Wie wird die Dichtigkeit der TBG-Schrauben in Ölleitungen gewährleistet?

Habe es noch nie gesehen. Was ist ein TBG-Thread?

Ölrohrverschraubungen gibt es in den Varianten TBG ohne Verstärkung sowie UPTBG mit zusätzlicher Verstärkung. Weitere Informationen finden Sie in „GBT 9253.2-1999 Industrie für Öl und Gas – Bearbeitung, Messung und Prüfung von Verschraubungen für Rohre, Ölrohre und Leitungsrohre“ oder in der chinesischen Ausgabe von „API 5B“.

Ich habe gerade auch bei Baidu gesucht, aber keine geheimen Materialien gefunden

Ich habe einen Artikel gelesen, in dem steht, dass das Verschließungsprinzip solcher Gewinde auf einem selbstverschließenden Prinzip beruht, das durch eine Passgenauigkeit entsteht. Daher sind hohe Anforderungen an die Bearbeitung der Gewinde notwendig. Früher konnten die Ölfeldbetreiber es zulassen, dass um die Verbindungsstellen der Ölpumpengewinde Polytetrafluorethylen-Dichtbänder gewickelt wurden. Deshalb traten in der Vergangenheit nur selten Probleme mit der Dichtigkeit der Ölpumpengewinde auf. Seit den 1990er Jahren haben sich mit der Vertiefung der Reform- und Öffnungspolitik sowie mit den Veränderungen im Ölfeldbetrieb die Anforderungen der Ölfeldnutzer an die Verbindungen der Pumpenrohre immer weiter erhöht. Es ist nicht zulässig, Dichtbänder oder Dichtstoffe zu verwenden; stattdessen darf nur eine kleine Menge an SF-Dichtfett aufgetragen werden. Zudem muss die Verbindung von einer Person mit Hilfe von Schraubzwingen fest angezogen werden. Bei einem Drucktest von 30 MPa darf es keine Lecks geben, und bei dem Demontieren dürfen keine Beschädigungen entstehen.

Vollständiger Artikel: Maßnahmen zur Gewährleistung der Dichtigkeit von API-Ölrohrverschraubungen – Autor: Unbekannt; Quelle: Unbekannt. Auf der Grundlage jahrelanger Erfahrungen in der Bearbeitung und Qualitätskontrolle von Ölrohrverschraubungen werden die Maßnahmen erläutert, die ergriffen werden, um die Dichtigkeit dieser Verschraubungen zu gewährleisten – insbesondere im Hinblick auf das Nachschärfen sowie die Montage der entsprechenden Werkzeuge, sowie auf Fehler wie Konusfehler, Schrittfehler und Zahnprofilfehler sowie auf die Qualitätskontrolle. Es werden die Vor- und Nachteile sowie die Profilfehler beim Rohrbogengewinde beschrieben, wenn dieses entweder direkt mit einem Rundstirnfräser grob- und feingedreht oder mit einem gewöhnlichen Gewindedreher grobgedreht und anschließend mit einem Rundstirnfräser feingedreht wird. Dabei wird darauf hingewiesen, dass die richtige Verarbeitungsmethode für Rohrbogengewinde darin besteht, zunächst mit einem gewöhnlichen Gewindedreher grobzudrehen und danach mit einem Rundstirnfräser feinzudrehen. Es wird empfohlen, den Fertigungstoleranzwert für die Abflachung der Ober- und Unterkanten der Gewindezähne der Ölrohrgewinde von ±0,02 mm auf ±0,01 mm zu erhöhen. Zudem sollte die kumulierte Schrittlänge der Ölrohrgewinde im Bereich von ±0,02 mm gehalten werden, um die Dichtigkeit der API-Ölrohrgewindeverbindungen zu verbessern. In dem Artikel „Über die Faktoren, die die Dichtleistung der API-Ölleitungsverschraubungen beeinflussen“ geht der Autor von den Eigenschaften der Zahnform sowie vom Dichtmechanismus der API-Ölleitungsverschraubungen aus und analysiert, wie Fehler in Bezug auf die Konvexität, den Schritt und die Zahnform die Dichtleistung der Verbindungen dieser Verschraubungen beeinflussen ； Es werden kurz die Ursachen für Konusfehler, Schrittfehler und Profilfehler bei der Bearbeitung von Ölrohrschrauben erläutert. In diesem Artikel wird der Autor auf der Grundlage seiner Erfahrungen in der Bearbeitung von Rohrleitungsschrauben sowie in der Qualitätskontrolle die Kontrollmaßnahmen erläutern, die dazu beitragen, die Dichtigkeit der Verbindungen von API-Rohrleitungsschrauben zu gewährleisten. Dabei möchte er mit Kollegen ins Gespräch kommen. Nachschärfung und Montage der Schneidwerkzeuge für Ölleitungsverschraubungen – Anhand eines zweizahnigen äußeren Schneidwerkzeugs mit Kante sowie eines zweizahnigen, vierkantigen inneren Schneidwerkzeugs wird hier die Nachschärfung und Montage dieser Werkzeuge erläutert. 