GB T 23512-2015 石油天然气工业 套管、油管、管线管和钻柱构件用螺纹脂的评价与试验.pdf

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1、道望ICS 75.180.10 E 92 和国国家标准共中华人民GB/T 23512-2015/ISO 13678:2010 代替GB/T23512二2009石油天然气工业套管、油管、管线管和钻柱构件用螺纹脂的评价与试验Petroleum and natural gas industries-Evaluation and testing of thread compounds for use with casing , tubing, line pipe and driIl stem elements 。SO13678: 2010 , IDT) 2015-09-01实施2015-05-15发布

2、发布中华人民共和国国家质量监督检验检捷总局中国国家标准化管理委员会气-JJYF扒叫/例叫小tw/、muaf川队hJGB/T 23512-2015/ISO 13678:2010 目次前言. . . . . . . . 1 1 范围2 一致性.3 规范性引用文件4 术语和定义. 5 螺纹脂性能. 6 螺纹脂使用性能-7 质量保证和控制8 标记要求. 附录A(资料性附录)API改进型螺纹脂. . . . . . . . 10 附录B(规范性附录套管、油管和管线管参考标样配方附录C(规范性附录)锥人度试验附录D(规范性附录蒸发量试验. 附录E(规范性附录分油量试验. 附录F(规范性附录)涂敷/粘附试验

3、. . . . . . 18 附录G(规范性附录逸气量试验. . 附录H(规范性附录水洒滤试验. . . . . . . . . . . 22 附录1(资料性附录)摩擦性能试验. 附录J(资料性附录)极限表面接触压力(粘着)试验. . 附录K(规范性附录)流体密封试验. . . . . . . . . . . 34 附录L(资料性附录防腐蚀试验. . 附录M(资料性附录螺纹脂高温稳定性试验. . . . . . . 37 参考文献. . . . . . . . . . . . 38 GB/T 23512-2015/180 13678:2010 前本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草

4、。本标准代替GB/T23512-2009 (石油天然气工业套管、油管和管线管用螺纹脂，与GB/T 23512-2009相比，除编辑性修改外，主要技术变化如下z一一修改了标准名称z一一一增加了一致性z一一修改了术语和定义F一-增加了APIRP 7A15m(质量分数)，%二三98.02三95.。运1.0O.5 0.1 余量注100.。二三90.0注97.00.25 二三100.。注99.05.。GB/T 23512-2015/ISO 13678:2010 附录B规范性附录套管、油管和管线管参考标样配方下列套管、油管和管线管(CT和LP)用螺纹腊的参考标样配方是以API改进型螺纹脂为基础，但其各组分

5、的允许差范围要求更严一些。为了提供一个参考标样所要求的重现性要求，表B.l、表B.2和表B.3列出了CT和LP参考标样配方的允许差和范围要要求。表B.1参考标样组分和允许差组分质量分数/%基脂36.00土1.05石墨18.00士0.30铅粉30.50士0.50铸末12.20士0.20锅鳞片3.30土0.05基脂应满足表B.2的要求。表B.2基脂要求性能要求稠度NLGIO级工作锥入度/(mmX10-1)365-385 lSO 2137(ASTM D217) ，60次稠化llIJ(质量分数)，%(12-经基硬脂酸铝2.0-4.5 石油油戳度/(mm2/5)115-170,40 C(104 F) 9

6、.5-14.0 , 100 c (212注:API RP 5A3没有对API改进型螺纹脂配方中的基脂提出极压使用性能的要求。然而，由于人们认识到在高压下，防止相对的接触表面产生粘接和磨损的益处，所以商业化的配方中含有极压添加剂。然而由于制造商所使用的添加剂质量和性能相差很大，因此参考标样配方中的规定不应含有这样或那样的添加剂，因为它们能引人可变的因素，对严谨的试验数据的直接比较有不利的影响。来自于API/Joint工业研究项目(API1997)的全尺寸试验数据表明，在参考标样所规定的基脂的配方中有一些极压添加剂是必要的.当所用的参考标样中没有极压添加剂时，标签1:3.5in N-80油管的平均

7、卸扣扭矩，为其上扣扭矩的150%以上，而且试验样品连接件的磨损率也高.这个问题通过在基脂中添加2%的二短基二硫代氨基甲酿锦而解决.之所以选择这种极压添加剂是因为它广泛地应用于润滑工业，并很易买到。含有极压添加剂的基腊展现出250 kg四球熔接点(ASTMD2596)和大约9.08陆的梯姆肯OK(TimkenOK)加载.假如二经基二硫化氨基甲酸锦不易买到，可选用其他的极压添加剂，所加入的量所能达到的效果应和上述ASTM试验方法所得到的相近。13 GB/T 23512-2015/ISO 13678: 20 1 0 固体组分含量应能满足表B.3的要求。表B.3参考标样组分限制(质量分数)% 试验参数

