镦粗螺纹施工技术

2024-04-13

镦粗螺纹施工技术(通用7篇)

篇1:镦粗螺纹施工技术

镦粗直螺纹套筒连接施工方

一、前言

多节钢筋笼对接时钢筋接头以前多采用帮条焊形式,不仅浪费材料,而且焊接速度慢,质量极不稳定,难以保证工程进度和质量,近期逐渐被机械连接所取代,相继开发出锥螺纹、镦粗直螺纹、挤压肋滚压直螺纹、剥肋滚压直螺纹等连接技术。尤其是镦粗直螺纹套筒连接方式,近期正逐步得到推广。

二、特点

镦粗直螺纹套筒连接具有以下特点:

1、强度高;

镦粗段钢筋切削螺纹后所得截面积大于钢筋原截面积,即螺纹不削弱截面,从而确保接头强度大于钢筋母材强度,能达到(JGJ107—96)《钢筋机械连接通用技术规程》中A级接头标准。

2、拼装速度快;

直螺纹套筒短,螺纹丝扣数少,连接时将套筒套在钢筋上用普通扭力扳手拧紧即可,大大降低劳动强度,节约时间。多节钢筋笼对接拼装速度大大加快,施工效率明显提高。

3、应用范围广;

可用于弯曲钢筋,钢筋笼等不能转动钢筋的场合,在狭小的场地施工或钢筋排列较密集处也能灵活操作。

4、适应性强;

施工连接时不用电、不用气,无明火作业,无漏油、空气污染,现场施工时,雨、雪、低温状态等均可施工,并适用于水下、易燃、超高等特殊施工环境。

5、性能稳定。

套筒的生产和钢筋镦粗套丝均在加工场进行,现场仅进行套筒和钢筋连接,排除了现场施工条件对接头性能的影响。

三、适用范围

适用于一切抗震与非抗震工业与民用建筑、构筑物的钢筋混凝土结构中带肋钢筋镦粗直螺纹连接施工,适用于φ16- 40mm的国产Ⅱ、Ⅲ级热轧带肋钢筋的连接。

四、工艺原理

镦粗直螺纹套筒连接是利用镦粗机先将钢筋端部镦粗,然后再用专用机床对镦粗段进行套丝,通过钢筋端头特制的直螺纹和直螺纹套筒咬合形成整体的一种连接方式。根据其镦粗方式又可分为热镦和冷镦两种形式。热镦是通过电磁波产生900℃以上高温使钢筋端头加热,再用模具镦压而使接头变粗;冷镦是通过机械模具的挤压而使钢筋端头变粗。本工法适用于冷镦形式。

镦粗直螺纹套筒连接标准型钢筋接头见图1。

法、工艺流程及操作要点

(一)工艺流程

1、钢筋丝头加工工艺流程:

钢筋端面平头→镦粗试验确定最佳参数→端头镦粗→钢筋套丝→丝头质量检查→戴帽保护→存放待用

2、钢筋连接工艺流程:

钢筋就位→拧下钢筋保护帽和套筒保护塞→接头拧紧→对已拧紧的接头作标记→施工检验→回收钢筋保护帽和套筒保护塞

(二)镦粗直螺纹操作要点

1、钢筋端部平头

钢筋调直后用砂轮切割机或专用切割设备下料。要求钢筋端面垂直于钢筋轴线,端头不准挠曲,不得有马蹄形。钢筋端头不合格的,要用砂轮切割机将端头切除。

2、镦粗试验

在每一批钢筋进场加工前,均应做镦粗试验,并以镦粗量合格来确定最佳的镦粗压力及缩短量的最终值。

1)、初始镦粗

镦粗前镦粗机应先退回零位,再把钢筋从前端插入、顶紧,然后给油泵上压。首先选择一个初始镦粗压力进行镦粗。

2)确定最佳参数

对镦粗试验加工出来的镦粗成品进行检查,主要检查镦粗基圆直径、镦粗长度、镦粗缩短尺寸等是否符合要求,并根据检查结果调整镦粗压力,直到镦粗出的成品合格率不小于95%,从而确定最佳参数。

3、端头镦粗 1)、作业条件

a、参加作业人员须经过培训,并考核合格

b、镦粗机、套丝机经检查和空车调试合格,运转正常,最佳技术参数已确定;

c、满足钢筋镦粗要求的模具已备全,模具上有相对应的需镦粗钢筋规格标记。

2)、操作平台

根据机具数量、个人身高及操作习惯采用钢筋焊接成简易操作支架,如下图所示:

3)、采用镦粗试验确定的镦粗压力进行镦粗,每根钢筋镦粗完成后都要进行检查,镦粗头不合格的应切掉重镦(钢筋夹持段及镦粗段均应切掉),严禁二次镦粗。

4、钢筋套丝

钢筋套丝要在钢筋螺纹套丝机上进行。各类丝头的螺纹加工长度应符合技术提供单位提供的基本技术参数要求。

5、钢筋连接

1)、应根据工程实际部位选用合适的连接方法。

2)、当使用加锁母型钢筋丝头时(连接不便转动的钢筋),先将锁母和标准套筒按顺序全部拧入加长丝头钢筋一侧,然后将待连接钢筋的标准丝头靠紧,再将套筒拧到标准丝头一侧,用扳手拧紧,将锁母与套筒拧紧锁定,则钢筋连接完成。

3)、连接接头应使用管钳或专用扳手拧紧,使两个钢筋丝头在套筒中间顶紧。拼接完成后,套筒每端不得有一扣以上的完整丝扣外露。加长型接头的外露丝扣数不受限制,但应有明显标记,以检查进入套筒的丝头长度是否满足要求。

6、对已经检查拧紧的接头作出标记。

7、成品保护

1)、套筒在运输和储存时应防止锈蚀和污染,套筒应有保护盖,保护盖上应注明套筒的规格。

2)、现场分批验收,并按不同规格分别堆放。

3)、对加工好的丝头,应用专用的保护帽或连接套筒将钢筋丝头进行保护,防止螺纹被磕碰或被污染。

4)、钢筋应按规格分别堆放,底部用木方垫好,在雨季要采取防锈措施。

5)、施工作业时,要搭设临时架子,不得随意蹬踩接头或连接钢筋。

六、材料

1、钢筋

直径为16㎜~40㎜的HRB335(Ⅱ级)、HRB400(Ⅲ级)热轧带肋钢筋,符合《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》GB1499—