1. Neuanpassung der Zähne des Zahnstochers: Wenn die Gewinde des Öltubes durch den Gebrauch so stark abgenutzt sind oder wenn es Mängel in der Form der Zähne des Zahnstochers gibt, muss dieser neu angepasst werden, bevor er wieder verwendet werden kann. Andernfalls werden die hergestellten Öltubengewinde nicht die erforderlichen Anforderungen an eine sichere Verbindung erfüllen. Doch bei der Nachschärfung des Kammmessers muss sich die Form und Größe der Schneide des Kammmessers nach der Nachschärfung im Wesentlichen nicht ändern. Die geformten Zylinderflächen der inneren und äußeren Stechmeißel für Rohrgewinde sind jeweils die Freiflächen. Der Winkel zwischen der Vorschneidfläche und der Rückseite der Außenfräsklinge beträgt 82°. Der Nachschneidwinkel der Spitze, wenn die Klinge auf einen speziellen Außenfrästängel montiert ist, beträgt 6° (bei einer Außenfräsklinge mit 8 Zähnen pro Zoll sind es 8°) ； Der Winkel zwischen der Vorder- und Rückseite der Schneide des Innenkammmessers beträgt 84°. Der Winkel des hinteren Schneidenecks der auf dem speziellen Stab des Innenkammmessers montierten Spitze beträgt 6°. Aus der Berechnung der Schnitttiefe des Prisma-Kammmessers geht hervor, dass bei unveränderter Anstellwinkel des Messers die Profiltiefe einer 10-Zähne-Schraube um 0,023 mm zunimmt, wenn die Schneide des Messers auf +6° abgeschliffen wird ； Wenn der Vorderwinkel der Frässpitze auf +10° geschliffen wird, erhöht sich dieser um 0,047 mm. Um daher zu gewährleisten, dass die Querschnittsform der Kammwalze nach dem Nachschleifen korrekt ist und das Schneiden reibungslos verläuft, werden folgende Kontrollmaßnahmen bei der Nachschleifung der Kammwalze ergriffen: 1) Die Innen- und Außenflächen der Ölleitungsschrauben müssen vor dem Schleifen auf einer Werkzeugschleifmaschine oder einer Flachschleifmaschine bearbeitet werden ； 2) Der Schleifwinkel des äußeren Kämmers beträgt 8° + 1° (Abb. 1a), der Schleifwinkel des inneren Kämmers beträgt 2° ± 30′ (Abb. 1b) ； 3) Die Unterseiten der Kämme sowie die Oberflächen der Zähne nach dem Schärfen müssen eine glatte Übergangsbewegung aufweisen; die Seiten der Zähne müssen gerade sein, und es dürfen keine Mängel vorhanden sein. 2. Montage der Kämme: Sowohl die inneren als auch die äußeren Kämme für die Ölleitungsverschraubungen werden an speziellen Stangen für innere und äußere Kämme montiert. Die Qualität dieser Montage hat direkten Einfluss auf die Fertigungsfehler sowie auf die Zuverlässigkeit der Komponenten. Dazu wurden folgende Maßnahmen ergriffen: 1) Vor der Montage müssen Stiel, Schneidkantenfach sowie die Schneiden sauber gemacht werden. Nachdem die Schneiden festgedrückt wurden, wird mit einem Feinmesswerkzeug überprüft, ob die Schneiden gut mit den Flächen des Stiels in Kontakt stehen. Nach dem Bearbeiten mehrerer Teile wird dies erneut überprüft, um sicherzustellen, dass die Positionierung der Schneiden zuverlässig ist ； 2) Wenn die inneren und äußeren Kammstangen auf dem Werkzeughalter der Maschine montiert werden, muss mit einem Mikrometer überprüft werden, dass die Ebene, in der sich die Kammstangen befinden, entweder parallel zur Drehachse der Maschine liegt (bei inneren Kammstangen) oder senkrecht dazu (bei äußeren Kammstangen). Die Abweichung darf in jedem Fall 0,02 mm nicht überschreiten ； 3) Bei der Bearbeitung von Ölrohrschrauben in kleinen Abmessungen wie 1,050, 1,315, 1,660 TBG oder UP TBG ist es zulässig, falls bei dem speziellen Kammstift nicht bereits auf den Schneidwinkel Rücksicht genommen wurde, bestimmte Maßnahmen am Kammstift zu ergreifen, um eine positive Schneidneigung der Kammblätter zu erzielen. Dadurch kann der Einfluss des Schneidwinkels auf die Qualität der Schraubenoberfläche verringert werden. Die