JPH07100773A - ショルダーシールを有する管継手の締付状態判定方法 - Google Patents
ショルダーシールを有する管継手の締付状態判定方法Info
- Publication number
- JPH07100773A JPH07100773A JP26542193A JP26542193A JPH07100773A JP H07100773 A JPH07100773 A JP H07100773A JP 26542193 A JP26542193 A JP 26542193A JP 26542193 A JP26542193 A JP 26542193A JP H07100773 A JPH07100773 A JP H07100773A
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- JP
- Japan
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- shoulder
- torque
- delta
- slope
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- Pending
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- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)
- Non-Disconnectible Joints And Screw-Threaded Joints (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ショルダーシールを有する管継手において、
異常噛み込み、ゴーリング、クルススレッド、シール部
塑性変形の締付不具合を検知可能とすること。 【構成】 ショルダーシールを有する管継手の締付状態
判定方法において、異物噛み込み、ゴーリング、クロス
スレッド、シール部塑性成変形の各判定項目のそれぞれ
に対し、当該判定項目に対応する管理指標として、ショ
ルダートルク、ショルダーターン、ショルダースロー
プ、デルタトルク、デルタターン、デルタスロープ、フ
ァイナルスロープ、トルクドロップの中から選ばれる１
以上のものを予め選定するとともに、その管理範囲値を
予め定めてなるもの。
異常噛み込み、ゴーリング、クルススレッド、シール部
塑性変形の締付不具合を検知可能とすること。 【構成】 ショルダーシールを有する管継手の締付状態
判定方法において、異物噛み込み、ゴーリング、クロス
スレッド、シール部塑性成変形の各判定項目のそれぞれ
に対し、当該判定項目に対応する管理指標として、ショ
ルダートルク、ショルダーターン、ショルダースロー
プ、デルタトルク、デルタターン、デルタスロープ、フ
ァイナルスロープ、トルクドロップの中から選ばれる１
以上のものを予め選定するとともに、その管理範囲値を
予め定めてなるもの。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は油井管の連結等に用いら
れる、ショルダーシールを有する管継手の締付状態判定
方法に関する。
れる、ショルダーシールを有する管継手の締付状態判定
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、管端に螺合締結される管継手とし
て、ショルダーシールを有するものがある。この管継手
１は、図１に示す如く、管２と螺合するねじはめ合せ部
３を備えるとともに、管２の端面との接触によりシール
作用をなすショルダシール部４をその内側に有してい
る。
て、ショルダーシールを有するものがある。この管継手
１は、図１に示す如く、管２と螺合するねじはめ合せ部
３を備えるとともに、管２の端面との接触によりシール
作用をなすショルダシール部４をその内側に有してい
る。
【０００３】図２は、管継手１のターン数とトルクの関
係を示す線図である。管継手１は、先ずねじはめ合せ部
３の干渉が始まることにより締付トルクが上昇し、次に
ショルダシール部４の干渉が始まると更に急激なトルク
の上昇を生ずる。図２において、ＴS はショルダシール
部４の干渉開始点Ｐ1 に対応するショルダートルク、Ｒ
S はショルダシール部４の干渉開始点Ｐ1 に対応するシ
ョルダーターン、ＴFは締付完了時のファイナルトル
ク、ＲF は締付完了時のフィナルターン、ＴD はファイ
ナルトルクＴF からショルダートルクＴS を差し引いた
デルタトルクである。
係を示す線図である。管継手１は、先ずねじはめ合せ部
３の干渉が始まることにより締付トルクが上昇し、次に
