Замечания и предложения к ГОСТ Р (ИСО 10400-2007, MOD)

Замечания относятся к тексту проекту стандарта ГОСТ Р (ИСО 10400-2007, MOD) "Трубы обсадные, насосно-компрессорные и бурильные для нефтяной и газовой промышленности. Формулы и расчет свойств" (редакция для Росстандарта, дата размещения 02.09.11 г), размещённому на сайте ТК357 «Стальные и чугунные трубы и баллоны».

Замечание №1. Пункт 9.2.2.4, формула 55 (расчет на прочность тела трубы резьбового соединения обсадных труб с треугольной резьбой) – не произведён перевод единиц измерения для размерного коэффициента 0,74 дюйм0,59 из американской системы единиц в используемую в национальном стандарте систему единиц МПа-мм.

В тексте стандарта:

Расчет на прочность витков резьбы на срыв проводят по следующей формуле

, (55)

где Pj – прочность соединения, Н (1 Н = 1 МПа * 1 мм2);Ajp – площадь поперечного сечения трубы в плоскости последнего полного витка резьбы, мм2;σumnp – заданный минимальный предел прочности для тела трубы, МПа; Let – длина сопряжения при номинальном свинчивании, равная L4 – M, мм;D – заданный наружный диаметр трубы, мм;σymnp – заданный минимальный предел текучести для тела трубы, МПа.

Должно быть:

, (55)

Пояснения

При выводе формулы прочности витков треугольной резьбы на срыв (Клайндинст, «Strength of Threaded Joints for Steel Pipe»), используется следующее соотношение между напряжением и деформацией в пластической области

где a=2,39; m=0,59 – безразмерные константы, определённые на основании испытаний натурных образцов соединений. Критерием выхода резьбы из зацепления служит уменьшение диаметра трубы на величину равную удвоенной контактной высоте витка:

hk = h1 – z*;

где h1 – высота профиля треугольной резьбы обсадных труб, z* - зазор между вершиной внутренней резьбы и впадиной наружной резьбы.

Опуская вывод самой формулы, приведём уравнение, определяющее величину рассматриваемого размерного коэффициента:

КD = a (2*h)m = 2,39 (2*hk)0,59; [КD] = [hk]0,59.

При расчёте размерного коэффициента КD величина hk должна быть выражена в тех же единицах измерения, что и величина заданного наружного диаметра трубы D, включённая в формулу (55) пп 9.2.2.4 ГОСТ Р (ИСО 10400-2007, MOD).

Для обсадных труб с закруглённой треугольной резьбой используется резьба с 8 нитками на дюйм (25,4 мм).

Соответственно для американской системы единиц ( D в дюймах) h1 = 0,07125”; z* = 0,003”

КD = 2,39 (2*(0,07125-0,003))0,59 = 0,73817 ≈ 0,74; [КD] = [дюйм]0,59;

и формула (55) принимает вид

,

где D в дюймах.

Для используемой в ГОСТ Р (ИСО 10400-2007, MOD) системы единиц ( D в миллиметрах), h1 = 1,810 мм; z* = 0,076 мм

КD = 2,39 (2*(1,81-0,076))0,59 = 4,9775 ≈ 4,98; [КD] = [мм]0,59;

и формула (55) принимает вид

,

где D в миллиметрах.

Приведём также вид формулы где величина D выражена в сантиметрах, h1 = 0,181 см; z* = 0,0076 см

КD = 2,39 (2*0,1734)0,59 ≈ 1,282; [КD] = [см]0,59;

формула (55) принимает вид

,

где D в сантиметрах. В данном виде формула (55) часто приводится в технической литературе.

Замечание №2. Раздел 5 «Крутящий момент для обсадных и насосно-компрессорных труб с треугольной резьбой закругленного профиля» размерный коэффициент перевода (1%=0,01) расчетной прочности соединения обсадных и насосно-компрессорных труб по формуле (55) в величину оптимального крутящего момента должен быть скорректирован с учётом перехода из американской системы единиц в систему единиц СИ.

В тексте стандарта:

Величина оптимального крутящего момента по ГОСТ Р 53366 или [16] равна 1 % от расчетной прочности соединения обсадных и насосно-компрессорных труб по формуле (55).

Должно быть:

Величина оптимального крутящего момента по ГОСТ Р 53366 или [16] , выраженная в ньютонах на метр, равна 0,3048 % от расчетной прочности соединения обсадных и насосно-компрессорных труб по формуле (55), выраженной в ньютонах.

Пояснения

Приведённое в API 5C3 соотношение между оптимальным крутящим моментом и страгивающей нагрузкой для резьбового соединения с треугольной резьбой было получено на основе анализа данных по моментам свинчивания в фунтах силы на фут (lbf*ft) и расчётных значений вырывающей нагрузки в фунтах силы (lbf).

Соответственно соотношение между крутящим моментом и страгивающей нагрузкой выраженное в американской системе единиц имеет вид

MСВ [lbf*ft] = 0,01 PJ [lbf]

где коэффициент 0,01 имеет размерность (фунт силы на фут)/(фунт силы).

Выражая момент свинчивания в (lbf*ft) через момент свинчивания в (Н*м) и вырывающую нагрузку в (lbf) через вырывающую нагрузку в (Н) последовательно получаем:

Замечание №3. Необходимо отредактировать текст стандарта с целью замены англоязычных терминов на общепринятые в национальной технической литературе термины из сопротивления материалов, теории упругости, теории прочности, механики разрушения.

В частности

1. Определение 3.5:е постоянная Эйлера, равная 2,718281828. Заменить: е – основание натурального логарифма, число е

2. Определение 3.7истинное напряжение, напряжение Кауши Заменить: напряжение Коши

3. Пояснить термин: труба с торцевым уплотнением. В теории упругости и сопротивлении материалов вместо «труба с торцевым уплотнением» используется термин «труба с закрытыми концами», соответственно при

отсутствии торцевого уплотнения - «труба со свободными концами» (с открытыми концами).