konkrete Vorgehensweise ist folgende: Beim Bearbeiten von Innenbohrungen wird am hinteren Ende des Werkzeugs ein Dämpfer verwendet. Innerhalb einer Länge von 100 mm ist das hintere Ende 1,2–1,6 mm höher als das vordere Ende. Dadurch entsteht eine positive Schneidwinkligkeit von 0°41′ bis 0°55′ ； Beim Fräsen von Außengewinden wird auf der Innenseite des Werkzeughalters in Breitrichtung des Werkzeugshafts eine Unterlage mit einer Breite von 5 mm, einer Länge von 120 mm und einer Dicke von 0,3–0,4 mm eingesetzt; dadurch entsteht ein positiver Schneidwinkel von 0°41′ bis 0°55′ (bei einer Breite des Werkzeugshafts von 30 mm). Kontrolle der Konusfehler bei Ölrohrschrauben – Die Konusfehler machen einen geringen Anteil am gesamten Verschlußspiel bei der Verbindung von Ölrohrschrauben aus. Die Auswirkungen auf die Dichtigkeit sind entsprechend geringer. Doch aufgrund von Toleranzen bei der Konusform ändert sich die Position der Stellen, an denen eine feste Verbindung entsteht. Dadurch wird die Stabilität, Zuverlässigkeit sowie die Festigkeit der Verbindung zwischen den Ölleitungsverschraubungen erheblich beeinflusst – genauso wie die Größe der Verbindungsbelastungen. Der Zylinder der Ölleitungsverschraubung wird in der Regel in zwei Schritten gefertigt: Zunächst wird er mit einer Außenwalzfräse grob bearbeitet, anschließend mit einer Fräse für Ölleitungsverschraubungen fein bearbeitet. Um die Auswirkungen von Konusfehlern auf die Dichtwirkung der Gewindeverbindungen von Ölrohren zu verringern, wurden folgende Maßnahmen festgelegt, die sich auf die Ursachen für große Konusfehler bei der Bearbeitung der Ölrohrgewinde beziehen: 1) Bei der Bearbeitung der Ölrohrgewinde muss der Fehler des Konusneigungswinkels im Bereich von 1°47′24″ (+5′, –3′) gehalten werden; außerdem müssen Konusfehler regelmäßig überprüft und korrigiert werden. Da die Messung des äußeren Kegels präzise ist, kann zunächst der Kegel gefräst werden, anschließend wird mit einem Sinuswinkelmaß der Schrägwinkel gemessen. Die innere Kegeloberfläche wird mithilfe von Passformprüfstäben derselben Größe überprüft; die Kontaktfläche sollte mehr als 60 % betragen. 2) Das Schablonengestell der Schablonendrehmaschine ist alle 3 Monate zu warten; die Genauigkeit der Schablonendrehmaschine und der CNC-Drehmaschine ist halbjährlich zu überprüfen. 3) Nach dem Grobfräsen der inneren und äußeren Kegel der Ölleitungsverschraubung soll ein Einzelschliff von 0,3–0,5 mm zurückbleiben, um die Integrität der Zahnform bei der Feinbearbeitung der Ölleitungsverschraubung zu gewährleisten. Um sicherzustellen, dass im Innendurchmesser der Ölleitungen ausreichend Bearbeitungsspiel vorhanden ist, wird für die Bohrdurchmesser der Vorformteile des Verbindungsstücks ein bestimmter Wert vorgeschrieben (Tabelle 1). Die Toleranzzone beträgt H14. 4) Die Geradlinigkeit der Zapfenform der Ölleitungsverschraubung wird mithilfe eines Planschiebers unter Beleuchtung überprüft. Wenn die Linien in der Mitte eingedrückt sind, darf die Abweichung nicht größer als 0,01 mm sein; wenn die Linien in der Mitte hervorstehen, darf die Abweichung nicht größer als 0,03 mm sein. Kontrolle der Drehzapfenfehler bei Ölleitungsverschraubungen: Die Drehzapfenfehler machen den größten Anteil an den durch das Anziehen der Verbindungen entstehenden Spielwerten aus – bis zu 50 %. Daher sind die Drehzapfenfehler der wichtigste Faktor, der die Dichtheit der API-Ölleitungsverschraubungen beeinflusst. Beim Bearbeiten von Ölleitungsverschraubungen mit Fräsmaschinen und CNC-Fräsmaschinen dreht sich das Werkstück. Die Schneidwerkzeuge für die Verschraubungen bewegen sich dabei entlang der Achse des Werkstücks – in Abständen, die durch die gewünschten Schrittweiten festgelegt werden. Die Genauigkeit der Verschraubungen hängt hauptsächlich von der Präzision der Bewegungen der entsprechenden Komponenten der Fräsmaschine ab. Obwohl es nur selten vorkommt, dass die Drehzahlfehler