ショルダシール部４の干渉が始まると更に急激なトルク
の上昇を生ずる。図２において、ＴS はショルダシール
部４の干渉開始点Ｐ1 に対応するショルダートルク、Ｒ
S はショルダシール部４の干渉開始点Ｐ1 に対応するシ
ョルダーターン、ＴFは締付完了時のファイナルトル
ク、ＲF は締付完了時のフィナルターン、ＴD はファイ
ナルトルクＴF からショルダートルクＴS を差し引いた
デルタトルクである。
【０００４】通常、ＡＰＩに規定されるラウンド、バッ
トレス等のテーパねじでは、ファイナルトルク、ファイ
ナルターンが締付状態良否の管理指標となる。ところ
が、ショルダーシールを有する特殊継手では、図２の特
性を考慮して、例えば特開昭63-229272 号公報に記載さ
れるようにデルタトルクを管理指標とし、或いは特開平
4-839887号公報に記載されるようにショルダートルク、
及びショルダーターンを管理指標としている。
トレス等のテーパねじでは、ファイナルトルク、ファイ
ナルターンが締付状態良否の管理指標となる。ところ
が、ショルダーシールを有する特殊継手では、図２の特
性を考慮して、例えば特開昭63-229272 号公報に記載さ
れるようにデルタトルクを管理指標とし、或いは特開平
4-839887号公報に記載されるようにショルダートルク、
及びショルダーターンを管理指標としている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】然しながら、デルタト
ルクを管理指標とし、或いはショルダートルク、及びシ
ョルダーターンを管理指標とする従来技術では、スタン
ドオフ、テーパー等ねじの基本寸法のずれに伴う締付不
具合（シール性不良、はめ合せ力不良）の検知は可能で
あるが、異物噛み込み、ゴーリング、クロススレッド、
シール部塑性変形の締付不具合は検知できない。
ルクを管理指標とし、或いはショルダートルク、及びシ
ョルダーターンを管理指標とする従来技術では、スタン
ドオフ、テーパー等ねじの基本寸法のずれに伴う締付不
具合（シール性不良、はめ合せ力不良）の検知は可能で
あるが、異物噛み込み、ゴーリング、クロススレッド、
シール部塑性変形の締付不具合は検知できない。
【０００６】本発明は、ショルダーシールを有する管継
手において、異常噛み込み、ゴーリング、クルススレッ
ド、シール部塑性変形の締付不具合を検知可能とするこ
とを目的とする。
手において、異常噛み込み、ゴーリング、クルススレッ
ド、シール部塑性変形の締付不具合を検知可能とするこ
とを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、管端面との接
触によりシール作用をなすショルダーシール部をその内
側に有する管継手を、管端に螺合締結するに際し、異物
噛み込み、ゴーリング、クロススレッド、シール部塑性
成変形の各判定項目のそれぞれに対し、当該判定項目に
対応する管理指標として、ショルダートルク、ショルダ
ーターン、ショルダースロープ、デルタトルク、デルタ
ターン、デルタスロープ、ファイナルスロープ、トルク
ドロップの中から選ばれる１以上のものを予め選定する
とともに、その管理範囲値を予め定め、異物噛み込み、
ゴーリング、クロススレッド、シール部塑性変形の各判
定項目の少なくとも１つについて、当該判定項目に対応
する管理指標の検出値をその管理範囲値と比較し、当該
判定項目について良否判定することを特徴とする締付状
態判定方法である。
触によりシール作用をなすショルダーシール部をその内
側に有する管継手を、管端に螺合締結するに際し、異物
噛み込み、ゴーリング、クロススレッド、シール部塑性
成変形の各判定項目のそれぞれに対し、当該判定項目に
対応する管理指標として、ショルダートルク、ショルダ
ーターン、ショルダースロープ、デルタトルク、デルタ
ターン、デルタスロープ、ファイナルスロープ、トルク
ドロップの中から選ばれる１以上のものを予め選定する
とともに、その管理範囲値を予め定め、異物噛み込み、
ゴーリング、クロススレッド、シール部塑性変形の各判
定項目の少なくとも１つについて、当該判定項目に対応
する管理指標の検出値をその管理範囲値と比較し、当該
判定項目について良否判定することを特徴とする締付状
態判定方法である。
【０００８】
【作用】表１は、ショルダートルクＴS 、ショルダータ
ーンＲS 、ショルダースロープＳS 、デルタトルクＴ
D 、デルタターンＲD 、デルタスロープＳD 、ファイナ
ルスロープＳF 、トルクドロップＴDRの各管理指標が、
はめ合せ力不良、シール性不良、異物噛み込み、ゴーリ
ング、クロススレッド、シール部塑性変形、ねじ要素不
良のいずれの判定項目の検知に寄与するかを示したもの
