. 7 shows a tightening situation in the case where a cross thread is generated and the original screw fitting is corrected. In the process of increasing the shoulder torque T S , there is a portion where the torque drops stepwise, and abnormality can be detected by managing the torque drop amount T DR and the shoulder slope S S variation.
【0026】シール部塑性変形が発生した場合の締付状
況を図8に示す。締付完了直前のトルク上昇が塑性変形
により緩やかとなり、ファイナルスロープSF が管理範
囲値の下限を外れる。FIG. 8 shows the tightening situation when the plastic deformation of the seal portion occurs. The torque increase immediately before the completion of tightening is moderated by the plastic deformation, and the final slope S F deviates from the lower limit of the control range value.
【0027】以上のように、従来であればオペレータの
チャート及び現品確認でしか発見できなかった、異物噛
み込み不良、ゴーリング、クロススレッド、シール部塑
性変形の締付不具合を確実かつ容易に検知可能となっ
た。As described above, it is possible to reliably and easily detect the tightening defect such as foreign matter biting failure, goring, cross thread, and plastic deformation of the seal portion, which could be found only by the operator's chart and the actual product confirmation. Became.
【0028】[0028]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ショルダ
ーシールを有する管継手において、異常噛み込み、ゴー
リング、クルススレッド、シール部塑性変形の締付不具
合を検知可能とすることができる。As described above, according to the present invention, in a pipe joint having a shoulder seal, it is possible to detect a tightening defect such as abnormal biting, galling, cruz thread, and plastic deformation of the seal portion.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図1】図1はショルダーシールを有する管継手の要部
を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic view showing a main part of a pipe joint having a shoulder seal.
【図2】図2はショルダーシールを有する管継手の締付
時のトルクチャートである。FIG. 2 is a torque chart when tightening a pipe joint having a shoulder seal.
【図3】図3は本発明における管理指標の定義を示す模
式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing the definition of a management index in the present invention.
【図4】図4は本発明の実施例により得られた締付パタ
ーンを示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a tightening pattern obtained according to an embodiment of the present invention.
【図5】図5はねじ部に異物が噛み込んだ場合の締付パ
ターンを示す模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing a tightening pattern when foreign matter is caught in a screw part.
【図6】図6はシール部に固い異物が噛み込んだ場合の
締付パターンを示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing a tightening pattern when a hard foreign matter is caught in the seal portion.
【図7】図7はクロススレッドが発生した場合の締付パ
ターンを示す模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram showing a tightening pattern when a cross thread occurs.
【図8】図8はシール部塑性変形が発生した場合の締付
パターンを示す模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram showing a tightening pattern when a plastic deformation of the seal portion occurs.
TS ショルダートルク RS ショルダーターン SS ショルダースロープ TD デルタトルク RD デルタターン SD デルタスロープ SF ファイナルスロープ TDR トルクドロップT S Shoulder Torque R S Shoulder Turn S S Shoulder Slope T D Delta Torque R D Delta Turn S D Delta Slope S F Final Slope T DR Torque Drop
Claims (1)
ショルダーシール部をその内側に有する管継手を、管端
に螺合締結するに際し、 異物噛み込み、ゴーリング、クロススレッド、シール部
塑性成変形の各判定項目のそれぞれに対し、当該判定項
目に対応する管理指標として、ショルダートルク、ショ
ルダーターン、ショルダースロープ、デルタトルク、デ
ルタターン、デルタスロープ、ファイナルスロープ、ト
ルクドロップの中から選ばれる1以上のものを予め選定
するとともに、その管理範囲値を予め定め、 異物噛み込み、ゴーリング、クロススレッド、シール部
塑性変形の各判定項目の少なくとも1つについて、当該
判定項目に対応する管理指標の検出値をその管理範囲値
と比較し、当該判定項目について良否判定することを特
徴とするショルダーシールを有する管継手の締付状態判
定方法。1. When a pipe joint having a shoulder seal portion, which performs a sealing action by contact with the pipe end surface, is screwed and fastened to the pipe end, foreign matter is caught, galling, cross thread, and plastic deformation of the seal portion. For each of the judgment items of, as a management index corresponding to the judgment item, one or more selected from shoulder torque, shoulder turn, shoulder slope, delta torque, delta turn, delta slope, final slope, and torque drop. In addition to selecting items in advance, determine the control range value in advance, and for at least one of the determination items of foreign matter entrapment, goring, cross thread, and plastic deformation of seal part, detect the detected value of the management index corresponding to the determination item. It is characterized by comparing the management range value and judging whether the judgment item is good or bad. Tightening state determination method of the pipe joint having a shoulder seal that.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26542193A JPH07100773A (en) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | Method for determining tightening state of pipe joint with shoulder seal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26542193A JPH07100773A (en) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | Method for determining tightening state of pipe joint with shoulder seal |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07100773A true JPH07100773A (en) | 1995-04-18 |
Family
ID=17416928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26542193A Pending JPH07100773A (en) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | Method for determining tightening state of pipe joint with shoulder seal |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07100773A (en) |
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-
1993
- 1993-09-30 JP JP26542193A patent/JPH07100773A/en active Pending
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Legal Events
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| A02 | Decision of refusal |
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