Устройство для упрочнения и восстановления резьбы

 

Полезная модель относится к области ультразвуковой обработки материалов. Устройство предназначено для восстановления и упрочнения резьбы. Устройство может быть использовано, в частности, для восстановления и упрочнения резьбовых элементов бывших в эксплуатации труб и муфт, например, резьбы бурильных, обсадных, насосно-компрессорных труб, муфт, а также при подготовке к эксплуатации резьбовых элементов новых труб, муфт, трубных заготовок. Устройство содержит ультразвуковую колебательную систему, включающую электроакустический магнитострикционный преобразователь и инструмент. Инструмент представляет собой волновод, на выходном участке которого расположена рабочая резьбовая поверхность, ответная обрабатываемой резьбе. Электроакустический магнитострикционный преобразователь содержит сердечник из магнитострикционного материала. Сердечник преобразователя выполнен из магнитомягкого никельсодержащего материала или феррита. Технический результат - повышение срока безремонтной работы устройства за счет увеличения коррозионной стойкости сердечника преобразователя, в особенности, при эксплуатации устройства в полевых условиях. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Полезная модель относится к области ультразвуковой обработки материалов, предназначена для восстановления и упрочнения резьбы и может быть использована, в частности, для восстановления и упрочнения резьбовых элементов как бывших в эксплуатации труб и муфт, например, резьбы бурильных, обсадных, насосно-компрессорных труб, муфт, так и при подготовке к эксплуатации резьбовых элементов новых труб, муфт, трубных заготовок.

Известно устройство для упрочнения и восстановления резьбы, содержащее ультразвуковую колебательную систему, включающую электроакустический преобразователь, содержащий сердечник из магнитострикционного материала, и инструмент, представляющий собой волновод, на выходном участке которого расположена рабочая резьбовая поверхность, ответная обрабатываемой резьбе (патент РФ 34106).

Тип электроакустического преобразователя в формуле полезной модели по патенту РФ 34106 не указывается, а в описании упоминается об использовании магнитострикционного преобразователя без указания его марки, т.е. в описании отсутствуют какие-либо сведения о материале, из которого выполнен сердечник преобразователя. Однако хорошо известно, что сердечники электроакустических преобразователей могут быть изготовлены из различных магнитострикционных материалов, определяющих технологические и эксплуатационные характеристики преобразователей (Абрамов В.О., Абрамов О.В и др. Мощный ультразвук в металлургии и машиностроении. М., Янус-К, 2006, с.36-38).

Наиболее близким с предлагаемой полезной модели является известное устройство для упрочнения и восстановления резьбы, содержащее ультразвуковую колебательную систему, включающую электроакустический магнитострикционный преобразователь, содержащий сердечник из магнитострикционного материала, и инструмент, представляющий собой волновод, на выходном участке которого расположена рабочая резьбовая поверхность, ответная обрабатываемой резьбе (патент РФ 2270744 - прототип).

В описании прототипа указывается, что в базовое оборудование для реализации устройства входит электроакустический магнитострикционный преобразователь ПМС-15А-18.

Сердечник преобразователя марки ПМС-15А-18 выполнен из пермендюра - магнитострикционного материала на основе сплава железа с кобальтом и, обычно, с добавкой ванадия. К недостаткам перемендюров относят низкую коррозионную стойкость, трудность создания изоляционного покрытия. Сердечники преобразователей, выполненные из пермендюра, подвергаются коррозии при работе как в составе установки, эксплуатируемой на ремонтной базе, так и, в особенности, в составе установки, эксплуатируемой в полевых условиях. Очаги коррозии являются концентраторами напряжений и снижают долговечность работы сердечника преобразователя, т.е. срока безремонтной работы всего устройства.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение срока безремонтной работы устройства за счет увеличения коррозионной стойкости сердечника преобразователя, в особенности, при эксплуатации устройства в полевых условиях.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для упрочнения и восстановления резьбы, содержащем ультразвуковую колебательную систему, включающую электроакустический магнитострикционный преобразователь, содержащий сердечник из магнитострикционного материала, и инструмент, представляющий собой волновод, на выходном участке которого расположена рабочая резьбовая поверхность, ответная обрабатываемой резьбе, сердечник преобразователя выполнен из магнитомягкого никельсодержащего материала или феррита.

В качестве магнитомягкого никельсодержащего материала могут быть использована никель и никельсодержащие сплавы.

Никель и никельсодержащие сплавы (например, Ni-Co, пермаллой), по своим магнитострикционным свойствам несколько уступая пермендюрам, обладают высокой коррозионной стойкостью. При отжиге пластин из никеля на воздухе создается прочная окисная пленка.

Свойства ферритов - химических соединений окиси железа Fe2O3 с окислами других металлов (в частности, цинка, кобальта, никеля) зависят от их состава, однако все ферриты обладают высокой коррозионной стойкостью.

Испытания проводились в цехе трубной базы на примере обработки бывших в эксплуатации труб НКТ Д73 в условиях прототипа. В таблице приведены сравнительные характеристики работы устройства по прототипу (пример 1, контрольный) и устройств по предлагаемой полезной модели, отличающихся от описанных в прототипе только материалом сердечника преобразователя (пример 2 - сердечник выполнен из никеля, пример 3 - из сплава Ni-Co, пример 4 - из феррита марки Феррит Ф-42).

Таблица
Показатель Примеры
1 к2 34
Производительность, труб в смену103103 103103
Надежность работы в течение 300 смен 1 замена преобразователя Без ремонтаБез ремонтаБез ремонта

1. Устройство для упрочнения и восстановления резьбы, содержащее ультразвуковую колебательную систему, включающую электроакустический магнитострикционный преобразователь, содержащий сердечник из магнитострикционного материала, и инструмент, представляющий собой волновод, на выходном участке которого расположена рабочая резьбовая поверхность, ответная обрабатываемой резьбе, отличающееся тем, что сердечник преобразователя выполнен из магнитомягкого никельсодержащего материала или феррита.

2. Устройство для упрочнения и восстановления резьбы по п.1, отличающееся тем, что сердечник преобразователя выполнен из никеля.

3. Устройство для упрочнения и восстановления резьбы по п.1, отличающееся тем, что сердечник преобразователя выполнен из никельсодержащего сплава.



 

Наверх