8、元定形石墨铜鳞片铜粉铸末灰分30-36 水分1.0 :;0.1 :;0.1 :;0.1 金属组分二主97.0二注95.0二95.0金属/其他氧化物运二3.0王三5.0:;5.0 桩度分布通过50号筛100.0 100.0 100.0 100.0 留在100号筛:;0.3 :;0.0 :;1.0 :;0.。留在200号筛10.0-18.。0.0 5.0-25.0 骂王2.0留在325号筛20.0-31.0 1.0 14.0-55.。骂王5.0留在325号筛50.0-70.。99.0 40.0-80.0 93.0 注z本参考标样不用于一般的用途.14 一-一一一一C.1 概述附录C规范性附录)锥入

9、度试验本附录描述了测量螺纹脂稠度硬度的过程。C.2 设备C.2.1 锥入度计。C.2.2 锥体全尺寸。C.2.3 脂工作器。C.2.4 油灰刀。C.2.5 冷却室z具备一7C土1.1c (19 F士2F)的保温能力。C.3 步骤GB/T 23512-2015/ISO 13678:2010 准备2份样品用于测定工作锥人度。接ISO2137和ASTMD217的方法在25c (77 F)工作60次后测定第一个样品锥入度。第二个样品在25c (77 F)工作后，把多余的脂以堆土丘的方式堆在锥人度计的脂杯的上部，并随同锥人度计锥体一起放在冰箱内，试验条件为一7C(19 F),3 h后，取出脂杯，并沿杯顶

10、齐平刮去多余螺纹脂。再把脂杯连同其内的样品放进冰箱冻1h，不再工作，度尽快测定锥人度。15 GB/T 23512-2015/ISO 13678:2010 D.l 概述附录D(规范性附录)蒸发量试验本附录描述在100c (212 F)静态条件下，测定螺纹脂中易挥发组分的损失量的过程。D.2 设备D.2.1 蒸发皿z瓷的，浅形器皿或类似器皿。D.2.2 重力对流烘箱z具备100c士1.1c (212 F士2F)的保温能力。D.2.3 精密天平。D.2.4 干燥器。D.3 步骤在巳称过质量的蒸发皿(0.2.1)中，称取约30cm3的样品，放入烘箱(0.2.2)内，在100c士1.1c (212 F士

11、2F)的温度下保温24h。然后把样品放在干燥器(0.2.的里，冷却，用精密天平(0.2.3)称重，以体积分数计算蒸发损失量。计算体积分数，首先确定试验用螺纹脂的密度(kg/m3)。试验所需的样品质量可以通过直接测量，或者用样品和容器的总量减去容器的皮重得到。以立方厘米表示的样品的体积等于样品的质量(以克为单位)除以密度再乘以1000.由于分离或蒸发而失去的油或挥发物，假如是怪基化合物，可假设它们的密度为900kg/m3分离/蒸发物的体积可用所测的质量损失(以克为单位)除以900kg/旷(或实际的密度，如已知是不同的)再乘以1000来计算。蒸发量的体积分数可用分离/蒸发物的体积除以试验样品的体积

12、再乘以100来计算。16 GB/T 23512-2015/180 13678:2010 E.1 慨述附录E(规范性附录分油量试验本附录描述了静态下，在100c (212 F)的条件下测量螺纹脂分油倾向的过程。E.2 设备E.2.1 镰丝滤锥或类似器皿，滤锥的直径是38mm，边为60。角，此锥约有200个直径为0.8mm的孔洞。注11更多信息参见ASTMD6184. 注2:另一种可使用的是联邦试验标准7918-321.2中的60目镶丝网锥E.2.2 50 mL烧杯，切割到41.0mm的高度。E.2.3 重力对流烘箱，具备100c士1.1c (212 F土2F)的保温能力。E.2.4 精密天平。E

