DE6607899U - Rohrverbindung fuer metallrohre. - Google Patents

Rohrverbindung fuer metallrohre.

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Vallourec SA
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    • F16L15/00Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints
    • F16L15/04Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints with additional sealings

Description

iia^iu «ross
52.1 Troisdoff
BEdtetsfeaße 22
Vallourea S.A., Paris, Pranicreicii
fur
Ke Erfindung bezient sicn atif eine ein nieörfaciies Zusammen-
imd. Lösen gestattende Rohrverbinduag; filr Metallinsbesondere1 für die Erdölindustrie.
Es sind bereits. Ronrrerbindungen für Metallroiire bekannt, wreleiie asiis einem Bolzerrronrelement bestehen, das an seinem einen Ende ein Außengewinde aufweist,, das längs einer konischen Fläche verläuft, während das zugehörige Mutterrohrelenrent ein Innengewinde komplementärer Fonügebung aufweist, wobei an einen* Eade des Außengewindes des MiitterrohreleiEen-■fces eine Selnslter· vorgesehen ist, welche eisen. Häscmäg für eine komplementär ausgebildete Gegeaschulter des Bolzenrohrelement es bildet. Diese bekannten Rohrverbindungen, nriLe «ie beispielsweise für Tiefbohrgestänge und 5?iefbohrrohre Terwendet werden, sind hinsichtlich ihrer· Dichtwirkung bei «ehr hohen Drücken unbefriedigend.
Einerseits ist es nämlich unerwünscht, bei sehr hohen Drücken. »ie sie1 beispielsweise bei Rohrverbindungen in der Erdölindstrie auftreten, übliche Dichtungsringe aus relativ ■elastischem Material, z.B- Kautschuk, zu verwenden^ anäerer-•eits bedingt die Tatsache, daß bei diesen bekannten Ausführungen die Anschläge in ihrer ganzen Ausdehnung gleichzeitig die Funktion der Einschraubbegrenzung unä der Dichtung Sbernehinen müssen, eine relativ begrenzte Ddehtwirkung, die insbesondere bei einer Beschädigung der zusammenwirkenden Anschlagfiäehen, wie sie bei häufigem Ein- und Aufschrauben sowie bein üisstapeln inn !Lager leicht entstehen können, za einer· wesentlichen Beeinträchtigung der Abdichtung, führt.
-2-
Γ Es sind auch, schon Rohrverbindungen bekannt, bei denen die am inneren Ende des Gewindes des Stotterrohrelementes vorgesehene Schulter Je einen Bereich; für die EinschraubbegrenzuELg und einen Bereich* für1 die Abdichtung; aufweist. Bei diesen bekannten Verbindungen sind die Gewinde* rait denen das Bolzenro.hr- und das Mutt err ohr element verbunden werden,, auf zylindrischen Flächen vorgesehen r wobei der ausschließlich der Einschraubbegrenzung dienende Teil des Kutterrohres..
gegen «itSn SICü uST '^^b^^"^"'" ^S, ^ca xjvjl2IcTUrOiJJrCrJ.^siiidxveS abstützt, eben ausgebildet ist und senkrecht zur Rohrachse verläuft. Die Dichtung wird hierbei in erster Linie dadurch, erzielt, daß die Gegenschulter des Bolzenrohrelementes aus zwei konzentrischen ringförmigen* durch, eine Nut voneinander getrennten Bereichen besteht» wobei der äußere Bereich; beis Einschrauben nach, frm^^ gebogen wird. Dies bedingt eine in erster Linie elastische Deformation, die soi lange fortgesetzt wird, bis der innere ringförmige Bereicn der Segenschulter des Bolzenrohres gegen den inneren Schulterbereich des Mutterrohr es anschlägt.. Sine soleiie Verbindung; bedingt eise kos= plizierte Bearbeitung der Gegensdralter des Bolzenrohres und kann bei hohen Drücken Infolge der in erster Linie elastisch, stattfindenden Verformung des als Dichtung -wirkenden Geg,snscßtilfeertells* insbesondere bei BescxLäälgansen von Schulter und/oder Gegenscnulter, nicht befriedigend arbeiten.