der Ölleitungsverschraubungsoberflächen nahe an oder über der zulässigen Gesamt-Drehzahltoleranz liegen, kann dies, sobald es doch dazu kommt, katastrophale Auswirkungen auf die Dichtigkeit der Serienproduzierten Teile haben. Um die Steigungstoleranz der Werkstücke zu verringern und die Dichtwirkung der Gewindeverbindungen der Ölleitungen sicherzustellen, wurden folgende Maßnahmen ergriffen: 1) Die Steigungstoleranz wurde so reduziert, dass der Steigungsfehler zwischen beliebigen zwei Gewindegängen innerhalb einer Länge von L4-g nicht mehr als 0,02 mm beträgt. Dadurch wird der Anteil des Steigungsfehlers am gesamten Spielwert bei der Gewindeverbindung auf 12 % gesenkt. Der maximale kumulative Handdreh-Spielwert der Ölleitungsgewinde kann ebenfalls von 0,26 mm auf 0,146 mm reduziert werden – ein Wert, der kleiner ist als der durch zwei maschinelle Drehungen beseitigbare Spielwert von 0,158 mm (bei einem Gewinde mit 10 Gängen pro Zoll). 2) Die Maschinen sollten regelmäßig überprüft werden, um Fehler wie die Drehfehler des Hauptspindels, die Führungsfehler der Führungen sowie die Übertragungsfehler in der Antriebskette zu beseitigen oder zu verringern. Dadurch kann die Genauigkeit der Schraubenverzahnung bei der Bearbeitung von Ölleitungen verbessert werden. Konkrete Maßnahmen sind: ① Anpassung der Spindel und der Schraube der Werkzeugmaschine, um axiales Spiel zu beseitigen ； ②Angemessene Anpassung des Übergangsbereichs zwischen den Zahnrädern sowie der Abweichungen des Hauptwellen-, Schrittmotoren- und Zahnradwellenlagers ； ③Auf herkömmlichen CNC-Drehmaschinen werden Vorrichtungen zur automatischen Kompensation von Übertragungsfehlern installiert. 3) Unter Verwendung des Innengewinde- und Außengewindepitchmessers oder anderer Messverfahren im API-Gewindemessgerät für Ölrohre sollte regelmäßig überprüft werden, ob der Pitchfehler innerhalb des Bereichs von 0,02 mm liegt. Steuerung der Profilabweichungen von Rohrgewinden – Rohrgewinde sind eine sehr spezielle Art von Verbindungsgewinden. Neben den Flanken, die die Hauptarbeitsflächen darstellen, sind auch die Gewindegipfel und -täler Arbeitsflächen; sie haben ebenfalls einen erheblichen Einfluss auf die Dichtwirkung der Rohrgewindeverbindung. Obwohl die nationalen Normen sowie API Std 5B nur zwei Toleranzen für die Zahnform vorschreiben – nämlich die Toleranz bezüglich der Zahnhöhe und die Toleranz bezüglich des Zahnwinkels – scheinen diese Werte auf den ersten Blick recht groß zu sein. In Wirklichkeit müssen jedoch auch die durch die Befestigung des Werkstücks sowie die Verarbeitungsmethoden verursachten Fehler in der Form der Zahnflächen sowie die Unregelmäßigkeiten in der Querschnittsform berücksichtigt werden. Theoretisch gesehen ist die Kontaktlage bei einer festen Verbindung beider Gewinde dann am besten, wenn die Höhe der Zähne des Innengewindes des Schlauches maximal und die Höhe der Zähne des Außengewindes minimal ist – wobei die Abstände zwischen den Zähnen um denselben Wert zunehmen oder abnehmen. Die entsprechende Darstellung dieser Situation ist in Abbildung 2 zu sehen. Zu diesem Zeitpunkt verringert sich der Passfugenwert zwischen der Oberkante der Innenbohrung und der Unterkante der Außenbohrung von 0,076 mm auf einen Überdruck von 0,0005 mm. Der Passfugenwert zwischen der Oberkante der Außenbohrung und der Unterkante der Innenbohrung hingegen erhöht sich auf 0,1525 mm. In diesem Fall wird es unweigerlich zu Leckagen kommen, wenn statt einer Beschichtung aus weichem Metallmaterial kein geeigneter Füllstoff für die Zwischenräume verwendet wird und außerdem kein hochwertiges Dichtmittel eingesetzt wird. Bei der Bearbeitung von Rohrgewinde wird die Profilform des Werkstücks ausschließlich durch die Profilform des Gewindeschneiders für Rohrgewinde bestimmt. Obwohl bei den Innen- und Außengewindeschneidern für Rohrgewinde die Toleranzen bezüglich des Profilwinkels sowie der Abtragshöhen an Profilkopf