である。〇は効果あり、△は効果は小さいが検知の可能
性があることを示している。尚、表１の判定項目中、＊
印で示された組合せは、本発明の範囲外のものではあ
る。
ーンＲS 、ショルダースロープＳS 、デルタトルクＴ
D 、デルタターンＲD 、デルタスロープＳD 、ファイナ
ルスロープＳF 、トルクドロップＴDRの各管理指標が、
はめ合せ力不良、シール性不良、異物噛み込み、ゴーリ
ング、クロススレッド、シール部塑性変形、ねじ要素不
良のいずれの判定項目の検知に寄与するかを示したもの
である。〇は効果あり、△は効果は小さいが検知の可能
性があることを示している。尚、表１の判定項目中、＊
印で示された組合せは、本発明の範囲外のものではあ
る。
【０００９】
【表１】
【００１０】ここで、各判定項目に対応する管理指標の
管理範囲値（上下限値）は、予め、サイズ、規格、ねじ
種類毎に、理論計算、或いは実験等で求め、図表、関数
式等の形態で保管される。
管理範囲値（上下限値）は、予め、サイズ、規格、ねじ
種類毎に、理論計算、或いは実験等で求め、図表、関数
式等の形態で保管される。
【００１１】尚、各管理指標は、以下の如くに定義され
る（図３）。 (1) ショルダートルクＴS ショルダーシール部の干渉開始点Ｐ1 に対応するトルク
る（図３）。 (1) ショルダートルクＴS ショルダーシール部の干渉開始点Ｐ1 に対応するトルク
【００１２】(2) ショルダーターンＲS ショルダーシール部の干渉開始点Ｐ1 に対応するターン
数
数
【００１３】(3) ショルダースロープＳS ショルダーシール部の干渉開始点Ｐ1 以前のねじはめ合
せ部干渉域における、ターンに対するトルク変化率
せ部干渉域における、ターンに対するトルク変化率
【００１４】(4) デルタトルクＴD 締付完了時のファイナルトルクＴF から上述ショルダー
トルクＴS を差し引いたトルク
トルクＴS を差し引いたトルク
【００１５】(5) デルタターンＲD 締付完了時のファイナルターンＲF から上述ショルダー
ターンＲS を差し引いたターン数
ターンＲS を差し引いたターン数
【００１６】(6) デルタスロープＳD ショルダシール部の干渉開始点Ｐ1 以後のショルダーシ
ール部干渉域における、ターンに対するトルク変化率
ール部干渉域における、ターンに対するトルク変化率
【００１７】(7) ファイナルスロープＳF 締付完了直前における、ターンに対するトルク変化率
【００１８】(8) トルクドロップＴDR ショルダーシール部の干渉開始点Ｐ1 以前のねじはめ合
せ部干渉域でステップ的に降下するトルクのドロップ量
せ部干渉域でステップ的に降下するトルクのドロップ量
【００１９】上記(4) のデルタトルクとしては、補正デ
ルタトルクＴD'（図３）を用いても良い。
ルタトルクＴD'（図３）を用いても良い。
【００２０】
【実施例】7"×29ＬＤＳ、ＡＰＩ 5ＣＴ−Ｌ80のショル
ダーシールを有する特殊継手の締付状態を調査した結
果、図４に示すような締付パターンが得られた。ここで
の締付停止制御方法としては、フィナルトルクＴF を目
標トルクに一致させる方法を採用した。また、各管理指
標の管理範囲値として、表２の値を与えた。
ダーシールを有する特殊継手の締付状態を調査した結
果、図４に示すような締付パターンが得られた。ここで
の締付停止制御方法としては、フィナルトルクＴF を目
標トルクに一致させる方法を採用した。また、各管理指
標の管理範囲値として、表２の値を与えた。
【００２１】
【表２】
【００２２】本発明方法によれば、はめ合せ力不良やシ
ール性不良のように従来のショルダートルク管理、デル
タトルク管理により、その不具合が検知可能であった判
定項目以外の締付不具合も検知可能となる。
ール性不良のように従来のショルダートルク管理、デル
タトルク管理により、その不具合が検知可能であった判
定項目以外の締付不具合も検知可能となる。
【００２３】例えば、ねじ部に異物が噛み込んだ場合の
締付状況を図５に示すが、ねじはめ合せ部の負荷が大き
くなるため、ショルダースロープＳS が管理範囲値の上
限を外れる。従って、これを管理することにより、ねじ
部への異物噛み込みの検知が可能となる。
締付状況を図５に示すが、ねじはめ合せ部の負荷が大き
くなるため、ショルダースロープＳS が管理範囲値の上
限を外れる。従って、これを管理することにより、ねじ
部への異物噛み込みの検知が可能となる。
【００２４】また、シール部に固い異物が噛み込んだ場
合の締付状況を図６に示すが、異物の干渉によりトルク
が急激に上昇するため、デルタスロープＳD が管理範囲
値の上限を外れる。また、デルタターンＲD が管理範囲
値の下限を外れる。これらを管理することにより、シー
ル部への異物噛み込みの検知が可能となる。