Die Erfindung löst die vorstehend genannte Aufgabe dadurch·, daß die aa inneren Ende des Gewindes angeordnete Schulter des i&itterrohrelementes eine aus zwei Teilbereichen bestehende Schulter aufweist, wobei der innere, vorwiegend der Einschraubbegrenzung dienende Bereicn der Schulter eine naen außen zurückspringende Form hat» an den sicn p-ütt vorwiegend der übdientung; dienender äußerer· Bereich der Schulter· VorzugsweiseJcniscn naen außen vorspringender Form ansehOLießfe, und daS das Bolzenronreiement eine Gegensenuiteo? aufweist* deren äußerer Bereicii sicn beim 2usammens<:ä3rauben gegen den äußeren Bereicn der Schulter des lutterrohrelemeEifces verformt.
->■
660?89Si3.5.7i
I Vorzugsweise weist die SfeofirlTlSchs des Muteterrohrelemeates
I eine nach außen flaebkoniscJii zurückspringende F©na und/oder
I eine größere Hadialerstreckiims auf als der· anschließende
* äußere,, vorwiegend der Abdichtung dienende Bereich der Stoß-
ς flache des jytotterrohrelemenifces, 2er sich an die Yerforniungs-
I zone anschließende Bereich der Innenwand des Mmtterrohrele-
I ment es weist vorzugsweise einen größeren. Durchmesser als der
1 gegenüberliegende Bereich des Bolsenrohrelssentes auf.
i· Es sind zwar unlösbare RohrTerbindungen bekannt» bei denen
i £ie Schulter des üfutterrohreleaentes einen nach atxSert flach.-*
1 konisch zurückspringenden Bereich \aad einen anschiieÄenden
I konisch nach aufien vorsprißgenden Bereich geringerer Aus-
1 dehnung aufweist. Bei dieser Rohrverbindung erfolgt Jedoch.
I keine Trennung der Schulterbereiche des Kutterrohres bezüglich
I der Einschraubbegrenzutig und der Didatungsfunktios.» so daß
I diese Verbindungen nicht sur Lösung der der Erfindung zu~
% gründe liegenden Aufgabe dieneü sannen. Me schulter des
Ktitterrohres und die notwendigerweise koaplessesfeai'e
Sj schulter des Bolzenrohres erfüllen nur die Aufgabe einer
* Einschraubbegrenzung,, während die Dlchtfunktion durch An-
des Mutterrchrfceiles gegen eine scxairachkegelise Ξ,τπ ei2sesOi33räax!"S.es. Roaf'S-sil gssilssu ifXx^.
GeniaS einer ceTorsaigten AusfShrurtgsJrorci der Erfindung bildet die Senkrechte zur Erzeugenden des flaehkoniscshen Bereiches mit der Achse der Kohrverbindung einen Winkel Λ der ZMi
f IQ° und SO0* TorstigsKeS.se ZMisehen 15° und 33 liegt·
Der äidSere Assciiiagbsreieh. der= Gegeanschuiter· des Bolzenrohr-' eCLementes kann vor* des erstmaligen ÄnsehraTiben leicht abgeschrägt xerdea. Dies ist aber nicht zwingen^ Keil sieh beia- Einsehrauben eine esfespreeaeEüie infolge der plastischen ¥erfomamg des AuSssibereiches der StoBfladie des Bolsesarohrelesientes
. 7t
et« ··«« ·
j « . ■ 4 a a ·
-4-
Bei einer Aussparung des inneren Bereiches der Schulter des E&itterrohrelement-es irarm in an sich bekannter Weise ein Ring aus hartem Stahl eingelegt werden.
Bei Rohren, die mit einer plastischen Korrosionssehutzschioht überzogen sind, kann in erne Ausnehmung des Bolzen- und/ocs· Mutterrohrelementes in an sich bekannter Weise zwischen den hochgezogenen Enden der Korrosionsschutzschichfe ein mit der Innenwand der Rohre fluchtender Dichtungsring eingelegt sein. An Steile eines Dichtungsringes kann auch eine plastische Schicht dienen, deren Dicke beträchtlicher ist als die Dicke der normalen Korrosionsschutzschicht auf der Innenseite des Rohres, wobei die verdickte plastische Schicht in entsprechende EinnehmtsGgen auf der Innenseite des Bolzergohr- und Mutterrohrelementes verläuft.