13、.2.5 干燥器。E.3 步骤分取大约11cm3试样，装人已称过质量的镰丝滤锥中。装取试样时应仔细小心，以避免空气混入脂的内部。脂的表面应修成平滑的凸形，以利于油的流出。然后将滤锥悬空在一个称过质量的烧杯中，再次称重，滤锥的顶尖部距烧杯底部的距离约为9.5mm.把滤锥及烧杯一起放人100c (212 F)的烘箱内，保温24h。然后从烧杯中取出滤锥，烧杯在干燥器中冷却后并称重。烧杯的增重用体积分数计算并作为分油量。计算体租分数，首先确定试验用螺纹脂的密度也g/m勺，试验所需的样品质量可以通过直接测量，也可以用样品和容器的总量减去容器的皮重得到。以立方厘米表示的样品的体积等于样品的质量(以克为单位

14、)除以密度再乘以1000.由于分离或蒸发而失去的油或挥发物，假如它们是短基化合物，可以假定具有相近的密度900。分离或蒸发物质的体积等于所测量的质量(以千克为单位除以900(或实际的密度，如已知是不同的)再乘以1000。体积分数损失量等于分离或蒸发物质的体相除以原始样品的体积再乘以100.体积分数的计算z首先确定试验用螺纹脂的密度(kg/m3)。试验所需的样品质量可以通过直接测量，或者用样品和容器的总量减去容器的皮重得到。以立方厘米表示的样品的体积等于样品的质量(以克为单位除以密度再乘以1000.由于分离或蒸发而失去的油或挥发物的损失，假如是经基化合物，可假设它们的密度为900。分离/蒸发物的

15、体积可用所测的质量损失(以克为单位除以900(或实际的密度，如已知是不同的再乘以1000来计算。蒸发量的体积分数可用分离/蒸发物的体积除以试验样品的体积再乘以100来计算。17 GB/T 23512-2015/ISO 13678 :2010 F.l 概述附录F(规范性附录涂敷/粘附试验本附录描述了评价螺纹脂的涂敷/粘附性能的方法。F.2 设备F.2.1 样品盒z大约能装450c旷的螺纹脂。F.2.2 油棒刷z带有3cm长的硬毛，3cm5 cm宽。F.2.3 公螺纹端样品z一段从规格为2-7/8in ISO/ API油管螺纹上切下的端头。注:1 in=25.4 mm. F.2.4 冷却室E具备一

16、7C士1.1.C (19 F土2F)的保温能力。F.2.5 重力对流烘箱z具备66c士1.1c (151 F土2F)的保温能力。F.3 步骤F.3.1 玲涂敷和粘附把450cm3的螺纹脂放入到样品盒内CF.2.口。在一7C士1.1 c (19 F士2F)冷藏螺纹脂，油潦刷CF.2.2)和公螺纹端样品CF.2.3)，直至温度稳定(最少2h)。在温度稳定后，把螺纹脂涂刷到公螺纹端样品的螺纹上。判断能否涂敷和柏附的条件是:不能结块或形成大约2mm厚的一个平滑一致的明显的规则层。记录和报告试验结果及观察到的现象。F.3.2 高温轴附把450c旷的螺纹脂放入到样品盒内(F.2.口。称重精确到0.1g)并

17、记录质量，包括螺纹脂样品、样品盒及涂敷用油漆刷的总质量。称重精确到0.1g)并记录API油管外螺纹的质量CF.2.3)。把螺纹脂涂刷到外螺纹上，刷成大约2mm厚的一个平滑一致的层。重新称重并记录，要小心进行，以免弄乱或弄丢涂刷到油管样品上的螺纹脂，可通过验证涂刷到公螺纹端样品上的量和从样品盒中取走的量是否一致来确定，将涂好螺纹脂的公螺纹端样品悬浮或水平地安置在收集盘上，在66c (151)的温度下烘烽12h 17 h。在干燥器中冷却后并称重。称重(精确到0.1g)并记录仍然粘附在外螺纹上的螺纹脂质量。按质量分数计算油管外螺纹上失去的螺纹脂量。记录和报告试验结果及观察到的现象。18 GB/T 2

18、3512-2015/ISO 13678:2010 G.1 概述附录G规范性附录逸气量试验本附录描述了在规定温度下测定螺纹脂逸气量的过程.G.2 设备设备如图G.1.图G.2所示，也可采用其他等同设备。G.3 步骤试验步骤如下za) 仔细地把要测定的螺纹脂试样充满到距试验容器上沿15mm的位置，避免在脂内混人空气，震动螺妓脂使油脂顶面光滑ab) 密封试验容器，关闭针阀3，并把试验容器组合体放入预先调好温度的油浴中。c) 将试验容器组合体用不锈钢管2同气瓶5和气压计4连起来。d) 打开针阀3.的15 min后，通过气压计观察压力增加。压力增加一般是由系统内气体和试样的膨胀引起的。f) 打开阔5，用