1998 标准的要求。钢筋应平直、无损伤;表面没有裂纹、颗粒状或片状老锈。

2、钢套筒

原材料选用优质碳素结构钢,符合《优质碳素结构钢》GB/T699—1999 标准的要求。套筒表面没有裂纹,表面及内螺纹没有严重的锈蚀。

套筒材料用45#钢或其它低合金钢。材料性能、质量应符合有关规范的规定。套筒抗拉承载力标准值应达到被连接钢筋的抗拉承载力标准值的 1.15倍,即:

fsltk×Asl≥1.1.5fth×As

式中,fsltk——套筒抗拉强度标准值; ASl——套简横截面面积; fth——抗拉强度标准值; As——钢筋的横截面面积。套筒的尺寸要求见表2。

用于加工套筒的材料应有供货单位质量保证书,套筒应有产品合格证。按到货批量进行进场检查验收。套筒入库前抽取3%的套筒进行质量检验。套筒质量检验要求见表5。套筒表面应标注被连接钢筋的直径,分规格存放,储运时防止锈蚀和污染。

3、钢套筒和钢筋端部清理干净,钢套筒和钢筋规格一致。

七、机具设备

每作业班组应配备的主要机具见表3:

八、劳动组织及安全

1、劳动组织

每台班应配操作工人4~5人, 其中操作油泵、钢筋镦粗1~2人,套丝机操作1人,丝头质检、盖保护帽及钢筋搬运2~3人。

2、安全

1)、未经过操作培训的人员绝对禁止操作设备;

2)、设备出现的电器故障,必须由专业电工进行处理;

3)、操作工人进入施工现场应佩带安全帽

4)、套丝机和滚丝机设备操作人员,不允许戴手套,衣袖袖口必须扎紧, 衣扣必须扣牢;

5)、遵守现场施工单位的安全管理规定和各项规章制度; 6)、施工负责人应经常对操作人员进行安全教育,提高安全意识,排查各种安全隐患。

九、质量要求

(一)质量控制

1、操作人员必须经技术培训、考核合格后持证上岗。

2、切断钢筋宜用砂轮切割机或其它专用切断设备(如钢筋切断机),严禁采用气割方法。

3、加工丝头时,应选用水溶性切削液,当气温低于0℃时,应掺入15%~20%亚硝酸钠,严禁用机油作切削液或不加切削液加工丝头。

4、操作前应对设备进行试运行,一切正常后方可开始操作。

5、镦粗头不得有与钢筋轴线相垂直的横向表面裂纹。不合格的镦粗头,应切去后重新镦粗。

6、模具、套筒与钢筋应相互配套使用,不得串用,连接前钢筋与套筒应先试套,套筒和钢筋的丝扣应干净,完好无损。

7、为了保证镦粗直螺纹加工设备正常运转和提高接头的合格率,遇到下列情况之一时,应对设备进行标定。1)、新设备使用前; 2)、旧设备大修后; 3)、设备受损或强烈震动后;

4)、螺纹及镦粗直径异常且查不出其它原因时; 5)、设备使用超过一年; 6)、接头数超过5000个。

8、现场截取抽样试件后,原接头位置的钢筋允许采用同等规格的钢筋进行搭接连接,或采用焊接及机械连接方法补接。

(二)质量标准

1、主控项目 1)、型式检验。

工程中应用带肋钢筋镦粗直螺纹接头时,技术提供单位应提交有效的型式检验报告,其连接性能应符合《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ107—2003 中Ⅰ级或Ⅱ级标准。

2)、工艺检验。钢筋连接作业开始前及施工过程中,应对每批进场钢筋进行连接工艺检验,检验应符合下列要求:

a、每种规格钢筋的接头试件不应少于三根;

b、钢筋母材抗拉强度试件不应少于三根,且应取自接头试件的同一根钢筋;

c、3根接头试件的抗拉强度均应符合规范的规定;对于Ⅰ级接头,试件的抗拉强度尚应大于或等于钢筋抗拉强度实测值的0.95倍;对于Ⅱ级接头,应大于0.90倍。

检验方法:检查产品合格证和接头力学性能试验报告。

3)、钢筋的品种和质量必须符合设计要求和《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204—2002中有关标准的规定。

检验方法:检查产品合格证,出厂检验报告和进场复验报告。4)、套筒的材质应符合《优质碳素结构钢》GB/T699—1999 标准的规定。

检验方法:检查产品合格证和出厂检验报告。

2、一般项目

1)、钢筋的外观检查。

钢筋应平直、无损伤,表面没有裂纹、颗粒状或片状老锈。检验方法:使用前观察检查。2)、套筒的检验

套筒以500 个为一个检验批,每批按10%抽检,检验结果应符合表4的要求,其抽检合格率应大于或等于95%,否则应抽取双倍数量重新检验,若复检合格率仍小于95%,则该检验批应逐个检查,合格的方可使用。

3)、镦粗检查 每根钢筋镦粗完成后,都要对镦粗长度和镦粗直径进行检查,镦粗长度要不小于连接长度,镦粗直径要符合表5的要求。

4)、丝头检验

经自检合格的丝头,由质检员随机抽样进行检验,以一个工作班内生产的丝头为一个验收批,随机抽检10%且不得少于10 个,检验结果应符合表6 的要求,其抽检合格率应大于95%。否则应抽取双倍数量重新检验,若复检合格率仍小于95%,则该验收批应逐个检查,并切除不合格丝头。

注:P 表示螺距。经检验合格的丝头,应立即将一端旋上塑料保护套,另一端用板手拧上套筒,套筒另一端旋上保护塞。完成该工序后,应分批分类堆放,以便运送现场使用。丝头在运输过程中应妥善保护,避免污染和机械损伤。

5)、接头位置

受力钢筋的接头位置应相互错开,在任一接头中心至长度为钢筋直径35 倍,且不小于500 mm的区段范围内,有接头的受力钢筋截面面积占受力钢筋总截面面积的百分率不宜超过50%。接头宜避开有抗震要求的框架结构梁、柱端的箍筋加密区;如无法避开时,同一截面接头百分率不应超过50%。

检验方法:观察,钢尺检查。6)、接头检查

钢筋接头处两根钢筋的丝头应在套筒中间位置相互顶紧,单边外露丝扣不得超过一个完整丝扣或三个半扣。

检验方法:观测。

接头的现场检验按验收批进行。在同一施工条件下采用同一批材料的同等级、同形式、同规格接头,以500

个为一个验收批,不足500 个也作为一个验收批。对接头的每一验收批,必须在工程结构中截取三个试件做抗拉强度试验,按设计要求的接头等级进行评定。

当三个接头试件的抗拉强度均符合《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ107—2003中3.0.5中相应等级的要求时该验收批评为合格。如有一个试件的强度不符合要求,应再截取六个试件进行复验,复验中如仍有一个试件的强度不符合要求,则该验收批评为不合格。

7)、保护层厚度

钢筋连接件的混凝土保护层厚度宜满足国家现行标准。《混凝土结构设计规范》GB50010--2002中受力钢筋混凝土保护层最小厚度的要求,且不得小于15mm。连接件之间的横向净距不宜小于25mm。

镦粗直螺纹机械连接要求具体参照《中华人民共和国建筑工业行业标准镦粗直螺纹钢筋接头

JG/T 3057—1999》

篇2:镦粗螺纹施工技术

镦粗直螺纹钢筋连接技术在桥梁桩基中的应用

介绍了镦粗直螺纹钢筋连接技术在桥梁长桩基中的应用及施工中遇到的.问题,对镦粗直螺纹钢筋连接技术在施工质量控制方面进行了总结.