Zum besseren Verständnis der Erfindung ist dieselbe beispiels an Hand mehrerer Ausführungsbeispiele veranschaulicht
Fig. 1 ist ein Teilschnitt durch ein Mutterrohrelement mit Innengewinde und ein zugeordnetes Bolzenrohr mit Außengewinde vor dem Zusammenschrauben der beiden Rohrelemente,
Pig. 2 ist ein Teilschnitt durch die in Fig. 1 veranschaulichten Rohrelemente nach erfolgtem Zusammenschrauben,
Fig. 5 veranschaulicht im größeren Maßstab den Bereich* der von dem Kreis IH in Fig. 2 eingeschlossen ist,
Fig. 4 ist ein Teilschnitt durch den Bereich der Gewinde, in welchem die Gewindetiefe einen konisch sich ändernden Verlauf hat,
Fig. 5»6 und 7 veranschaulichen im Schnitt Varianten der Rohrverbindung gemäß der Fig. 3.
Das Bolzenrohrelement 1 ist mit einem konisch verlaufenden Außengewinde 2 versehen und weist an seinem Ende eine Gegen schulter auf, welche die Form einer flachkonischen Fläche 5 hat, die an ihrer Außenseite in ein abgeschrägtes Flächen-
a β
a
. 4
- is- ■ /10
stück 4 übergeht. Das JfiittersOhrelement 3 ist mit einem konischen Innengewinde 6 versehen, welches dem Gewinde 2 des Bolzenrohrelesentes i «rfcsprieht, wobei das innenseitige Ende des Mutterrohrelemenfces y?"^ flaehkosisch zurückspringenden Sehulterbereieh 7 aufweist, an welchen sieh nach außen q-?t> Scinlterbereicii 8 von konisch nach außen vorspringender Fora anschließt.
Das Metall kann in der Umgebung der Gegensehulter 3 des BoI-zenrohrelementes und in der Umgebung des Sehulterbereiehes T des Innengewindeelementes einer Behandlung, z^B.. einer Kaltverfestigung oder thermischen Maßnahmen, unterzogen werden, um die Streckgrenze zu erhöhen.
Wie man aus der Fig,. 3 ersehen kann, legt sieh der abgeschrägte äußere Bereich 4 der Gegensehulter 3*4 am Ende des. Bolzenrohrelementes gegen die Fläche δ des Mutterrohrelemen— tes an und wird von derselben gegen die Innenwand 9 des Mutterrohrelementes gepreßt, wie dies mit der Bezugsziffer 4a in Fig. 3 angedeutet ist.
Das Stauchen oder Vorpressen, also die plastische Verformung des Bereiches 4 der Gegensehulter, gestattet die Erzielung einer ausgezeichneten Abdichtung selbst bei mehrfachem Gebrauch der einzelnen Elemente der Rohrverbindung.
¥ie man bemerkt, wird das Verformen des Bereiches 4 der Gegensehulter dadurch stark begünstigt, daß der flachko— nische Bereich J der Gegensehulter des IVftitterrohres infolge seiner Formgebung ein Fortpressen des Endes des Bolzenrohrelementes nach außen bewirkt.
