УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРОЧНЕНИЯ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ РЕЗЬБЫ

Полезная модель относится к области ультразвуковой обработки материалов, предназначена для восстановления и упрочнения резьбы и может быть использована, в частности, для восстановления и упрочнения резьбовых элементов как бывших в эксплуатации труб и муфт, например, резьбы бурильных, обсадных, насосно-компрессорных труб, муфт, так и при подготовке к эксплуатации резьбовых элементов новых труб, муфт, трубных заготовок.
Известно устройство для упрочнения и восстановления резьбы, содержащее ультразвуковую колебательную систему, включающую электроакустический преобразователь, содержащий сердечник из магнитострикционного материала, и инструмент, представляющий собой волновод, на выходном участке которого расположена рабочая резьбовая поверхность, ответная обрабатываемой резьбе (патент РФ №34106).
Тип электроакустического преобразователя в формуле полезной модели по патенту РФ №34106 не указывается, а в описании упоминается об использовании магнитострикционного преобразователя без указания его марки, т.е. в описании отсутствуют какие-либо сведения о материале, из которого выполнен сердечник преобразователя. Однако хорошо известно, что сердечники электроакустических преобразователей могут быть изготовлены из различных магнитострикционных материалов, определяющих технологические и эксплуатационные характеристики преобразователей (Абрамов В.О., Абрамов О.В и др. Мощный ультразвук в металлургии и машиностроении. М., Янус-К, 2006, с.36-38).
Наиболее близким с предлагаемой полезной модели является известное устройство для упрочнения и восстановления резьбы, содержащее ультразвуковую колебательную систему, включающую электроакустический магнитострикционный преобразователь, содержащий сердечник из магнитострикционного материала, и инструмент, представляющий собой волновод, на выходном участке которого расположена рабочая резьбовая поверхность, ответная обрабатываемой резьбе (патент РФ №2270744 - прототип).
В описании прототипа указывается, что в базовое оборудование для реализации устройства входит электроакустический магнитострикционный преобразователь ПМС-15А-18.
Сердечник преобразователя марки ПМС-15А-18 выполнен из пермендюра - магнитострикционного материала на основе сплава железа с кобальтом и, обычно, с добавкой ванадия. К недостаткам перемендюров относят низкую коррозионную стойкость, трудность создания изоляционного покрытия. Сердечники преобразователей, выполненные из пермендюра, подвергаются коррозии при работе как в составе установки, эксплуатируемой на ремонтной базе, так и, в особенности, в составе установки, эксплуатируемой в полевых условиях. Очаги коррозии являются концентраторами напряжений и снижают долговечность работы сердечника преобразователя, т.е. срока безремонтной работы всего устройства.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение срока безремонтной работы устройства за счет увеличения коррозионной стойкости сердечника преобразователя, в особенности, при эксплуатации устройства в полевых условиях.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для упрочнения и восстановления резьбы, содержащем ультразвуковую колебательную систему, включающую электроакустический магнитострикционный преобразователь, содержащий сердечник из магнитострикционного материала, и инструмент, представляющий собой волновод, на выходном участке которого расположена рабочая резьбовая поверхность, ответная обрабатываемой резьбе, сердечник преобразователя выполнен из магнитомягкого никельсодержащего материала или феррита.
В качестве магнитомягкого никельсодержащего материала могут быть использована никель и никельсодержащие сплавы.
Никель и никельсодержащие сплавы (например, Ni-Co, пермаллой), по своим магнитострикционным свойствам несколько уступая пермендюрам, обладают высокой коррозионной стойкостью. При отжиге пластин из никеля на воздухе создается прочная окисная пленка.
2
3
Свойства ферритов - химических соединений окиси железа FeO с окислами других металлов (в частности, цинка, кобальта, никеля) зависят от их состава, однако все ферриты обладают высокой коррозионной стойкостью.
Испытания проводились в цехе трубной базы на примере обработки бывших в эксплуатации труб НКТ Д73 в условиях прототипа. В таблице приведены сравнительные характеристики работы устройства по прототипу (пример 1, контрольный) и устройств по предлагаемой полезной модели, отличающихся от описанных в прототипе только материалом сердечника преобразователя (пример 2 - сердечник выполнен из никеля, пример 3 - из сплава Ni-Co, пример 4 - из феррита марки Феррит Ф-42).
Таблица
Показатель
Примеры
1 к
2
3
4
Производительность, труб в смену
103
103
103
103
Надежность работы в течение 300 смен
1 замена преобразователя
Без ремонта
Без ремонта
Без ремонта