合の締付状況を図６に示すが、異物の干渉によりトルク
が急激に上昇するため、デルタスロープＳD が管理範囲
値の上限を外れる。また、デルタターンＲD が管理範囲
値の下限を外れる。これらを管理することにより、シー
ル部への異物噛み込みの検知が可能となる。
【００２５】ねじ部、シール部にゴーリングが発生した
場合も同様に検知可能である。クロススレッドが発生し
かけ本来のねじはめ合せに修正された場合の締付状況を
図７に示す。ショルダートルクＴS の上昇過程において
トルクがステップ的に降下する部分がみられ、このトル
クドロップ量ＴDR、ショルダースロープＳS 変動を管理
することにより異常検知が可能となる。
場合も同様に検知可能である。クロススレッドが発生し
かけ本来のねじはめ合せに修正された場合の締付状況を
図７に示す。ショルダートルクＴS の上昇過程において
トルクがステップ的に降下する部分がみられ、このトル
クドロップ量ＴDR、ショルダースロープＳS 変動を管理
することにより異常検知が可能となる。
【００２６】シール部塑性変形が発生した場合の締付状
況を図８に示す。締付完了直前のトルク上昇が塑性変形
により緩やかとなり、ファイナルスロープＳF が管理範
囲値の下限を外れる。
況を図８に示す。締付完了直前のトルク上昇が塑性変形
により緩やかとなり、ファイナルスロープＳF が管理範
囲値の下限を外れる。
【００２７】以上のように、従来であればオペレータの
チャート及び現品確認でしか発見できなかった、異物噛
み込み不良、ゴーリング、クロススレッド、シール部塑
性変形の締付不具合を確実かつ容易に検知可能となっ
た。
チャート及び現品確認でしか発見できなかった、異物噛
み込み不良、ゴーリング、クロススレッド、シール部塑
性変形の締付不具合を確実かつ容易に検知可能となっ
た。
【００２８】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ショルダ
ーシールを有する管継手において、異常噛み込み、ゴー
リング、クルススレッド、シール部塑性変形の締付不具
合を検知可能とすることができる。
ーシールを有する管継手において、異常噛み込み、ゴー
リング、クルススレッド、シール部塑性変形の締付不具
合を検知可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はショルダーシールを有する管継手の要部
を示す模式図である。
を示す模式図である。
【図２】図２はショルダーシールを有する管継手の締付
時のトルクチャートである。
時のトルクチャートである。
【図３】図３は本発明における管理指標の定義を示す模
式図である。
式図である。
【図４】図４は本発明の実施例により得られた締付パタ
ーンを示す模式図である。
ーンを示す模式図である。
【図５】図５はねじ部に異物が噛み込んだ場合の締付パ
ターンを示す模式図である。
ターンを示す模式図である。
【図６】図６はシール部に固い異物が噛み込んだ場合の
締付パターンを示す模式図である。
締付パターンを示す模式図である。
【図７】図７はクロススレッドが発生した場合の締付パ
ターンを示す模式図である。
ターンを示す模式図である。
【図８】図８はシール部塑性変形が発生した場合の締付
パターンを示す模式図である。
パターンを示す模式図である。
ＴS ショルダートルク ＲS ショルダーターン ＳS ショルダースロープ ＴD デルタトルク ＲD デルタターン ＳD デルタスロープ ＳF ファイナルスロープ ＴDR トルクドロップ
Claims (1)
- 【請求項１】 管端面との接触によりシール作用をなす
ショルダーシール部をその内側に有する管継手を、管端
に螺合締結するに際し、 異物噛み込み、ゴーリング、クロススレッド、シール部
塑性成変形の各判定項目のそれぞれに対し、当該判定項
目に対応する管理指標として、ショルダートルク、ショ
ルダーターン、ショルダースロープ、デルタトルク、デ
ルタターン、デルタスロープ、ファイナルスロープ、ト
ルクドロップの中から選ばれる１以上のものを予め選定
するとともに、その管理範囲値を予め定め、 異物噛み込み、ゴーリング、クロススレッド、シール部
塑性変形の各判定項目の少なくとも１つについて、当該
判定項目に対応する管理指標の検出値をその管理範囲値
と比較し、当該判定項目について良否判定することを特
徴とするショルダーシールを有する管継手の締付状態判