作 者:刘英富 LIU Ying-fu 作者单位:深圳高速公路股份有限公司,广东,深圳,518026刊 名:湖南交通科技英文刊名:HUNAN COMMUNICATION SCIENCE AND TECHNOLOGY年,卷(期):35(3)分类号:U445.55关键词:桥梁工程 桩基 直螺纹钢筋 镦粗

篇3:镦粗直螺纹钢筋施工工艺

一、施工准备

1、材料准备

钢材应具有出厂合格证和力学性能检验报告, 其结果均应满足现行规范和设计要求。连接套筒应有出厂合格证, 套筒和锁母宜使用优质碳素钢或低合金结构钢。其抗拉值应大于或等于被连接钢筋的受拉承载力标准值的1.2倍, 套筒表面应注明被连接钢筋的直径和型号, 在运输、储存时应做好防锈、防污工作。

2、施工设备

3、翻样

钢筋翻样时应考虑以下问题:接头位置要布置在受力较小的区段;邻近钢筋的接头宜适当错开, 以方便操作;防止钢筋密集区段造成套筒横向净距离难以满足大于25mm的要求。针对待接钢筋的实际情况选择套筒型号、丝扣方向, 并及时调整因下料、镦粗、加工丝纹、随机切断抽样检验中被切短了的钢筋及镦粗所预留的长度。

二、施工工艺

1、工艺原理

由于钢筋端部冷镦后, 不仅截面加大;强度也有所提高, 加之钢筋端部加工直螺纹后, 其螺纹底部的最小直径, 应不小于钢筋母材的直径, 因此, 该接头可与钢筋母材等强。其工艺可分为三个步骤:钢筋端部扩粗, 切削直螺纹, 用连接套筒对接钢筋。

2、工艺流程

镦粗直螺纹钢筋连接的工艺流程为:钢筋下料→液压镦粗→加工螺纹→安装套筒→加工螺纹→液压镦粗→钢筋调头→安装塑料防护套→做好标记→现场安装

3、接头施工

(1) 切割下料

对端部不直的钢筋要预先调直, 切口的端面应与轴线垂直, 不得有马啼形或挠曲。刀片式切断机和氧气吹割都无法满足加工精度要求, 通常只有采用砂轮切割机按配料长度逐根切割。

(2) 液压镦粗

钢筋镦粗用的镦粗机能自动实现对中、夹紧、镦粗等工序, 每次镦头所需时间约为30~40s, 每台班约镦500~600个, 正式加工前应根据钢筋直径和油压机的性能以及镦粗后的外形效果, 经试验确定适当的镦粗压力。在操作中要注意保证镦粗头与钢筋轴线的夹角不得大于4°。钢筋镦粗后应认真检查, 出现与钢筋轴线垂直的横向裂缝等情况时, 应及时割除, 重新镦粗, 但不允许将原有镦粗的钢筋再次作镦粗处理。镦粗头外形尺寸应符合国家相应规范要求。

(3) 螺纹加工

钢筋的端头螺纹规格应与连接套筒的型号匹配, 加工后随即用配套的量规逐根检测, 合格后再由专职质检员按一个工作班10%的比例随机抽样检验, 发现有不合格的丝头时, 应全部逐个检验, 并切除所有不合格丝头, 重新镦粗和加工螺纹。验收合格后, 再及时用连接套筒或塑料帽加以保护。检验方法及丝头质量标准见表2。

(4) 钢筋连接

对连接钢筋可自由转动的或不十分方便转动的部位, 先将套筒预先部分或全部拧入一个补连接钢筋的螺纹内, 而后转动连接钢筋或反拧套筒到预定位置, 最后用扳手转动连接钢筋, 使其相互对顶锁定连接套筒。对于钢筋完全不能转动, 如弯折钢筋或还要调节钢筋内力的部位, 如施工缝、后浇带, 可将锁定螺母和连接套筒预先拧入加长的螺纹上, 最后用锁定螺母锁定连接套筒;或配套应用带有正反丝扣的丝牙和套筒, 以便从一个方向上能松开或拧紧两根钢筋。

三、质量控制和验收

1、下料

钢筋下料端面应平直, 允许少量偏斜, 应以能镦出合格头型为准。

2、镦粗

每批钢筋进场加工前做镦头试验, 以镦粗量合格为标准来调整最佳镦粗压力和缩短量, 然后镦粗机通过调节油压表调整镦头压力, 镦粗后基圆尺寸和镦粗缩短量等参数都能满足表3内规定的技术参数。

3、套丝

丝头长度偏差一般不宜超过+IP (P为螺距) , 丝头加工现场的检验项目, 检验方法及检验要求见表2。

镦粗直螺纹接头的质量稳定性是目前钢筋机械连接方式中最高的, 其螺纹规均由具资质的量具厂生产, 精度等级要求高, 加工现场只要坚持按操作规程要求, 经常用螺纹规进行检验, 其质量是易于控制的。

4、套筒

直螺纹连接套筒由工厂供应, 工厂对套筒的质量控制应有严格质量管理程序, 包括原材料进厂检验、原材料稳定的供应渠道、技术工人培训, 严格的螺纹塞规自检和质检专业人员的抽检制度。《镦粗直螺纹钢筋接头》行业标准中规定, 套筒出厂时应成箱包装, 包装箱外应标明产品名称、型号、规格和数量、制造日期的生产批号、生产厂名。产品合格证内容应包括:型号、规格;适用的钢筋品种;套筒的性能等级;产品批号;出厂日期;质量合格签章;工厂名称、地址、电话。

5、验收

篇4:普通螺纹的数控车削技术

[关键词] 螺纹 编程指令 参数

在机械制造工业中,带螺纹的零件应用广泛。例如,常见的连接、紧固件:螺纹、螺钉、螺母等;传动件:丝杠等。螺纹的种类很多,按照螺纹剖面形状来分,主要有四种:三角螺纹、梯形螺纹、锯齿螺纹和矩形螺纹。在各种机械中,不同种类的螺纹零件其用途不同,它们的技术要求和加工方法也同。现以常见的三角形普通螺纹为例,阐述一下用FANUC-Oi数控系统车削螺纹的技术。

一、编程指令

在FANUC-Oi数控系统的数控车床加工中,螺纹切削分为单行程螺纹切削G32指令,简单螺纹循环G92指令和螺纹切削复合循环G76指令。其中G32 、G92是直进式切削,G76是斜进式切削,由于切削方法和编程方法的不同,造成加工误差也不同。我们在操作使用上要仔细分析,争取加工出精度高的零件。三种加工方法的编程指令如下:

1、G32 X (U)一Z(W)一F;

说明:x、z用于绝对编程,u、w用于相对编程,F为螺距。双刃【刃削,其每次背吃刀量一般由编程人员编程给出。】G92指令格式与G32一样。

2、G76 Pmra Q △dmin R d;

G76 X Z Ri P k Q △d F1;

说明:m为精加工重复次数;r为倒角宽度;a为刀尖角度;△dmin 为最小背吃刀量;d为精加工留量;i为螺纹部分的半径差,若0,为直螺纹切削方式;k为螺纹牙高;△d为第一次切削的背吃刀量;1为螺纹螺距。G76编程背吃刀量分配方式一般为递减式,其切削为单刃切削,背吃刀量由控制系统自动计算给出。

3、G32、G92、G76指令的加工误差分析

G32、G92指令为直进式切削方法,由于两侧刃同时工作,切削力较大,而且排削困难,因此在切削时,两切削刃容易磨损。在切削螺距较大的螺纹时,由于背吃刀量较大,切削刃磨损较快,从而造成螺纹中径产生误差。但是其加工的牙型精度较高,因此一般多用于小螺距螺纹加工。由于其刀具移动、切削均靠编程来完成,所以加工程序较长;由于切削刃容易磨损,因此加工中要做到勤测量。

G76斜进式切削方法,由于为单侧刃加工,切削刃容易损伤和磨损,使加工的螺纹面不直,刀尖角发生变化,而造成牙型精度较差。但由于其为单侧刃工作,刀具负载较小,排屑容易,并且背吃刀量为递减式,因此,此加工方法一般适用于大螺距螺纹加工。由于此加工方法排屑容易,切削刃加工工况较好,在螺纹精度要求不高的情况下,此加工方法更为方便。

二、参数

1、螺纹牙型高度h是车削时车刀总切入深度,对于普通螺纹按h=0.6495P(P为螺距mm)进行计算。

2、螺纹起点与终点轴向尺寸,由于车螺纹起始点时有一个加速过程,结束前有个减速过程。在这段距离中,螺距不可能保持均匀,因此车螺纹时,两端必须设置足够的升速进刀段(空刀导入量)δ1和减速退刀段(空刀导出量)δ2。

δ1、δ2一般按δ1≧2×导程 δ2≧(1~1.5)×导程。

3、分层背吃刀量 背吃刀量在螺纹加工中非常关键,如果螺纹牙型较深,螺距较大,可分几次进给。每次进给的背吃刀量用螺纹深度减精加工背吃刀量所得的差按递减规律分配。

三、车削螺纹时注意事项

1、选择合理的刀具进行正确安装

普通螺纹刀的刀尖角为60°,由于高速切削螺纹的时实际牙型角会扩大,因此刀尖角应减小,磨成59.5°较好。螺纹车刀前、后刀面的表面粗糙度必须很小,磨刀时一定要正确修整砂轮或用油石精研刀具。在安装螺纹车刀时要尽量减少伸出长度,防止刀杆刚性不够,切削时产生振动。螺纹车刀安装高度也很讲究,过高或过低都会出现“扎刀”现象。过高,则吃刀到一定深度时,后刀面顶住工件,增大摩擦力,造成“扎刀”;过低,则切屑不易排出,从而把工件顶起,出现“扎刀”现象。正确的位置是刀尖位置比工件中心高0.1~0.3mm。

2、对编辑的加工程序合理地进行工艺处理

单行程螺纹切削G32指令,简单螺纹循环G92指令,二者一般多用于小螺距、精度要求高的螺纹加工;螺纹切削循环G76指令,一般适用于大螺距、精度要求不高的螺纹加工。在加工较高精度螺纹时,只简单利用一种指令进行车削是不够完善的,可以采用G92、G76混用进行编程,即先用G76进行螺纹粗加工,然后再用G32或G92精车。这样不但可以避免因切削量大而产生的变形,而且还能保证螺纹加工的精度。但要注意粗车和精车刀具起始点要一致,不然会乱扣,造成零件报废。

3、选择合适的切削液

车削螺纹时,恰当地使用切削液,能降低车削时产生的热量,减少由于温度升高引起的加工误差;能在金属表面形成薄膜,减少刀具与工件的摩擦,并可冲走铁屑,从而降低工件表面粗糙度值,减少刀具磨损。根据实验,加工一般要求的螺纹使用水基切削液就可以达到要求,如果精度要求高就必须使用油基切削液,如煤油、植物油等。车床的水箱一般都装水基切削液,那么在加工螺纹时可以使用油枪进行手工润滑就能满足精度要求。

4、工件要夹紧 工件若没有夹紧,在切削过程易产生振动造成螺纹表面粗糙,甚至车削时打滑飞出伤人。

5、选择合适的的切削速度 切削速度和工件材料不适合易造成螺纹表面粗糙。若切削速度过大,易造成刀具损坏。

螺纹车削的程序编制、工艺处理实践性都很强。因此,在实际加工生产中,我们要善于分析,充分利用所掌握的各项知识,理论联系实际,不断总结,以提高自己的工艺分析和处理水平,为螺纹高质量、高效率的加工打下坚实的基础。

参考文献:

[1] 方沂.数控机床编程与操作[M].北京:国防工业出版社,1999.

[2] 张超英.罗学科.数控加工综合实训[M].北京:化学工业出版社,2003.

[3] 王平.数控机床与编程实用教程[M].北京:化学工业出版社,2004.

篇5:镦粗直螺纹钢筋接头施工工艺

关键词:螺纹钢筋,镦粗接头,施工方法

新(乡)郑(州)高速公路NO.9合同段刘江互通式立交匝道桥箱梁施工中,采用镦粗直螺纹钢筋连接新技术,在施工过程中对钢筋下料、镦粗、套丝、连接、试验、检测等工艺进行研究、实践,经过总结,形成了一套完整的施工工艺。

1 工法特点

1)接头连接牢固,质量稳定。接头不消弱钢筋母材截面积,冷镦头可提高钢材强度, 接头强度大于母材强度的1.15倍,其它力学性能符合要求。

2)施工进度快。场外制造,现场连接,可批量生产,现场镦粗、切削一丝头仅需30~50秒每套设备每班组一个台班可加工400~600个丝头。

3)节材、节能、经济。比锥螺纹接头省钢30%,比套筒挤压接头省钢70%,与电弧焊相比大大减少耗材、耗能,提高工效,并可以全天候作业,不受影响。

4)运输、吊装方便。刘江立交箱梁与地面高度高(最高达20m)若用对焊成长钢筋,则运输及不方便且无法整体吊装,采用此技术后,钢筋可分段运输、吊装,在箱梁模板上连接,根本解决了长大钢筋运输、吊装问题。