und -grund streng kontrolliert werden, können die oben genannten Extremfälle dennoch auftreten, wenn der Gewindeschneider falsch verwendet wird oder das Gewindeprofil während der Bearbeitung nicht vollständig ausgeformt wird. 1. Zahnprofilfehler bei der groben und feinen Bearbeitung mit einer Zahnfräse. Um sicherzustellen, dass das Zahnprofil des Werkstücks exakt dem der Zahnfräse entspricht, wird bei der Bearbeitung von Ölleitungsverschraubungen immer eine radiale Vorschubmethode verwendet. Als Vorschubmenge dient dabei der Schrittweitenwert. Je nach Größe der Verschraubung, den Schneideeigenschaften des Materials sowie der Steifigkeit des Bauteils werden anschließend eine geeignete Schneigeschwindigkeit sowie die Anzahl der Vorschübe ausgewählt. In der Praxis nutzen einige Operatoren aufgrund der guten Steifigkeit der Hartmetall-Zylinderfräser sowie der hohen Festigkeit der speziellen Fräserstangen eine höhere Schnittgeschwindigkeit beim Fräsen der Außengewinde an Ölleitungen. Dadurch können die Gewinde bereits nach nur 3 bis 4 Durchgängen fertiggestellt werden. Obwohl diese Verarbeitungsmethode eine gute Rauheit der Gewindestrecken sowie eine hohe Produktivität bietet, weist sie folgende Nachteile auf: 1) Die Schneidleistung der Messer ist hoch, wodurch es leicht zu Beschädigungen der Messer kommt – dadurch verringert sich die Lebensdauer der Messer ； 2) Der Verschleiß des Fräsers beschleunigt sich und verläuft ungleichmäßig; die Spitze sowie die Flanken des Fräsers verschleißen stark, während der Boden der Zähne nur geringfügig abgenutzt wird. Nach einer gewissen Zeit kontinuierlichen Betriebs kommt es zu dem zuvor beschriebenen Extremfall: Die Zähne des Werkstücks werden flach, was die Dichtwirkung der Verbindung beeinträchtigt ； 3) Da die Gewindeteile für Rohre in der Regel hohle, dünnwandige Teile sind und der Freiwinkel des Fräsers gering sowie der Vorschneidewinkel praktisch null ist, führt diese Bearbeitung mit großen Schnittmengen leicht zu einer Verformung des Werkstücks durch Verdrängung sowie zu einem Nachgeben des Werkstücks. Dadurch ändert sich die korrekte Form des Gewindeprofils; es kommt zu unvollständig gefrästen Gewindegängen oder zu einer erhöhten Abweichung von der Kreisform im Querschnitt. 2. Zahnformfehler bei der Grobbearbeitung mit einem gewöhnlichen Gewindeschneidwerkzeug und bei der Feinbearbeitung mit einem Zähneglättwerkzeug. Meiner Ansicht nach sollte die richtige Bearbeitungsmethode darin bestehen, zunächst mit einem gewöhnlichen Gewindeschneidwerkzeug zu grobbearbeiten und anschließend mit einem Zähneglättwerkzeug zu feinbearbeiten – wie in Abbildung 3 dargestellt. Die Vorteile dieser Bearbeitungsmethode sind: ① Beim Grobdrehen können am Drehbohrer größere Vorder- und Rückwinkel verwendet werden; dadurch erfolgt das Schneiden leichter, und die Verformung des Werkstücks durch Druck kann reduziert werden ； ②Die Schneidlelast des Kammmessers wird verringert, die Abnutzung des Kammmessers ist gleichmäßiger und seine Lebensdauer verlängert sich. Der Autor hat die Parameter einer 10-zähnigen Außenfräser vor und nach der Bearbeitung gemessen. Nachdem 35 Teile für Ventildeckel auf die oben beschriebene Weise bearbeitet worden waren, blieb der Wert der Abtragshöhe an den Zahnkronen des Fräsers im Wesentlichen unverändert; der Wert der Abtragshöhe am Zahnfuß erhöhte sich um 0,009 mm. Dies zeigt, dass die Abnutzung an der Oberseite sowie an den Seiten der Zähne des Kämmmessers recht gleichmäßig ist. Die Unterseite der Zähne des Kämmmessers weist aufgrund der groben Bearbeitung der Kegelform eine geringere Abnutzung auf, da dort weniger Kämmvorgänge stattfinden. Beim Grobdrehen mit einem herkömmlichen Gewindedreher und dem Feindrehen mit einem Riffelstahl zum Anfertigen von Rohrgewinden ist zunächst darauf zu achten, dass die Längsposition des Feindrehers mit der des Grobdrehers übereinstimmt, um sicherzustellen, dass beide Flanken