In der Fig. 4 ist veranschaulicht, wie bei einer erfinäungsgemäßen Rohrverbindung, das Gewinde 2 des Bol&enrobrelementes an seinen Enden durch Flächen 2a begrenzt **ird, welche eine Abnahme der SöTüe dsp aufeisancisiffclgsiiiieiL GssrLiislevorspri längs einer im wesentliches komischen Hüllfläche veran-
-6-
15. 71
/!ή
sehaulieht. während das &&&±ixie S des Matterrohrelementes 5> von entsprechenden Flächen 6a "begrenzt wird. Ss ist hierbei anzustreben, daS sieh die Flächen 2s. und 6a nicht "beim
de?1 HρΙτ* νe*t« ηΐ rtcfrrng
des Fig. 5-- 6 und T sind Ausfuhrurtgsvarianten der in FiLg. 5 dargestellten Ausfuhrungsform: veranschaulicht- welche das Katterrohrelesient 5 tmd sein Innengewinde 6 sowie das Hnt 7.e*Tryct~m~(*i (ynery^ ι und sein ÄuBenge5finde 2 betreffen. ÄuBer— dem findet ^an in diesen AasfSnrungsl'onnen die vorstellend beschriebene Scinilter J des Innengewindeelesientes«
Bei den drei Ausftifarungsfornien gemäB den Fig. 5,. 6 und 7 sind Torkeb2fusg«i getroffen, öle znsätziicli die Sicherheit der Hahrverbinäjms erhöhen. Bei äer Ausfuhrungsvariante gemäß der Fig. 5 ist in eine Aussparung oberhalb der Anschlasflache J ein Ring IO aus hartem SiSaial eingelegt;, der abnehmbar ausgebildet und auf dessen Innenseite ein Plastikring Ii ajifgeklebt sein kann, der als Autoklaviüchtung dient, welche aEißerdem den Tort eil hat, daß sie die mit einer Korrosionsschutsschicht versehenen Oberflächen 12a scMttzt, die sonst beim Zusammenschrauben, beschädigt werden könnten.
Die Schenkel des Ringes .11 legen sich gegen die hochgezogsneri; Enden I2a eines an der lD,riiiiawandt3ag: des Rohrelementes vorgesehenen IJberzuges 12 an. Dieser Sc&utzuberzus kann von an sich bekannter Zusammenset2mng sein und z.B. aus Epoxydharzen bestehen.
Der Stahlring 10 übernimmt die Rolle der Flächen J und T gemäß der Ausführungsform der Fig. 3» bei der die Streckgrenze der an diesen Flächenteilen befindlichen Werkstoffe erhöht worden sein kann, wobei der Ring 11 eine gewisse zusätzliche Dichtwirkung herbeiführt.
Ι 3. 5. 7!
Bei der1 in FIg. 6 verenscnaj&Lleossa Yarlante findet w*** dieselbe flachkonlsehe GegensehELLter 3 tiss B<älseni?QhreXesientes I und dsa inneren Schalterbei*elcn T des
■»oaei jetzt ein Diehferiiig I^ in ei^er ÄEtsnehnnang ae? Gegen— semilter· 3 des Bolssnronreleiiientes eingelegt ist- Die Karra— sicn^ssciiatzscMcnt, welche die Qnerfiäciien des Eoirräns^na uis zrleiiü, ragt mit inren. Enden 12a. in die äitsnesnians ΐττττ^-τη,. in welcher der Hing 13 eingesetzt Ist =
EeI der in Fig. 7 ^eranscäaiilienten Variante wird eine aai-
t sätzliche Diciitvcirfaiiig dadmraii. erhielt, dsJ- man. eine piasfcisia
KorroslonssciiutZscoicnt; 12b vcn. r«lafei^r Ijaacntlicner Dicke
ii mzs. inneren Hand des Schiiiteriierelches T tm<$ der· Gegensehrclter
3 vorsieht, -wobei si.cn die znsätslicne JLbdicnttrns infolge
Ii _
jl des elastlsciien Kontaktes der plastischen überzöge beisier—
r selts der StoSstelle ergibt.
* Man \ra.vn die Terbindung sw^ier AstBeasewindeeleniente auch.
%
*" ädttels einer1 gemeinsaiiien Cteffe ¥grnehmea oder andere Yer-
bindurigsniSgltchlceiten bigairc^enj. wenn nur das Wesen der Srfinöuns Anwendung, flndst.