5)箱梁外观质量得到了保证。连接无明火,无污染,可以防止电弧焊破坏底模(竹胶板)同时也防止大量焊渣落入模板底部,不易消除干净。

2 适用范围

镦粗直螺纹钢筋接头性能已达SA级(等强级)标准,适用于一切抗震和非抗震的工程结构中的任何部位,必要时,在同一连接范围内钢筋的接头百分率可以不受限制。

镦粗直螺纹接头适用于Φ16--40mm国产Ⅱ、Ⅲ级钢筋的连接。

3 工艺的原理

镦粗直螺纹钢筋接头,用专用的液压镦粗机先行镦粗成超过母材直径的圆柱,并切削出螺纹丝扣,再用有内螺纹的直螺纹套筒将钢筋连接成一体的接头,其原理是将一根钢筋的作用力通过直螺纹套筒与钢筋的紧密啮合传递至另一根钢筋,满足连接钢筋的强度、变形和抗疲劳等力学性能。

4 施工工艺

4.1 施工工艺流程图

下料———冷镦扩粗———套丝———抽检10%用螺纹规检查———戴塑料保护帽———分类堆放———运输现场———用套桶对接钢筋用管钳拧紧定位———检查套筒两端外露丝扣不超过一个完整扣现场抽检和记录———现场抽查和记录

4.2 施工要点

4.2.1 钢筋下料

钢筋可用砂轮切割机、带锯或切断机下料,切断机宜用弧形刀具以改善钢筋端面的平整度。钢筋下料要求切口端面与钢筋轴线垂直,端面偏角不允许超过4度,端面要平整,不的挠曲,不得有马蹄形。

4.2.2 钢筋冷镦扩粗

镦前将钢筋端头划上应镦粗部分的标线,以保证标准型镦粗长度大于1/2套筒的长度,加长型镦粗头长度大于套筒长度。

先将镦粗机退回零位,再将钢筋从前端插入、顶紧,开始给油泵上压进行镦粗。每批钢筋批量施工前,应根据现场设备、油表压力、钢筋强度的高低进行试镦,来确定最佳镦粗压力和缩短量。镦粗头不得有与钢筋轴线相垂直的横向裂纹,不合各的镦粗头要切去重新镦粗,不得在镦粗机上进行二次镦粗。

4.2.3 套丝

钢筋镦粗后,将镦粗头放入套丝机的丝口中,加入水溶性切削润滑液,启动电源,进行镦粗头套丝。

加工人员每次装刀和调刀时,前五个丝头用螺纹通规和止规逐个检查,稳定后按10%进行自检,并做好检验记录。

加工后合格的丝头立即将一端戴上塑料保护帽,另一端拧上同规格的连接套筒并拧紧,存放待用。

4.2.4 套筒

连接套筒是内带圆柱螺纹的连接件,由专业厂家生产,主要由优质碳素结构钢和合金结构钢制成,套筒进场前,严格按照规范要求对套筒进行质量检查和验收,不合格产品一律按废品处理。

4.2.5 钢筋连接

1)钢筋连接前准备

钢筋连接前,先回收丝头上的塑料保护帽和套筒端头的塑料密封盖。并检查钢筋规格、螺纹丝扣、套筒等是否符合要求,发现杂物或锈蚀要用铁刷清理干净。

2)标准型接头的连接

把装好连接套筒的一端钢筋拧到被连接钢筋上,然后用管钳或扳手拧紧钢筋,使两根钢筋在套筒居中位置顶紧,并保证套筒两端外露的丝扣不超过一个完整扣。

3)加长丝头型接头的连接

先锁紧螺母及标准套筒按顺序全部拧在加长丝头钢筋一侧,将待接钢筋的标准丝头靠紧后,再将套筒拧回到标准丝头一侧,并用管钳或扳手拧紧,再将锁紧螺母与标准套筒拧紧锁定。

4)检查

接头连接完成后,由质检人员分批检查,接头两端外露螺纹长度相等,切不超过一个完整丝扣(加长螺纹除外)。

连接水平钢筋时,必须从一头往另一头依次连接,不允许从两边向中间连接。

5 机具设备

机具设备可依据工程量、工期、施工场地,并结合经济效益配备,机械设备均在钢筋加工场地布置,要求有防雨设施,提供380V电源,电容量为7KW/套。

镦粗机、套丝机的主轴中心线应保持在同一高度,并与支架上待加工的钢筋中心线高度保持一致。

6 安全措施

1)加强对施工人员的安全意识教育,树立安全第一思想,提倡文明施工。

2)切割机、镦粗机、套丝机等机具严格按操作规程进行操作,严禁无证操作机具。

3)遵守工地临时用电规则,保证施工用电安全。

7 质量要求及控制标准

1)原材料钢筋、连接套筒、镦粗头、丝头、连接件质量取样试验、检查验收均按《镦粗直螺纹钢筋接头》(JG/T3057-1999)行业标准进行控制。

2)施工人员必须经过技术培训,并经考试合格后持上岗证上岗作业。

3)正式连接前,用现场的设备、钢筋、套筒按生产操作规程进行工艺试验,待静力拉伸试验后合格后方可大量施工连接。

4)钢筋等材料要符合国家标准要求,并取样试验,表面无严重锈蚀。连接套筒必须有出厂合格证,并对产品进行质量抽检。

5)镦粗头的基圆直径应大于丝头螺纹的外经,长度大于1/2套筒长度,过渡段坡度小于1:3。

6)丝头质量控制是镦粗直螺纹钢筋现场质量控制的核心, 丝头加工后要逐个检查螺纹中径尺寸、螺纹加工长度、螺纹牙型是否符合要求,不合格应切去重新加工。

8 效益分析

1)质量得到保证。从施工现场接头取样试验结果来看,其抗拉、抗弯等力学性能完全满足设计规范要求,性能良好。

2)提高工效。镦粗直螺纹钢筋接头施工方便,丝头提前预制,现场连接,速度快,工效比电焊时间缩短2/3,每联(100m)箱梁可省工期二天。

3)节约能源、钢材。钢材接头加工仅需7KW即可,而电焊机则需15KW,施工1000个Φ25钢筋接头,镦粗直螺纹钢筋连接可节约660度点。

4)提高工程质量带来间接效益。接头性能提高后,不仅提高了工程结构的可靠性,同时大大减少了因焊接现场抽检不合格带来的工期延误或返工损失。

9 工程实例

新(乡)郑(州)高速公路№.9合同段刘江互通式立交匝道桥梁上部均为小半径曲线连续箱梁, 共计22联2480延米。箱梁跨径均在20m以上,其中A、B匝道桥跨开洛高速公路跨径为47m。箱梁施工中Ⅱ级钢筋计3000多吨,钢筋接头共有14万多个,钢筋连接长度长,部分钢筋整联连续布置,最长达120m,按常规焊接,无法满足施工质量及工期要求,也给钢筋穿拉、绑扎造成困难,采用螺纹钢筋镦粗连接施工技术后,成功解决了刘江互通式立交匝道桥箱梁钢筋焊接量大,施工较困难等难题。拆模后,箱梁底模没有污染,模板无损坏,混凝土表面光洁如镜,极大地提高了箱梁整体施工质量。同时在施工时不需要特殊防护,对操作工人身体健康基本无影响,加快了施工进度,提前了进度,提前了工期,取得了良好的社会效益和经济效益。