des Rohrgewindes geriffelt werden. Insbesondere bei dem Innengewinde der Verbindungsmutter ist hierauf besonderes Augenmerk zu legen, da eine Beobachtung und Justierung schwierig ist ； Zweitens ist auf die Spitzenbreite sowie die Schnitttiefe des Grobdrehwerkzeugs zu achten, um sicherzustellen, dass der Gewindegrund der Ölleitung glatt und vollständig ist sowie dass der Nachbearbeitungszugabebetrag möglichst gleichmäßig verteilt wird. Wenn nach dem Drehen des Kegels der Rohrgewinde mit 10 Gewindegängen pro Zoll auf jeder Seite ein Materialüberschuss von 0,3 mm verbleibt, kann die Spitzenbreite des Grobdrehwerkzeugs auf 0,2–0,3 mm und die Schnitttiefe auf 1,2–1,3 mm begrenzt werden, wie in Abbildung 3 dargestellt. 3. Kontrollmaßnahmen zur Verringerung der Zahnprofilfehler Theoretisch gesehen ist der Schrittfehler der wichtigste Faktor, der die Dichtigkeit der API-Ölleitungsverschraubungen beeinflusst. In der Praxis kommt es jedoch selten vor, dass der Schrittfehler der Ölleitungsverschraubungen im Bereich der kumulativen Schritttoleranz liegt. Daher müssen aus verschiedenen Richtungen geeignete Maßnahmen ergriffen werden, um die Formfehler der Ölleitungsverschraubungen wirksam zu kontrollieren und sicherzustellen, dass die Form der Ölleitungsverschraubungen der Werkstücke möglichst dem idealen Zustand entspricht. Das ist der beste Weg, um die Verarbeitungsgüte der API-Ölleitungsverschraubungen zu verbessern und deren Dichtigkeit bei der Verbindung zu gewährleisten. Um die Profilabweichung der Gewinde von Ölrohren zu verringern, sollten neben der Kontrolle hinsichtlich des Nachschleifens und der Montage der Rillenfräser gemäß diesem Text auch folgende Maßnahmen ergriffen werden. 1) Geeignete Befestigung sowie Erhöhung der Steifigkeit der Werkstücke. Die Gewindeteile für Rohre sind in der Regel hohle, dünnwandige Bauteile. Bei der Montage sollten spezielle Spannbacken verwendet werden (Abbildung 4). Das Material der Spannbacken ist Stahl der Güteklasse 45; die Härte beträgt 28–35 HRC. Zudem muss die Zylinderform des Bereichs, an dem das Werkstück gespannt wird, auf 0,03 mm genau eingehalten werden. Die Spannflächen der Backen müssen regelmäßig nachgearbeitet werden, damit sie optimal mit dem Werkstück in Kontakt stehen. Dadurch wird die Spannkraft gleichmäßig verteilt und die Verformung des Werkstücks durch das Spannen reduziert ； Wenn die Werkstücke sehr lang sind oder eine geringe Steifigkeit aufweisen, werden Verfahren wie die Verwendung von Endanschlägen oder glatten Anschlägen eingesetzt, um die Steifigkeit der Werkstücke zu erhöhen und Deformationen durch Belastung zu verringern. 2) Nach dem Bearbeiten der Zapfenform der Ölleitungsverschraubung wird zunächst mit einem herkömmlichen Schneidwerkzeug eine grobe Bearbeitung vorgenommen, um die Belastung des Werkzeugs zu verringern und sicherzustellen, dass die Zahnform korrekt ist. Bei einer Zähnezahl von 10 Zähnen pro Zoll müssen mindestens 5 Vorgänge durchgeführt werden; bei einer Zähnezahl von 8 Zähnen pro Zoll mindestens 6 Vorgänge. Nach der groben Bearbeitung sollten an den Seiten sowie am Boden der Zähne noch 0,3–0,5 mm Restmaterial vorhanden sein. 3) Nach dem Grobfräsen der Ölleitungsverschraubung wird diese anschließend mit einer Zahnfräse fein gefräst. Dabei müssen mindestens 3 Fräsvorgänge durchgeführt werden. Der Startpunkt der Zahnfräse sollte mindestens 15 mm vom Ausgangspunkt entfernt liegen. Die Oberfläche, die Seiten sowie die Unterseite der Ölleitungsverschraubung müssen gründlich gefräst werden, um eine korrekte und vollständige Form der Verschraubung zu gewährleisten. Während der Bearbeitung darf die Schnitttiefe, mit der die unvollständige Zahngrundfläche des Kalibrierzahns des Stirnfräsers den Zahnkopf des Werkstücks abschneidet, 0,02 mm nicht überschreiten (Abbildung 3). Dabei ist δ der Abstand zwischen der Höhe der abgeflachten Zahngrundfläche rechts und links vom Kalibrierzahn des äußeren Stirnfräsers; sein Wert beträgt PK/2. 