19、量筒测定水的排出量，记录，关闭阀50g) 5天以后，重复第f)步。h) 接下面的方法计算逸气量z计算气体和试祥在试验温度下正常膨胀的排出量。从总量中减去此量，余数即为因气体逸出而产生的排出量。G.4 样晶试验数据样品试验数据如下所示za) 泊浴温度b) 室温c) 空气膨胀系数每度、每单位体积的体积变化量d) 容器直径(=2r)e) 空气高度G.5 计算计算方法如下za) 25 c (77 F)时试验容器内试样上部残留空气体积V:v=r2h=3.141 6X2.502 X 1.50 V=29.45 cm3 (初始空气体积66 c (151 F) 25 c (77 F) 0.003 67 50.0

20、 mm 15.0 mm 19 GB/T 23512-2015/ISO 13678: 20 1 0 66 c (151 F)时，试验容器中空气体积的膨胀值Vz: Vz=29.45XO.00367X41 Vz =4.43 cm3 (试验容器中空气体帜的膨胀值即为排出空气的体积体积变化量:4.43/29.45X 100=15.04% 容器内排出的空气因冷却到室温25c (77 F)引起的收缩值z4.43 X 15.04 % =0.67 cm3 容器内排出空气修正后的膨胀值24.43一0.67=3.76cm3 逸气量=总排出量一容器内排出空气修正后的膨胀值。b) c) d) e) 单位为毫米5 6 2

21、 . 国同.咀非g 6一-250mL气瓶，充满水37一一脂填充线s8 试验容器59一硅橡胶0环z10-排水管.说明:1一一汹豁面;2一一不锈钢管33一一阀z4一-25cm水银压力计z5一一阀z逸气量试验设备圄G.120 GB/T 23512-2015/ISO 13678:2010 单位为毫米2 回凹.由AF9 8 5 6 7 回0。4 3 2 10 说明21一-250mL气瓶，充满水z6一一恒温水裕z搁板:8 -25 cmJ.)(银压力计s9一一不锈钢管p10-66 c水浴(参看图H.2中的脚注) 7 2一一阕53一一排水管54一一阀z5一一试验容器z21 逸气量试验设备圄G.2GB/T 23

22、512-2015/ISO 13678: 20 1 0 H.1 摄述附录H规范性附录水洒谑试验本附录描述了测定螺纹脂抗水冲洗性的试验过程。H.2 设备设备如图H.1，图H.2所示，也可采用其他类似设备。H.2.1 撞锥，直径50mm，陶瓷或同等材料。H.2.2 100 mL玻璃烧杯，在距烧杯底部1.6mm位置，有6个等距分布的直径为6mm的孔。日.2.3三角架，铝合金支承滤锥。8.2.4 100 mL烧杯。H.2.5 1 000 mL烧杯，在底部有一旁通延伸管。H.2.6 1. 6 mm铜丝网。H.2.7 黄铜圆桶，高150mm，直径75mm，壁厚约6mm，距顶部20mm处有一溢流孔，底部中心有

23、一直径3.0mm的孔。日.2.8离心泵，循环能力为1L/min 66 C(151 F)的水。H.2.9 两个内径为6.35mm的连接管。H.2.10 环形架。H.2.11 加热器。H.3 步骤在已称过质量的瓷滤锥中盛装约17g螺纹脂试样，用刮刀抹平，略呈凹状下陷约1mm)。将装有试样的漏斗支承在100mL烧杯(H.2.4)上，再用三角架(H.2.3)将其支承于1000mL烧杯(H.2.5)上。整体玻璃组件安放在热板上，热板用于给泵里的水加温。黄铜圆桶(H.2.7)放置于环形架上。铜丝网以等距离位于圆桶与漏斗上沿之间，后两者距离是13.0mm.至少500mL预先加热到66c (151 F)的蒸锢

24、水，从1000 mL烧杯到黄铜筒内循环，由泵到圆桶内的水流量靠螺旋夹调节，使水平调到溢流面为止。冲洗过脂的水经过小烧杯的洞进人大烧杯，曾观察到冲掉的脂粘在大烧杯边上。将水循环2h，此时水温应保持在60C66 C(140 F151 F)之间。试验完成后，拆下设备，将滤锥和内部的脂在66c (151 F)温度下干燥24h，以质量分数计算失重。22 GB/T 23512-2015/ISO 13678:2010 国.咀d-10 . 由说明21一一滤锥中的摞纹脂样品32一一流量调节阀s3一一铜网，1.6mm网孔z4一-50mm滤锥，5-100 mL改型烧杯z6- -1000 mL改型烧杯a从泵流入-b稳

