[发明专利]管道或管子的螺纹接头的超声探伤方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于探测位于公扣(pin)的每一部分和母扣(box)的每一部分之间的接触区处的异常部(缺陷、非粘附部(non-adheringportion)和粘结部(seized portion))的方法，所述公扣的每一部分和所述母扣的每一部分形成将被用作诸如石油工业用管材(OCTG)的管道或管子的接头的螺纹接头。这里，“管道或管子”当认为适当时被称为“管道”。 

背景技术

通常，已经广泛使用螺纹接头作为用于OCTG的接头。图1是示意性地图示了螺纹接头的基本结构的轴向方向剖视图。如图1中所示，螺纹接头100设有公扣1和母扣2，所述公扣1具有在外周表面上的外部螺纹部分11、金属密封部分12、台肩部分13，所述母扣2具有在内周表面上对应于公扣1的每一部分的内螺纹部分21、金属密封部分22和台肩部分23，并与公扣1一起被紧固。 

外螺纹部分11和内螺纹部分21(以下这些部分通常被命名为“螺纹部分11、21”)彼此拧紧，从而产生用于紧固公扣1和母扣2的作用。金属密封部分12的外径略大于金属密封部分22的内径(此差称为“过盈余量”)，并且当公扣1与母扣2紧固时，由于过盈余量，在两个金属密封部分12、22之间的接触区上生成表面压力，并且由于此接触表面压力，实现充分地保持螺纹接头100的空气泄露效率的功能。台肩部分13、23实现的功能是防止在金属密封部分12、22上产生使得生成过塑性变形的高接触表面压力和保证充足的拧紧量从而确保螺纹接头100的紧固。此外，不仅在金属密封部分12、22上而且在螺纹部分11、21上，螺纹接头100可以具有与金属密封部分12、22相同的过盈余量，从而保证螺纹部分11、21的拧紧，使得所述螺纹部分11、21不容易松开。在这种情况下，台肩13、23也实现将螺纹部分11、21的过盈余量限制到安全区从而防止母扣2上的过应力的功能。 

通常，监测当紧固螺纹接头时将被生成的扭矩变化的方法已经被广泛使用为评估具有上述结构的螺纹接头的紧固状态的方法(例如，参见日本第10-267175号公开待审的专利申请)。图2是用于解释评估螺纹接头的紧固状态的传统方法的示例图。如图2中所示，当螺纹接头的紧固已经连续进行时，由于螺纹部分11、21的干涉和金属密封部分12、22的干涉产生的摩擦阻力，产生了扭矩。然后，由于台肩部分13、23的邻接，扭矩迅速增加。通常，通过由操作者监测扭矩的这种变化确定螺纹接头的良好的紧固状态和差的紧固状态。换句话说，在扭矩增加为大于预定阈值的情况下，判断台肩部分13、23彼此邻接，确定已经充分完成螺纹接头100的紧固。 

然而，根据图2中所示的传统的评估方法，螺纹部分11、21相互干涉、金属密封部分12、22相互干涉、以及台肩部分13、23面对面相互邻接的事实不是通过独立和分别测量任何物理量来评估。这绝对是一种根据过去经验法则，即由于各个部分相互紧密地粘附(干涉或邻接)而生成扭矩，的方法。当各个部分相互紧密地粘附(干涉或邻接)时确实生成扭矩。然而，由于诸如螺纹部分11、21的粘结(seizing)的另外原因也可以产生大扭矩。因此，仅通过监测扭矩的变化，难以以高精确度评估紧固状态(评估公扣1的各个部分11、12和13与母扣2的各个部分21、22和23是在粘附状态下还是在非粘附状态下)。 

此外，即使当存在可以损坏在形成螺纹接头100的公扣1的各个部分11、12和13与母扣2的各个部分21、22和23之间的接触区处的螺纹接头100的空气泄露效率的缺陷(瑕疵)时，也难以产生由此缺陷(瑕疵)导致的扭矩变化。因此，根据图2中所示的传统的评估方法，不能探测到该缺陷。 

使用来自缺陷或非粘附部的超声波的反射的超声探伤方法作为用于探测多个构件的缺陷或非粘附部的方法是众所周知的。而且，当探测位于公扣1与母扣2的接触区处的缺陷或非粘附部时，可以考虑使用这种超声探伤方法。 

通常，例如，作为使用相对于管道的螺纹接头的超声波反射的测量方法，美国专利No.4870866的说明书中公开了一种用于通过测量在接触区处的超声波的反射测量公扣与母扣之间的接触区处的接触表面压力的方法。 

然而，美国专利No.4870866的说明书中描述的技术仅仅公开了用于测 量在公扣与母扣之间的接触区处的接触表面压力的方法，而没有公开也没有建议关于用于探测位于接触区处的缺陷或非粘附部的方法。