Änscrücne

Claims (1)

  1. -fTrr Mi^fc^Tττοπτ<·*τ insbesondere für die Erd—
    <=»> mit (a-T-npun "RoT ττρτντοΐτΐΊ?! e*me*rtTi „ d^<> an S
    einen Ende eis Außengewinde aufweist, das längs einer konischen Fläche verläuft, während <3^r sugehöi rohrelement ein Innengewinde komplementärer Formgebung f aufweist, wobei an einem Ende des Gewindes des
    element es eine Schulter vorgesehen ist, welche (=>-mg>rt An-
    |- schlag für- eine komplementär ausgebildete Gegenschulter
    des Bolzenrohrelementes bildet, dadurch gekennzeiennet,
    3, *■
    daß. die as inneren Bnde des Gebindes (€} angeordnete Schulter des Siutterrohrelementes (5)*eine aus zwei Teilbereichen bestehende Schulter (T*8) aufweist, wobei der innere, vorwiegend der- Einschraiibbegrenzung dienende Bereich (T) der Schulter eine nach außen zurückspringende Form hat, an den sich ein vorwiegend der Abdichtung dienender äußerer Bereich: (S) der Schulter von vorzugsweise konisch saeh außen vorspringender Form anschließt, und d?.S das Bolzenrohrelement (l) eine Gegenschulter (5,4·} aufweist, deren äußerer Bereich (4) sich beim Zusananenschrau- heu gegen den äußeren Bereich (δ) der Schulter des Mutter— rohrelementes (5) verformt.
    2. SoircverMjaduiig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der* vorwiegend der Einschraubbegrenzung dienende Bereich (T) dei» Stofiflache (T *8) des Mutterrohrelementes (5)
    eine nach außen flachkonisch zurückspringende Form
    eine größere SadialerstrecktEng aufweist als der anschließende äußere, vorvfiegend der Abdichtung dienende Bereich (8) eier Stoßfläche (T*S) des Jititterrohrelement.es..
    -y-
    3- HasrrerMnäimg naeii i zeichnet, dag dear si<2ii StQ5;fiSciie des
    reicix (9) einen gro liegende Bereiec. des B
    . sder 2, dadm-eli gekenn§Ed2erem Bereist* {&} des?
    Besis der
    S oder 3» dad
    des
    A, daS die 3e32kre<difee z*rr
    Bereiches CD K^ ^e^* Aeose der einen ¥lnJceI bildet, der· zwiseEteia IQ izEtsi zugsxeise zwisciiesi 15 und 2QQ liege.
    ^ 5söxnrerbiiidtG2S nacrt einsät der Toi^ergeaeadesi dscurca sefeemizei.ciiinet.j. daß der ütiSere AasafcDlagiie3?ei.eiii fier Gesenscrailter (3>^3) des Eairertroiireleaieates {t} den erstmaligen. Änschraubea lelent ägesearägt ist-
    β. Eeh2rverbin<iuns nach, ^nqm der voriiergenetiden dadurch gekennTieiehnet „ daß irt am si<sit bekannifeer Weise In eine Aussparung £es innerem Bereiches (7Ϊ der* Sciailter (T„δ) des Jftitterrobreleinenties ein Rjax?g axis hart em Stahl eingelegt ist.
    T. Rohrverbindung nach eisten der Yorh-ergeaencLeni
    bei Rohren» die mit einer plastischen. KorrosionsscMciife übersogen sind, dadurch, gekennzeichnet, daJS in eins Ausnehmung des Boiren- und,^o<ier Stotterrohrelemenfces in an sich bekannter ¥eise sxischen den hochgesogenen- Endem (12a) der Sorrosionsschtitsscnicht ein mit der Innenwand der Röhrt? fluchtender Dichtungsring (13)» ζ-B- atts Eaiafeeingelegt ist.
    8. Rohrverbinäung nach einem der Torhergehendea dadurcn gekennzeichnet, daS eiü Dichtungsring aus einer plastischen 3aicht (i2b) gebildet ist„ deren Dicke be-
    -10-
    6607699t3.5.7i
    fc » « tt C
    -IQ-
    trächtlicher ist als cue Dicke eier normalen. Eorrosions— scinifczschicbfc (12) auf der Innenseite der Koirrverbinäuiiig:, wobei die plasr&ische Sehiciife (l2b) in Axisaeiunuaagers. an der Innenseite des Bolzen- -und ly&itterronrelementes liegt-.
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