25、压头下供水。e加热-d流入泵中.圄H.1水洒谑试验设备23 GB/T 23512-2015/ISO 13678: 20 1 0 说明21一一调节阀;2-三角架和铜网z3 脂样品杯见详图); 4一一支架(见详图); 5一一接水桶za从恒温水槽流入(见图G.2).b稳压头下供水.c流到恒温水稽.注:恒温水浴见图G.2逸气量试验设备。24 6一一泵s7一一溺水平螺丝z8一-立式支架，9一一支撑平台;10-溢流管。圈H.2水洒濡试验设备1.1 概述附录I(资料性附录)摩擦性能试验螺纹脂制造商应对确定螺纹脂的摩擦特性负责。1.2 工业试验方法GB/T 23512-2015/ISO 13678:2010

26、APl已完成管螺纹脂的研究(见参考文献口6J)。第4章勺j、尺寸摩擦试验进展提供螺纹脂摩擦性能试验方法的发展历史。第6章描述了全尺寸连接试验程序，其中包括用于连接的螺纹脂摩擦性能的评价。IS013679描述了任何螺纹连接的试验步骤。1.3 全尺寸试验至少应进行两个多次连接试验;一个是油管试验，最好采用规格为88.9mm(3-1/2 in)的，另一个是套管，最好采用规格为244.5mm(9-5/8 in)的。由于螺纹脂/连接系统的摩擦系数可随螺纹形状、密封类型、材料等级和表面光洁度的变化而改变，因此在试验时应小心地进行，以确保连接试样变量的一致性，注g本附录所涉及的全尺寸API参考试验过程规定对

27、于8牙圆螺纹试验样品的上扣，应以低参考扭矩旋进一定的阁数。来自API/Jointlndustry联合研究项目(API1997(15刀的全尺寸试验数据显示，假如螺纹脂具有实质上的不同的摩擦特性和/或组分(如固体组分类型或校度，固体体积分数)，在利用标准参考扭短时，就会造成试验样品的初始嘀合部位和紧密距的差别一个鉴圈或更大些)。初始紧密距的差别将造成最终晴合部位里的相似的差别。在API允许差的允许范围内，摆纹脂的比较试验都应选定相同的最终晴合位置，既不是摩擦佳能，也不是流体密封性能，这一点是最基本的.理由是连接部件喻合的圈数决定滑脱强度和连接的密封佳能。在上面所提到的研究项目，初始参考紧密距是利用

28、参考标样确定的，所有后来的螺纹脂试验，所有的连接试验样品都是先上紧到参考紧密距，记录下扭矩，然后再上紧到规定的阁数以达到最终晴合位置.对于更多信息，包括API改进型螺纹腊和参考标样的性能比较，建议阅读所提到的项目的摘要。1.4 小尺寸试验1.4.1 概述以前的APIRP 7A1制定和验证了用20世纪90年代早期油田广泛使用的金属基RSC螺纹脂进行的小尺寸试验程序。后来用非金属基RSC螺纹脂的工业试验程序表明小尺寸试验和全尺寸摩擦性能试验结果的有限相关性。用APIRP 7Al方法所确定的典型的油管和套管螺纹脂的摩擦系数，大约在0.067-0.08范围之间。然而，用API8牙圆螺纹进行全尺寸试验时

29、，相同螺纹脂的摩擦系数只有0.02-0.04.这种差别可能是由于全尺寸连接圈数之间的表面接触压力减少，就像漂浮在一层螺纹脂的厚膜上，以及上述连接变量间的重大不同而造成的。在API油管和套管连接中，低的系数是由于连接之间的表面接触压力减25 G/T 23512-2015/ISO 13678:2010 少而造成，如同在上扣时，它们一起漂浮在一层螺纹脂的厚膜上。这时显示出的是表现摩擦系数。应选择一个试验方法用来考虑这样的变量，包括螺纹脂涂用的体积。API RP 7A1描述了一个小尺寸试验程序的例子。这个程序利用一个固定台肩的圆螺纹，它不截留螺纹脂，因此所形成的膜厚度是非常薄的。表面接触压力相对较高，