参考文献

篇6:滚压钢筋直螺纹连接技术应用

关键词 滚压钢筋;直螺纹;连接技术

中图分类号 TU758.11 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)021-0161-01

目前钢筋连接技术种类比较多,如套筒挤压连接、锥螺纹连接和直螺纹连接等,其中钢筋滚压直螺纹连接技术是2005年建筑业推广施工的连接技术,其通过钢筋接头直接滚压连接或者通过剥肋后滚压制作而成的接头,这种接头充分发挥了材料的连接强度。笔者通过滚压钢筋直螺纹施工技术谈谈自己的看法。

1 钢筋滚压直螺纹套筒连接技术原理与特点

1)连接原理。钢筋滚压直螺纹套筒连接主要是通过专用的滚压设备和施工工艺,通过滚丝将钢筋端头支撑直螺纹,并用相应的连接套筒将两端连接成为一个整体。在加工过程中,由于滚压的作用使得钢筋端部产生塑性变形,根据冷作硬化的原理,可以保证钢筋母材抗拉强度增加。

钢筋滚压直螺纹连接的基本原理就是将两根需要连接的钢筋端头通过切平,然后通过两个机械对直螺纹进行剥肋套丝,用采购的套筒,通过一定臂长的扳手进行钢筋端头对接,以达到工程设计要求的钢筋长度,该工艺通过改进传统螺纹加工方式和滚丝轮的结构形式,降低截面变化过程中的应力集中现象,改善应力束曲线形状,从而实现钢筋等强度连接。

2)连接特点。①钢筋滚压螺纹套筒连接的接头强度能够达到行业标准A级接头性能要求;②设备简单,螺纹加工简单、施工速度快,只需要一个工人就可实现操作和加工;③接头强度高,适用范围广,这种钢筋连接适用于钢筋混凝土结构中直径16 mm-40 mm的Ⅱ级、Ⅲ级钢筋连接;④与传统的焊接技术相比,螺纹加工可以在施工前制作完成,在施工过程中及时装配,能够保证钢筋各个方位、不同直径的钢筋连接;⑤施工结构质量受人为因素影响较小,装配不受施工天气影响,无污染,无火灾隐患,施工安全可靠;⑥施工安全可靠,节约能源,耗电量低,设备功率仅为3KW-4KW;⑦将需连接的钢筋端头切平后,无须进行镦粗、滚圆,直接在专用的直螺纹滚压机上滚压成螺纹,采用直螺纹套筒用管钳将两根钢筋的端头对接拧在一起;⑧钢筋接头质量稳定,对中性、自锁性能良好,能很好地传递水平、轴向力,优良的延性及反复拉压性能,可达到行业标准Ⅰ、Ⅱ级接头,一般用于纵向钢筋的连接接头。

2 钢筋滚压直螺纹连接技术的优点

钢筋滚压直螺纹连接技术采用了滚压直螺纹工艺对接技术,可以保证钢筋端面快速的加工成为丝头,通过预置套筒连接成为一个整体,实现等强连接的目的,这种施工工艺具有以下优点:

1)操作简单。这是钢筋连接加工最大的优点,普通施工工人通过简单的培训就能胜任,在施工过程中不会对钢筋的性能产生影响,接头不受拧紧力矩的影响,省略了扳手检测这道工序,对劳动者素质及检验工具的依赖性明显减小。

2)钢筋加工精度高。利用套筒将钢筋丝头进行连接,成型效果好,钢筋丝头配合较好,连接质量好。

3)施工质量容易控制。在施工过程中很少出现质量不合格的情况,因为施工机具简单,也减少了机具对施工质量的影响,连接只需要旋转力矩扳手,不需要对力度进行精确控制。

4)使用范围广。施工操作不受天气情况影响,对钢筋材料也没有要求,可以实现对直径16 mm-50 mm的Ⅱ、Ⅲ级钢筋实现水平、竖向及斜向等各种方向的连接。

3 钢筋滚压直螺纹套筒连接施工工艺

1)施工工艺流程。钢筋下料→钢筋母材检验→钢筋端部丝头制作→直接滚压直螺纹→丝扣抽检→拧紧盖帽保护→存放→钢筋直螺纹连接套筒检验→现场钢筋连接→接头质量检验。

2)钢筋滚轧直螺纹连接套筒的选用。根据滚压直螺纹套筒的类型和尺寸不同,钢筋滚压直螺纹选用的直径也不同,施工技术人员应该对设计图纸中的类型和尺寸进行详细统计,并对施工现场的用量进行核对,直接选取生产供货商,减少中间环节,降低材料质量对施工质量的影响,在材料进场验收时,应该做好套筒质量保证书、出场合格证明等的查验,材料管理人员和监理人员应该对套筒的外观进行检验,保证外表面不得出现严重锈蚀、油脂、裂缝等质量问题,保证套筒的尺寸和规格满足国家规范要求和设计要求。

3)质量检验。①丝头质量检验。施工技术人员应该对每个钢筋丝头进行查验,对于不合格的产品应该切去重新加工;对于抽样合格的丝头应该有质量检验人员随机抽样检查,当复验合格率小于95%,应该对全部丝头进行逐个检验;滚压直螺纹连接的质量应该达到国家行业标准JGJ107-2003中相关等级接头强度要求;钢筋直螺纹丝头应该有保护帽或连接套筒保护丝头。在检验中,首先检查其外观质量,保证丝头外观整洁、没有锈蚀、螺纹大小均匀,不得出现虚假螺纹、瘦牙等缺陷,对丝头的公差尺寸进行检查,保证其符合规范要求;再次用检验钢筋丝头的专用量具进行检验,钢筋丝头要能够顺利通过螺纹环规,且丝头与螺纹环规要十分吻合才算合格;②接头质量检验。根据规范要求,施工技术人员应该对同一施工环境、同一批次的接头做好抽样检查工作,一般按照500个为一个验收批次。对每一个验收批次的接头随便截取3个试样进行试验,并按照有关规范对单向拉伸强度进行检验;③直螺纹连接套筒的验收。直螺纹连接套筒应该由质检人员随机抽样调查,每批随机抽样5%,当抽检合格率小于95%时,应该另抽取相同数量的套筒进行检验,当检验仍达不到95%,就必须对每个套筒逐个抽样检验;连接套筒应该具有合格证和材料质量证明文件;连接套筒一端应该具有塑料保护盖,保证套筒的质量。