4) Um sicherzustellen, dass sich die Zahnprofilparameter der Schneidwerkzeuge während der Bearbeitung nicht stark verändern, ist vorgeschrieben, dass nach dem Feinschleifen von 50 Stücken mit dem äußeren Schneidwerkzeug bzw. 30 Stücken mit dem inneren Schneidwerkzeug – oder bei Defekten im Zahnprofil der Schneidwerkzeuge – die weitere Bearbeitung eingestellt werden muss. Die Schneidwerkzeuge müssen anschließend neu geschliffen werden, bevor sie wieder verwendet werden können. Es gibt zwei Methoden zur Qualitätskontrolle der Rohrleitungsschrauben gemäß API Std 5B: Erstens müssen alle Schrauben gemäß den Anforderungen in Kapitel 3 mit kalibrierten Prüfwerkzeugen überprüft werden, die den API-Vorgaben entsprechen ； Zweitens müssen die Gewindeparameter aller Gewinde, mit Ausnahme der dünneren Rohrgewinde von 11,5 Zähnen pro Zoll, gemäß Kapitel 6 überprüft werden. Sowohl die alte Norm YB239-63 als auch die neue nationale Norm GB9253.3-88 legen klare Messstandards für Prüfringe und Stopfen für Gewinde fest; für die übrigen Gewindest Parameter werden lediglich Toleranzwerte angegeben. Durch den Einsatz von Gewindesteckern und Passstücken zur umfassenden Messung der Ölleitungsstege besteht die Essenz darin, den Abstand zwischen den Stegen zu überprüfen. Dadurch wird sichergestellt, dass nach dem Verbinden der Ölleitung mit dem Verbindungsgerät keine unvollständigen Teile der Außengewinde sichtbar werden oder zu tief eindringen. Die einzige Methode, um letztendlich festzustellen, ob die Ölleitungsverschraubungen fest genug verbunden sind und den Anforderungen entsprechen, ist derzeit noch der hydrostatische Prüftest. Angesichts der Besonderheiten bei der Bearbeitung von Rohrgewinden hat der Autor auf der Grundlage einer effektiven Qualitätskontrolle des gesamten Bearbeitungsprozesses ein recht umfassendes Verfahren zur Qualitätsprüfung von API-Rohrgewindekomponenten entwickelt (mit Ausnahme der im Standard bereits ausdrücklich festgelegten Prüfungen, wie z. B. die Gesamtmessung mit Ring- und Steckmaß). Die Hauptinhalte sind wie folgt: 1) Auf der vollständigen Gewindefläche dürfen keine Beschädigungen, Defekte oder Schnittspuren vorhanden sein; die Toleranzen für den Konuswinkel des Rohrgewindes, die Geradlinigkeit der Mittellinie sowie die kumulierte Steigung werden gemäß den oben genannten Kontrollmaßnahmen überprüft. 2) Die Dichtigkeit der Ölleitungsverschraubungen wird durch einen hydrostatischen Prüfversuch überprüft. Die Anforderungen an diesen Test sind: ① Vor dem Test müssen keine Überstände oder Kanten an den Ölleitungsverschraubungen vorhanden sein; zudem müssen sie gründlich gereinigt werden. Anschließend muss eine dünne Schicht hochwertigen Verschraubungsdichtstoffs auf die kleine Endseite der Außenschrauben sowie auf die gesamte Länge der Schrauben aufgetragen werden ； ②Der Prüfdruck beträgt 30 MPa. Eine Person verwendet dazu Schraubzangen zur Festzurren; der Druck muss 8 Minuten lang beibehalten werden. Es darf keine Lecks geben ； ③Bei den Druckprüfungen wird die Methode verwendet, bei der Teile mit Innen- und Außengewinden miteinander verbunden werden, um gegenseitig geprüft zu werden. Die Gewindestellen der Ölleitungen in den Prüfwerkzeugen sollten nach 5 Verwendungen repariert werden. 3) Die ersten gefertigten Teile, die nach Justierung der Drehmaschinen und der Formen sowie nach Nachschleifen oder Neuinstallation der Schneidwerkzeuge hergestellt werden, müssen einer Druckprüfung unterzogen werden. Erst wenn die Prüfung erfolgreich ist, darf mit der Serienfertigung begonnen werden. 4) Die Anzahl der Proben für die Druckprüfung der in Serie gefertigten Rohrverbindungsteile ist in Tabelle 2 aufgeführt. Teile, die die Spezifikationen nicht erfüllen, dürfen nur nach einer vollständigen Reparatur in die Akzeptanzgruppe aufgenommen werden. Die abgelehnten Chargen müssen einer 100%-Prüfung unterzogen werden; die reparierbaren Teile müssen erst nach erfolgreicher Reparatur akzeptiert werden. Teile mit Ölrohrschrauben, bei denen die Qualität bestimmter Zahnformen in Frage steht, können vollständig getestet werden. 