30、在200MPa-425 MPa之间，相比之下用于API套管、油管和管线管连接的表面接触压力只有35MPa-140 MPa. 1.4.2 试验程序1.4.2.1 试验目的本条款规定za) 测定旋转台肩接头螺纹脂摩擦因数的方法。b) 旋转台肩接头上紧扭矩的计算步骤，和c) 推荐的螺纹脂容器标记法。本条款棋述测定螺纹脂摩擦性能的方法，描述评价试验结果的统计分析方法，并且介绍如何应用这些试验结果。应用这一试验结果不能保证在现场使用旋转台肩接头时不发生事故。此点有助于用户为所用螺纹脂选择最合适的上紧扭矩，1.4.2.2 试验程序概述螺纹脂的相对摩擦性能是采用一个带螺纹和台肩的螺栓型试样并记录扭矩-转角值

31、来确定的，如图1.1所示。每上、卸试样螺纹一次，定义为一个周期。参考螺纹脂或试验螺纹脂的一次试验至少应包括8个周期。一个完整的试验应包括下列三次试验za) 用参考摞纹脂进行一次校准试验。b) 用试验螺纹脂进行一次试验。c) 用参考螺纹脂进行一次复验。试验螺纹脂的结果除以参考螺纹脂的平均结果，即求出螺纹脂的摩擦因数。螺纹脂的其他性能，如防磨扣和抗井下紧扣，目前不在本程序范围之内。1.4.2.3 RSC参考螺镀脂本试验采用一种参考螺纹脂对试样、加载机和试验仪表同时进行校准。这种参考螺纹脂是一种普通组分的简单掘合物，按下列各章所述方法试验时会产生一致的结果。这种参考螺纹脂不作为一种螺纹脂产品使用，而

32、是仅作为实验室的校准材料。参考螺纹脂的成分如下z表1.1 参考螺敏脂成分成分质量分数/%铅精60.0土1.0油脂基40.0士1.0总计100.0 26 GB/T 23512-2015/ISO 13678:2010 铅精应符合下列要求z纯铅含量(质量分数)氧化铅含量(质量分数)粒度z最少95% CASTM D 1301) 最多5%CASTMD 1301) 通过50号筛质量分数筛余物(留在100号筛)C质量分数)筛余物留在200号筛)(质量分数通过325号筛(质量分数筛子标号按照ASTME 11规定)基脂应符合下列要求z最少100%最多1%最少5%，最多25%最少40%，最多80%锥人度(工作60

33、次)26S295(ASTMD 217) 稳定剂z12一泾基硬脂酸惺(质量分数)最少7%，最多9%CASTM D 128) 基体油z石油/非合成油蒙古度:40c时，最小115cSt，最大170cSt 1000C时，最小9.5cSt，最大14.0cSt CASTM D 445) 基脂不得含极压添加剂、耐磨添加剂或其他任何一种影响参考螺纹脂摩擦性能的添加剂。注2铅历来被确定为有毒物.应按照联邦、州和地方法规对参考螺纹脂进行标记、贮存、报告和处置。1.4.2.4 试样如图1.2所示。螺纹是1-8统一标准粗牙螺纹(UNC)，应符合ASTMB1.1规定的2A和2B配合。试样材料应为A1S14130铜棒(U

34、NSG41300)，经调质摔火加回火)处理使整个横截面硬度达到HB 285-341.试样的台肩和摞纹应集中一次加工而成，加工时该部件不能从夹具上卸下，以保证台肩与螺纹轴线垂直。暗合表面的光洁度应为(0.8m土0.4m)RaC3210士16in)RMS。试样机加工表面不得进行表面处理。1.4.2.5 试验设备螺纹脂应在能对试样匀速逐步增加扭矩的同时又能记录扭矩和转角的设备上作试验，采集摩擦数据时，试样的扭矩应在200ft lb300 ft. lb(270 N m408 N m)范围内。数据采集仪器既可以是模拟型也可以是数字型。必须注意确保这两种类型仪器的频率响应足以获得有代表性的数据。图1.3所

35、示为一种机械系统的示例。试验机由三部分组成。第一部分是电动机和变速箱，可向试样提供转动动力和施加扭矩。转动速度应为1r/min士10%试验机的最大扭矩至少应为475N. m (350 ft lb) ，而且还可作反向扭转。试验机的第二部分是扭矩传感器，可承受试样转动并产生与外加扭矩成比例的输出信号。该传感器的最大工作能力应为542N m 1 085 N m C 400 ft lb 800 ft. lb)。试验机的第三部分是转角传感器，它可产生与试样转动角度成比例的输出信号。记录转角传感器和扭矩传感器的输出信号时，应使扭矩数据值和转角数据值一一对应。1.4.2.6 试验条件试验应在设备、参考螺纹脂

