Смазка для герметизации резьбовых соединений

 

Настоящее изобретение относится к технологическим и эксплуатационным смазкам и может быть использовано для герметизации резьбовых соединений труб, преимущественно нефтяного оборудования. Задача заключается в разработке состава смазки для герметизации резьбовых соединений, обеспечивающего прочное покрытие по резьбе, многократное использование смазки при заворачивании и отворачивании резьбового соединения, а также уменьшения времени сушки смазки. Поставленная задача достигается путем создания состава смазки для герметизации резьбовых соединений, включающего графитовый порошок, жидкое стекло-силикат натрия, а также порошок терморасширенного графита, полученный терморасширением порошка графита в печи при 800-1000С. 1 табл.

Область техники

Изобретение относится к технологическим и эксплуатационным смазкам и может быть использовано для герметизации резьбовых соединений труб, преимущественно нефтяного оборудования - обсадных, насосно-компрессорных и др.

Уровень техники

Известны уплотнительные (резьбовые) смазки Р-402 и Р-416, серийно выпускаемые по ТУ 101708-78, для сборки и разборки буровой техники с крупной резьбой, обеспечения герметичности соединений. Смазки готовятся на основе нефтяных масел загущением стеаратами лития, алюминия, цинка, содержат порошки свинца, меди, графита. Недостатками таких смазок являются вымывание их из резьбового соединения, окисление металлических порошков, что приводит к увеличению усилий свинчивания резьб, неполной герметизации, одноразового использования.

Известна также смазка для герметизации резьбовых соединений (а.с. СССР №1413123, 1986), содержащая, маc.%: графитовый порошок - 4, алюминиевая пудра - 4, жидкое стекло - 92. Недостатками этой смазки являются недостаточная адгезия к металлу и стекания с резьбы, высокий коэффициент трения (до 0,35). Такая смазка после отвинчивания резьбы полностью разрушается и перед свинчиванием должна наноситься вновь на очищенную поверхность и сушится в течение 12-18 час.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности признаков, т.е. прототипом, является смазка для резьбовых соединений (авт. св. №1505963. Смазка для герметизации резьбовых соединений. Бюл. № 33 от 07.09.89).

Смазка для герметизации резьбовых соединений содержит компоненты, маc.%:

Графитовый порошок 15-65

Жидкое стекло 35-85

Смазка после перемешивания наносится на резьбу щеткой или кистью и сушится в естественных условиях в течение 16-24 ч.

Недостатком смазки является недостаточная прочность покрытия (около 0,1 Н/мм²), что приводит к разрушению слоя смазки на резьбе при транспортировке и свинчивании, неравномерному покрытию и образованию наплывов. Длительное время сушки затрудняет использование смазки непосредственно в рабочих условиях. При повторном свинчивании смазка должна наноситься вновь.

Сущность изобретения

Изобретательская задача состояла в разработке состава смазки для герметизации резьбовых соединений, обеспечивающего прочное покрытие на резьбе, равномерное (без наплывов и стекания) покрытие, многократное использование смазки при заворачивании и отворачивании резьбового соединения, а также уменьшения времени сушки смазки.

Поставленная задача достигается путем создания состава смазки для герметизации резьбовых соединений, включающего графитовый порошок, жидкое стекло - силикат натрия, а также порошок терморасширенного графита, полученный терморасширением порошка графита в печи при 800-1000С, при следующем соотношении компонентов, маc.%:

Порошок графита 25-35

Вышеуказанный порошок терморасширенного графита 0,2-0,5

Жидкое стекло - силикат натрия До 100.

Порошок графита ЭУТ-II выпускается согласно ГОСТ 4404-78 и используется в порошковой металлургии в качестве составляющего элемента железографитовых и бронзографитовых деталей узлов трения.

Порошок терморасширенного графита получают путем терморасширения в печи при температуре 800-1000С различных порошков графита (марки ГАК, ГСМ, ЭУТ-II, карандашный и др.). Терморасширенный графит имеет особую структуру и свойства и применяется в качестве сорбента, теплоизолятора, прокладочного материала.

Жидкое стекло (силикат натрия) серийно выпускается согласно ТУ 6-15-433-92 и используют, в основном, в качестве клея для бумаги и картона.

Использование заявленной совокупности существенных признаков позволяет получить достигаемый технический результат, а именно: уменьшить время сушки смазки, нанесенной на резьбу, в 3-4 раза, повысить прочность покрытия (подсушенного слоя смазки) в 2-3 раза, обеспечить многократность отворачивания и заворачивания резьб до 3 раз (при 100% герметизации резьбового соединения).

Сведения подтверждающие возможность осуществления изобретения

Пример 1. 25 г (25 мас.%) порошка графита ЭУТ-II и 0,2 г (0,2 мас.%) порошка терморасширенного графита, полученного терморасширением порошка графита в печи при 800-1000С, помещали в стеклянную или эмалированную посуду, добавляли 74,8 г (74,8 мас.%) жидкого стекла и перемешивали до получения однородной пасты.

Пример 2. 30 г (30 мас.%) порошка графита ЭУТ и 0,35 г (0,35 мас.%) порошка терморасширенного графита, полученного терморасширением порошка графита в печи при 800-1000С, помещали в посуду и добавляли 69,65 г (69,65 мас.%) жидкого стекла. Смесь перемешивали до получения однородной пасты.

Пример 3. 35 г (35 мас.%) порошка графита ЭУТ и 0,5 г (0,5 мас.%) порошка терморасширенного графита, полученного терморасширением порошка графита в печи при 800-1000С, помещали в стеклянную посуду, добавляли 64,5 г (64,5 мас.%) жидкого стекла и перемешивали до получения однородной пасты.

Полученные пасты готовы к применению в качестве смазки для герметизации резьбовых соединений.

Полученные составы смазок (в виде пасты) не расслаиваются и стабильны по свойствам (в закрытой таре) в течение 180-200 суток.

Оценку качества смазок проводили по следующим показателям: время сушки нанесенной на резьбу смазки - визуально до затвердения смазки; прочность сухого слоя смазки, нанесенного на гладкую стальную пластину, испытанием на сжатие до разрушения слоя на разрывной машине РМ-3; количество заворачиваний (отворачиваний) резьбы при однократном нанесении смазки - визуально при гидроиспытании резьбового соединения.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Из таблицы видно, что время сушки смазки на резьбе уменьшилось в 3-4 раза, в 2-3 раза увеличилась прочность сухого слоя смазки, и в 2-3 раза увеличилось количество заворачиваний (отворачиваний) резьбы при однократном нанесении смазки.

К достоинствам предлагаемого состава смазки для герметизации резьбового соединения можно отнести также низкий коэффициент трения (до 0,1); равномерное (без наплывов) покрытие; более прочное соединение с металлом труб; заполнение всех микровпадин за счет присутствия в составе терморасширенного графита; 100% герметизация резьбового соединения за счет упругого последействия частиц порошка терморасширенного графита; возможность работы смазки в резьбовом соединении от -50С до + 400С за счет присутствия терморасширенного графита (смазка - прототип работает от -50С до +250С).

Формула изобретения

Смазка для герметизации резьбовых соединений, включающая графитовый порошок и жидкое стекло - силикат натрия, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит порошок терморасширенного графита, полученного терморасширением порошка графита в печи при 800-1000С, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Порошок графита 25-35

Вышеуказанный порошок терморасширенного

графита 0,2-0,5

Жидкое стекло - силикат натрия До 100