5) Bei der Erprobung neuer Produkte sind die Rohrverschraubungsteile, für die es keine Prüfwerkzeuge gibt, sofern andere Rohrverschraubungsteile, die unter unveränderten Bearbeitungssystemen wie Drehmaschinen und Werkzeugen hergestellt werden, die Prüfung bestehen, von der Prüfung befreit. Erfahrungen und Empfehlungen: In der Vergangenheit traten aufgrund der Tatsache, dass die Ölfeldnutzer es zuließen, dass an den Verbindungsstellen der Ölpumpenrohre Polytetrafluorethylen-Dichtbänder verwendet wurden, nur selten Probleme mit der Dichtigkeit dieser Verbindungen auf. Seit den 1990er Jahren haben sich mit der Vertiefung der Reform- und Öffnungspolitik sowie mit den Veränderungen im Ölfeldbetrieb die Anforderungen der Ölfeldnutzer an die Verbindungen der Pumpenrohre immer weiter erhöht. Es ist nicht zulässig, Dichtbänder oder Dichtstoffe zu verwenden; stattdessen darf nur eine kleine Menge an SF-Dichtfett aufgetragen werden. Zudem muss die Verbindung von einer Person mit Hilfe von Schraubzwingen fest angezogen werden. Bei einem Drucktest von 30 MPa darf es keine Lecks geben, und bei dem Demontieren dürfen keine Beschädigungen entstehen. Unter diesen Umständen hat der Autor, ausgehend von den Gegebenheiten in der Fabrik, ohne den Einsatz irgendwelcher spezieller Messgeräte für API-Ölleitungsanschlüsse, an herkömmlichen Drehmaschinen sowie einfachen CNC-Drehmaschinen Schrauben mit Eigenschaften hergestellt, die den API-Standards entsprechen. Zudem wurden diese Schrauben so gefertigt, dass sie den Prüfanforderungen der Ölfeldnutzer entsprechen. Dabei wurde ein selbst entwickeltes Messwerkzeug mit einer Präzision von 0,02 mm verwendet. Durch die Lösung des Problems der Dichtigkeit von Schraubverbindungen in Ölleitungen haben wir erkannt, dass die Herstellung von API-Schraubverbindungen für Ölleitungen ein systematischer Prozess ist. Von den Bedienern über die Maschinen bis hin zu den Prüfmethoden und den Werkzeughalterungen – jeder Schritt ist von entscheidender Bedeutung. Jeder Fehler in einem dieser Schritte kann die Dichtigkeit der Schraubverbindungen beeinträchtigen. Daher ist es notwendig, die Mitarbeiter, die mit der Bearbeitung und Prüfung von Rohrleitungsschrauben beschäftigt sind, regelmäßig in den Bereichen der API-Standards für Rohrleitungsschrauben, deren Verbindungsmerkmale, Verschlussmechanismen, Einflussfaktoren, Kontrollmaßnahmen sowie Prüfmethoden zu schulen. Dadurch kann das Qualitätsbewusstsein und die Verantwortungsbewusstheit jedes Einzelnen gesteigert werden. So wird sichergestellt, dass jeder die Qualität der Bearbeitung der Rohrleitungsschrauben ernst nimmt – und somit die Qualität im gesamten Produktionsprozess der API-Rohrleitungsschrauben kontrolliert und gewährleistet werden kann. Um den Einfluss der Fertigungstoleranzen bei der Herstellung der Schneidwerkzeuge für die Ölleitungsverschraubungen auf die Dichtigkeit dieser Verbindungen zu verringern, wird empfohlen, die Fertigungstoleranzen bezüglich der Abflachungshöhe der Kanten der Schneidwerkzeuge an der Innenseite und Außenseite der Ölleitungsverschraubungen von ±0,02 mm auf ±0,01 mm zu erhöhen. Laut den Ergebnissen der Zusammenarbeit zwischen der staatlichen Fabrik Nr. 388 in Hubei und dem Forschungsinstitut für Werkzeuge in Chengdu lässt sich die Fertigungstoleranz um 50 % verringern, wobei die Kosten nur um weniger als 30 % steigen. Bei großflächiger Anwendung erhöhen sich die Kosten um 15 % bis 20 %. Dadurch ist die Wirkung äußerst deutlich: Es wird nicht nur die angesammelte Verschraubungslücke bei den Ölleitungsanschlüssen verringert und die Dichtigkeit verbessert, sondern auch die Lebensdauer des Kammmessers verlängert.

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