36、和试验螺纹脂的温度处于15.6C37.8 c (60 r100 r)之间进行。27 GB/T 23512-2015/ISO 13678: 20 1 0 相对湿度应在20%95%之间，且无冷凝现象。不要求设备、环境和试验螺纹脂同时处于相同的温度下，但应在上述规定范围内。如在超出上述规定范围的试验条件下进行试验，所得结果应加以注明。Yl Y2 949.06 813.48 677.9 542.32 271. 16 .， L p 。10 说明zz转角，用度()表示zYl一一扭矩，用牛顿米表示sY2一一扭矩，用英尺磅表示s1 上扣52一一卸扣。1 1 / J b 一a _1t L / / l在/ .L

37、ld2 / 酣卢刁20 30 40 50 60 70 a直线g最小二乘法拟合的在270N m-408 N . m范围内，转矩对旋转扭矩的斜率，圄1.1 典型的扭矩与转角圄28 2 A / v叫80 90 100 :c GB/T 23512-2015/ISO 13678:2010 单位为毫米(英寸)25.4土0.76(1士0.03)2口口制国NJV回回-OH节回FJ伺40(1. 575) 尘。-ou节回N.C回归.口制巳.H回38.1 (1. 5) 31. 75 (1.25) 6.6 (0.26) 6.1 (0.24) 1. 14 (0.045) 0.64 (0.025) 38.1 (1.5)

38、36.83 (1. 45) 2 17.78 (0.7) P 0.13 (0.005) 说明z1一一-8UNCASTM Bl.l 2B螺纹52一-8UNCASTM Bl.l 2A螺纹。29 试样圄1.2a供参考.GB/T 23512-2015/ISO 13678:2010 1 回回6 说明zl一一控制面板52一一传动箱53一一转角传感器p4-一六角形插座55一一扭矩传感器p6一一试样s7一电动机.圄1.3试验机1.4.3 螺纹脂试验程序1.4.3.1 新试样试转在正式试验进行之前，每个新加工试样都必须用参考螺纹脂进行20次上、卸扣。然后按推荐程序清洗试祥。1.4.3.2 试样清洗试样应用合适的溶

39、剂清洗，用金属刷除去镀上的任何软金属，并清除油脂。涂下个道试验螺纹脂之前，应把试样烘干。注意z溶剂和脱脂剂可能含有有害材料。处理这类材料时，应阅读材料安全数据表，并遵守注意事项。1.4.3.3 样品的放置和贮藏待试验的螺纹脂样品应放在干净、防漏的容器内，该容器可密封，以防止易挥发材料的挥发或螺纹脂受污染。样品的体积至少为250mL(8液量盎司)。不得在15.6C37.8 c (60 F100 F)范围以外的温度下贮存样品。如果所提供的样品是放在大约4L (1 gal)的容器内，则可将样品转移到满足上述要求的较小容器内，以便于贮藏和试验。在把样品转移到代用容器之前，或在正式试验程序之前，搅30

40、GB/T 23512-2015/ISO 13678: 20 1 0 动样品以确保其均匀性是极为重要的。搅动样品时必须小心，不能把容器本身可能污染样晶的材料刮下或磨掉而影响试验结果。1.4.3.4 扭矩试验用一层足够的螺纹脂涂敷在试样的所有配合面上，然后将试样手紧上扣，置于试验机上。初始扭短即手紧扭矩不得超过14N m(10 ft lb)。扭矩增加到(420士14)N m(310士10)ft lb时，应记录扭矩和转角。记下这些数据后，施加一反向扭矩，把试样松开。然后将试样从试验机上取下。应把试样的两个部分充分拧开，除两三扣外，几乎露出所有螺纹，在啃合面上再涂上一些螺纹脂。然后再把试样手紧上扣，放

41、回到试验机上，这样可获得下一组数据。这种程序应重复810回。一次试验至少重复8回，方可用于1.4.3.6的计算。如果进行9或者10回以上的试验，操作者取值时可选择，把多余的试验略去不计。1.4.3.5 试样撞查在完成一次试验后，应按1.4.2.3所述方法清洗试样。如果发现啃合面上有任何磨损迹象，则应拒收螺纹脂，从而，试验就完成了。试样的圆柱形截面直径偏差应规定在0.025mm(O.OOl in)内，且在每次螺纹脂试验前后都应作记录，以便检测出试样的屈服情况。这种测量应在每次清洗试样时进行。如果直径变化超出0.127mm(0.005 in)，则试验无效。1.4.3.6 数据处理用任一种螺纹脂进行