定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26542193A JPH07100773A (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | ショルダーシールを有する管継手の締付状態判定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26542193A JPH07100773A (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | ショルダーシールを有する管継手の締付状態判定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07100773A true JPH07100773A (ja) | 1995-04-18 |
Family
ID=17416928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26542193A Pending JPH07100773A (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | ショルダーシールを有する管継手の締付状態判定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07100773A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008089568A (ja) * | 2006-09-07 | 2008-04-17 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 管のねじ継手の締結状態評価方法及びこれを用いた管のねじ継手の締結方法 |
| WO2015083382A1 (ja) * | 2013-12-05 | 2015-06-11 | 新日鐵住金株式会社 | 鋼管用ねじ継手 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61182781A (ja) * | 1985-02-05 | 1986-08-15 | 株式会社小松製作所 | ボルトの締付け状態の異常判定方法 |
| JPH0483988A (ja) * | 1990-07-26 | 1992-03-17 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 管継手の締結状態判定方法及びその装置 |
-
1993
- 1993-09-30 JP JP26542193A patent/JPH07100773A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61182781A (ja) * | 1985-02-05 | 1986-08-15 | 株式会社小松製作所 | ボルトの締付け状態の異常判定方法 |
| JPH0483988A (ja) * | 1990-07-26 | 1992-03-17 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 管継手の締結状態判定方法及びその装置 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008089568A (ja) * | 2006-09-07 | 2008-04-17 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 管のねじ継手の締結状態評価方法及びこれを用いた管のねじ継手の締結方法 |
| WO2015083382A1 (ja) * | 2013-12-05 | 2015-06-11 | 新日鐵住金株式会社 | 鋼管用ねじ継手 |
| CN105793630A (zh) * | 2013-12-05 | 2016-07-20 | 新日铁住金株式会社 | 钢管用螺纹接头 |
| JPWO2015083382A1 (ja) * | 2013-12-05 | 2017-03-16 | 新日鐵住金株式会社 | 鋼管用ねじ継手 |
| RU2631589C1 (ru) * | 2013-12-05 | 2017-09-25 | Ниппон Стил Энд Сумитомо Метал Корпорейшн | Резьбовое соединение для стальных труб |
| US10253573B2 (en) | 2013-12-05 | 2019-04-09 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Threaded joint for steel pipes |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19980331 |