4)连接使用。当钢筋原材料、接头、丝头检验合格后,应该将所使用的钢筋吊运至施工现场,操作人员就可以利用力矩钳进行连接施工,连接过程需两人相互配合,并要求尽量使钢筋中心线保持一致,套筒外端无外露丝纹;钢筋连接前,回收丝头上的塑料保护帽和套筒端头的塑料密封盖,然后检查钢筋规格是否与连接套筒一致,检查螺纹扣是否完好无损,当发现丝头上有锈蚀时,应该利用铁刷刷干净;竖向钢筋连接时,应从下向上依次连接;水平钢筋连接时,应从一端向另一端依次连接,不得从两头往中间连接;同径或异径正丝扣连接时,将待连接的两根钢筋丝头拧入连接套筒,用两把专用扳手分别卡住待连接钢筋,将钢筋接头拧紧,使两钢筋丝头在套筒中间位置顶紧;在丝头连接过程中,应该利用连接套筒和锁紧螺母全部拧入到长丝头钢筋端,再将短丝头钢筋端对准套筒,将短丝头拧入到钢筋头中,与短丝头钢筋拧紧;连接完的接头应立即用油漆做标记,防止漏拧;钢筋连接套筒的混凝土保护层厚度应符合设计要求,且不得小于15 mm,连接套筒间横向净距不宜小于25 mm;直螺纹连接接头与钢筋绑扎搭接接头的设置相比具有很大优势,可提高施工速度、增加工效、缩短工期;钢筋连接完成,经监理、设计、建设等相关单位人员共同验收合格后,即可进行下道工序施工。

随着建筑工程飞速发展的需求,钢筋滚压直螺纹连接技术为新一代钢筋机械连接技术增强了安全系数。

参考文献

[1]侯庆俊.直螺纹连接施工技术.2008.

[2]刘新建.钢筋等强度滚轧直螺纹连接技术的应用.2007.年

[3]吉艳.滚压钢筋直螺纹连接技术应用.2010.

篇7:镦粗螺纹施工技术

关键词:石油钻具;螺纹防粘扣技术;实际应用

中图分类号:TE921.2 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2015)26-0015-02

石油工程企业生产成本直接受到石油钻具可重复使用的次数多少影响。而钻杆粘扣失效的情况在石油的实际钻采过程常有发生,石油钻具螺纹粘扣不仅会造成螺纹表面损坏,降低石油钻具的使用寿命,还有可能在卸扣几次后导致石油钻具螺纹严重粘扣而报废,更甚者,螺纹连接处不但会出现泄露脱扣问题,还会发生落井事故,这给石油工程企业带来的经济损失无疑是巨大的。

据资料显示,我国有高达86%的石油钻具失效事故皆是因为螺纹粘扣失效引起。由此,深入探析石油钻具螺纹粘扣原因,分析关于防止粘扣问题的措施,并降低石油钻具粘扣失效事故概率,对于石油工程企业而言有着十分重要的现实意义和经济价值。本文主要针对当前石油钻具螺纹粘扣现象,总结出行之有效的防粘扣技术,为同行提供扎实的理论基础,并为促进防粘扣技术的完善提供具参考价值的意见。

1 石油钻具螺纹粘扣概述与粘扣现象的基本情况

按照最新的ISO13679标准的定义所谓的石油钻具螺纹粘扣现象,主要是指两个相互发生接触的金属表面的冷焊现象。若金属面再次进行相对活动旋转,还会引起粘扣处即发生冷焊的部分撕裂。从金属学角度来划分,石油钻具螺纹在旋合过程中产生粘扣现象属于粘着磨损。通俗来说,在压力、温度、速度过高的加载作用下,钻具金属面弹塑性的变形也就是发生损伤,被潜入或挤压剥落金属划出犁沟的整个过程就是石油钻具螺纹粘扣。粘扣现象甚者不但会引起局部组织变形的情况,还容易出现加上螺纹粘扣的马氏体。

石油钻具螺纹粘扣是很多井队都容易出现的问题,而针对粘杆螺纹卸不开扣的现象,井队常利用气割割开方法,但这对钻井生产的影响极大,会导致石油工程企业巨大的经济损失。当石油钻具发生螺纹刺扣和粘扣问题时,管具公司有关人员必须对井场内新修复且还未投入使用的粘杆螺纹采用螺纹量规等进行重新的检验,务必保证锥度等达到质量要求的标准。并且管具公司要对库存石油钻具螺纹的长度、锥度等主要指标进行检验。石油钻具螺纹粘扣是石油钻具使用过程中最常见的损伤失效形式。石油钻具螺纹粘扣不但会损坏钻具,还会导致钻具的滑落促使整个油井报废,造成巨大的经济损失。所以,研究石油钻具螺纹粘扣防止技术将有着极为重要的现实意义。

2 石油钻具螺纹粘扣的机理和原因

2.1 石油钻具螺纹粘扣机理

从摩擦学理论角度来看,石油钻具螺纹粘扣机理则是:上卸扣钻具的过程中,在摩擦力作用下螺纹旋转面因为其表面形状误差、粗糙度等因素,以及摩擦接触点材料的压力过高并超出其屈服强度,而造成受压部分的塑性变形,同时由于塑性变形的镀层缺失,或是镀层在切向运动时出现破裂时,在温度急剧上涨的情况下接触点两侧会出现局部的融化结晶甚至再扩散等,就极易导致互相接触的两个表面间出现冷焊现象即粘合。若此时接触面再次发现相对旋转活动时,还将发生冷焊部分撕裂的情况。此外,如果上卸扣过程中没能及时散去摩擦产生的热量,或是采用高温耐压性能较低的润滑剂,将导致更加严重的粘着现象即热焊现象。还有,由材质相同或晶格结构较为相似的异种材料构成的摩擦副,也会造成石油钻具螺纹粘扣问题。

从金属角度分析石油钻具螺纹粘扣问题,一般属于粘着磨损现象。若石油钻具螺纹粘扣出现铁屑、沙粒等硬质颗粒则为磨粒和粘着磨损。因为螺纹内外旋合摩擦时,会引起金属表面温度的急速上升,进而破坏螺纹表面的完整性、连续性。而粘着磨损被称之为咬合磨损,是指两种材料表面某接触点局部压力超过材料屈服强度时,发生粘合并拽开时表面出现损伤的现象,其主要表现为机件表面结疤大小的不同。磨粒磨损指的是摩擦表面受到硬质颗粒的作用,造成摩擦面出现犁沟等的磨损现象。