42、的每回扭矩-转角试验，其试验结果是扭矩在271N m 407 N m (200 ft lb300 ft lb)范围内，对扭矩转角数据进行最小二乘法拟合直线的斜率m。这种分析至少要用20对数据点。根据式(1.1)到式0.3)，对得出的诸斜率m值进行统计分析，以求出根据1.4.3.4进行8回试验的平均值和标准偏差8.式中zm-一斜率zA一一测出的角度数据点zL; (A -A)(T - T) m= (A _A)2 A一一收集的角度数据的平均值zN一一等于8;S一一平均斜率zT一一测出的扭矩数据点;T一一收集的扭矩值的平均值。1.4.3.7 摩擦国数螺纹脂的摩擦因数(FF)用式0.4)计算z2 X S

43、2 FF=一一一一SI +S3 .( 1.1 ) ( 1.2 ) . ( 1.3 ) . ( 1. 4 ) 31 GB/T 23512-2015/ISO 13678:2010 式中zS1一一第一批参考螺纹脂多次重复试验的平均斜率zS2一一螺纹脂多次重复试验的平均斜率zS3一一第二批参考螺纹脂多次重复试验的平均斜率。1.4.4 摩擦国数的应用推荐的旋转台肩接头上紧扭矩用0.08的摩擦因数计算而得并列表于APIRP 7G中。摩擦因数不为1.00的螺纹脂，其摩擦系数不是0.08，使用表中未经修正的扭矩值会导致接头上扣不当。螺纹脂的摩擦因数是用来修正钻拄构件上紧扭矩的。螺纹脂性能是以本文试验程序为依据

44、的，而不是以特定摩擦因数为依据。摩擦因数大于或小于1.0时，在实际的钻井应用中也可能是有益的。用RP7G中的上紧扭矩值乘以螺纹脂的摩擦因数就能修正上紧扭矩。示倒g钻抨组合-_-5 in，19.50，G-I05优质钢，带有5X3XNC50接头从APIRP 7G表2.12中查得的上紧扭矩一-29715 N 0 m(21 914 ft 0 lh) 摞纹脂摩擦因数-0.9修正后的上紧扭矩29 715XO.9=26 744 N 0 m(19 723 ftolh) 1.4.5 认证与标记1.4.5.1 认证愿意照章执行本推荐作法的螺纹脂制造商，应出示根据1.4.3中准则获得的螺纹脂摩擦性能的数据。螺纹脂制

45、造商应在要求时提供采用本程序所述方法和设备获得的经认证的试验结果。这些结果应包括制造商名称、产品名称、试验日期和试验室名称。1.4.5.2 棕记已接本标准进行试验的螺纹脂可这样贴标签。标签内容应包括za) GB/T 23512 2015; b) 摩擦因数=X.X或FF(GB/T23512) =X X，保留两位数，小数点后面为一位数。注2钻井工况处于摩擦因数不为1.0时，也是可接受和/或合乎要求的.因此，产品性能是以本推荐作法所述的试验方法为依据，而不是以特定的摩擦因数值为依据.32 GB/T 23512-2015/ISO 13678:2010 附录J(资料性附录极限表面接触压力(粘着)试验J.

46、l 棋迷螺纹脂制造商应对确定螺纹脂的极限表面接触压力(粘着)特性负责。由于工业试验方法未能达成一致意见，因此鼓励制造商和用户进步发展粘着试验方法直到能达成一致意见。J.2 工业试验方法现行的唯一可靠的试验方法是全尺寸试验(重复上、卸扣)，如ISO13679或APIRP 5C5 o 粘着试验提供了螺纹脂极限表面接触压力(粘着)性能的试验方法的进展历史。描述了全尺寸试验的步骤，包括用于API类型连接的螺纹脂抗粘扣特性的评价。33 GB/T 23512-2015/ISO 13678:2010 K.l 概越附录K规范性附录流体密封试验螺纹脂制造商应对确定螺纹脂的密封特性负责。由于工业试验方法未能达成一致意见，因此鼓励制造商和用户进一步发展密封试验方法直到能达成一致意见。最小的试验参数在K.3中给出.K.2 工业试验方法从所得到的信息得知，现行唯一可靠的方法是在特