2.2 石油钻具螺纹粘扣的原因

防腐材料不合适是石油钻具发生螺纹粘扣问题原因之一。柴油泡沥青虽然是很好的防腐剂,但用在石油钻具螺纹上却容易引起螺纹粘扣现象,因为这种防腐剂在干燥后,将变成高硬度固体依附在螺纹表面,且还会出现沥青积聚情况,并且在这种防腐剂干燥的过程中会粘结一些铁屑等杂物,若不能很好的清洗则会导致钻具因杂物而发生粘扣现象。由于这种防腐方法会加大螺纹现场清洗的难度,在清洗螺纹时必须长时间用柴油软化沥青才能真正的清洗干净,但若清洗不及时或未能清洗干净,就会引起螺纹粘扣问题。同时,在修复钻具的过程中常会产生铁屑等固体,且在归位、运输、吊装钻具等工程中,螺纹部位容易粘附这些固体,也是引发螺纹粘扣的关键因素。最后,经过调查显示,鼠洞太脏造成的螺纹脂涂抹不均匀也是石油钻具螺纹粘扣发生的原因之一。由于钻杆长时间浸泡在鼠洞的钻井液中,若涂抹螺纹脂时螺纹清理不够干净,将导致螺纹粘扣现象。最后,新修复螺纹不易粘附螺间隙相对较小,而这也是引发螺纹粘扣问题的原因之一。

3 石油钻具螺纹防粘扣技术及应用

3.1 螺纹参数的进一步优化

针对石油钻具螺纹粘扣情况的发生来看,石油钻具螺纹的参数极为关键,在一定程上来说合理优化参数能降低粘扣发生率。其中螺纹锥度、紧密度、螺距、齿形角等皆为螺纹的主要参数。据有关资料显示,内外螺纹当出现螺距、齿形角角度、锥度等的偏差时,其过程在螺纹由于受力不均衡,造成局部压力较大出先发生粘扣现象,并逐步引起更大范围的螺纹粘扣情况。为更好地缓解这种情况,内外螺纹梳刀的几何参数必须加以严格控制,实现螺纹参数的最优化,促进刀具互换性的增强,并正确对正的进行夹刀安装。实际上,利用螺纹参数优化的方法避免因此而引起的粘扣现象是最常用的方法。

影响钻具螺纹抗粘扣性能还有螺纹表面粗糙度的原因。由于,材料的摩擦系数会因为起始扣螺纹毛刺变大,因此会加大材料摩擦力引起螺纹粘扣。不过反之,材料摩擦系数和摩擦力会随着螺纹表面粗糙度的越小减小,也就不易引起螺纹粘扣。根据A.Ertas对表面粗糙度影响油井管粘扣性能影响的模型试验研究结果表明,在高速运转的过程中,不管压力小到什么程度表面较为粗糙的模型极易产生粘扣。石油钻具作业往往伴随着恶劣的环境,要满足温度、速度及压力都很高的超深井油田勘探开发的需求,相对而言,我国当前研制出容易上扣的特殊且基本不出现错扣的螺纹,显著地提高了石油钻具的使用寿命。

但通过分析当前的各种粘扣失效现象可知,即便螺纹参数不断优化也符合各相关标准规范,也有采用特殊扣型螺纹和降低表面粗糙度,但任避免不了粘扣失效问题,因此这一方法不能针对性的解决粘扣问题,但适用于一般粘扣问题的解决中。

3.2 合理的表面处理技术

镀锌镀铜、磷化渗氮等是当今国际上常用到的表面处理提高石油钻具螺纹抗粘扣性能的技术。不同的处理技术螺纹抗粘扣性能也存在差异。因为,影响螺纹抗粘扣性能因素涉及镀层的熔点、厚度、硬度或结晶晶粒形态等。据相关资料显示,镀铜方法的高熔点低硬度对抗粘扣性能提高极为重要,若为进一步提高抗粘扣性能还可与喷砂处理相结合。同时,某些发达国家还会采用不同表面处理技术同时处理公、母螺纹,以此来促进钻具螺纹抗粘扣性能的显著性提高。

本文将主要分析表面处理技术的镀铜方法。此前,有学者在相同条件对各种表面处理技术即镀锌、镀铜、镀镍等影响材料抗粘扣性能方面做过研究。研究结果显示,镀铜层由于其硬度低熔点高可显著性增强抗粘扣性能。比较起钢铁材料晶格参数,金属铜具有硬度低、熔点高的特点,所以相对来说镀铜层具有良好的延展性韧性,与基体结合力较强,与其他表面处理技术相较有着更高的螺纹抗粘扣性能。由于在上卸扣过程中石油钻具螺纹过盈配合将引起两个相接触的面出现摩擦热量,进而造成接触面的温度急剧上涨,但镀铜层的高熔点则能很好的保护镀层不被摩擦热量融化,也就不会出现镀层破坏。同时,润滑剂也能在硬度低的铜镀层上充分发挥作用,不容易引发因润滑剂失效出现的金属基体损伤问题。另外,因为铜镀层具有良好的性能,是最好的继续润滑膜最大度保证了螺纹抗粘扣性能。所以,有效防止钻具螺纹粘扣的最理想方法就是镀铜技术。

现阶段,镀铜工艺包括氰化、酸性硫酸盐、焦磷酸盐三种镀铜技术。不过,氰化镀铜使用的氰化物含有剧毒,会引起环境污染问题,所以,已经很少会采用工艺。直接在钢铁基体上电镀的焦磷酸盐镀铜工艺,则易出现结合不良,渡液高成本镀速慢的问题。而焦磷酸盐镀铜工艺结合力较差,需要先预渡其他镀层不能直接在铁表面镀铜。针对现有镀铜技术的问题,只有加强研究促进其更完善,才能有效的改善石油钻具螺纹粘扣问题,但是不可否认的是,在未来镀铜处理技术或将取代任何一种表面处理技术。

4 结 语

总而言之,石油钻具螺纹粘扣问题是当前石油企业急需解决的问题之一,由于石油钻具螺纹粘扣不仅会造成螺纹表面损坏,降低石油钻具的使用寿命,还有可能在卸扣几次后导致石油钻具螺纹严重粘扣而报废,更甚者螺纹连接处不但会出现泄露脱扣问题,还会发生落井事故,导致整口油井报废,给石油工程企业带来的经济损失无疑是巨大的。由此可见,深入探析石油钻具螺纹粘扣现象以及发生的原因和机理,分析其有效的防止措施,减少事故发生概率,将具有极为重要的现实意义。虽然现有防治措施能起到很好的防止功能,但依旧满足不了快速发展的石油业需求,因此,有必要加强新的防粘扣技术的研制。

参考文献:

[1] 张承岭,宋广涛.预防钻具螺纹粘扣策略研究[J].中国石油和化工标准与质量,2011,(2).

[2] 王少兰,费敬银.石油钻具螺纹防粘扣技术及应用[J].电镀与精饰,2014,(1).

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