1、API螺紋中的全頂螺紋、完整螺紋和有效螺紋API螺紋中的全頂螺紋、完整螺紋和有效螺紋楊力能（中國石油天然氣集團公司管材研究所陜西西安710065）關鍵詞：全頂螺紋fullcrestedthread、完整螺紋perfectthread、有效螺紋在API5B的中文譯版中，將fullcrestedthread和perfectthread都翻譯成“完整螺紋”。實際上，對于API錐管螺紋，他們是兩個不同的概念。在API5B表3、表6、表7、表9、表13、表14、表15中“Lc”對應的是“fullcrestedthread”,表9第五列“L?”對應的是“perfectthread"。很顯然，他們

2、表示的是不同的概念，如果不加以區分，將影響對標準的理解和執行。1.全頂螺紋和完整螺紋的含義1.1全頂螺紋全頂螺紋一fullcrestedthread:在API5B4.1.13有如下說明：“所要求的全頂螺紋最小長度由表3、6、7、9、12、13、14和15中的Lc確定。非全頂螺紋在過去和現在都被認為是由于原軋制表面未清除而形成的“黑頂螺紋”。“黑頂螺紋”是一個慣用的說明性術語，但是必須指出，非全頂螺紋也可能不是黑頂的。對于Lc范圍內的非全頂螺紋及原始管子外徑或加厚表面，不得用機械或手工方式修整而使其看似為全頂螺紋”。全頂螺紋首先應該牙頂完整。1.2完整螺紋：GB/T1479193螺紋術語中的完整

3、螺紋(completethead)的定義是："牙頂和牙底都完整的螺紋”。API5B中的完整螺紋(perfectthread)在5.1.4節有關于完整螺紋定位的敘述：“a)第一牙完整螺紋的位置：對于外螺紋是最靠近倒角的螺紋，對于內螺紋是最靠近端面的螺紋。其牙底兩側都是完整螺紋。b)最后一牙完整螺紋的位置：外螺紋最后一牙完整螺紋的位置，油管和管線管是在距外螺紋端面（L4-g）處，偏梯型套管是在距外螺紋端面L7處；圓螺紋套管是在管端至最后劃痕（最后螺紋槽）螺紋消失點長度一0.500in處。對于套管，管端至最后一牙完整螺紋的距離稱為螺紋參數控制長度，即TECL。內螺紋最后一牙完整螺紋的位置，

4、是在距離接箍的自然中心或整體連接油管內螺紋小端J+lp處"。在這里，沒有對完整螺紋有一個明確的定義，但從其所覆蓋的螺紋范圍來看是大于全頂螺紋最小長度Lc，因此，API5B中所涉及的完整螺紋一定包含部分非全頂螺紋。根據油管最后一牙在距外螺紋端面（L-g）處，通過計算（L4-g）處的外螺紋大徑可以得出，該處的螺紋大徑和油管外徑D或加厚區D0相等,因此可得出這樣的判斷：在API規范中，完整螺紋是指在理想狀態下，外徑為D（加厚區為D0）的管子所能加工出的所有全頂螺紋，該范圍為完整螺紋長度。但由于實際的管加工受管端不圓度、定位偏心等因素的影響，在完整螺紋長度內，存在一定數量的非全頂螺紋，這部分

5、非全頂螺紋也被認為是完整螺紋。為區別牙頂完整的那一部分完整螺紋，給出了全頂螺紋這一術語。2.全頂螺紋最小長度Lc和完整螺紋長度2.1全頂螺紋最小長度Lc在Lc范圍內，一般不允許存在非全頂螺紋，但考慮到偏梯形螺紋的牙頂寬度較大且平行于母線（或軸線），允許偏梯形螺紋Lc范圍內存在一定程度的非全頂螺紋（見標準規定）。全頂螺紋最小長度Lc的數值見表1表1.全頂螺紋最小長度Lc螺紋類型全頂螺紋最小長度Lc（in）全頂螺紋最小長度Lc（牙數）111/2牙管線管L40.652L47.58牙管線管L40.937L47.58牙圓螺紋套管L41.125L498牙圓螺紋L41.00L49油管10牙圓螺紋油管L40.

6、90L48<133/8偏梯形套管L70.42.384)(L4L7211.9)(L4C>16偏梯形L70.4(L4L42(L4套管1.888)9.4)2.2完整螺紋長度完整螺紋長度的數值見表2表2.完整螺紋長度螺紋類型完整螺紋長度完整螺紋長度c（牙數）111/2牙管線管L4gL45.478牙管線管L4gL45.478牙圓螺紋套管L40.5in(g=0.625in)L448牙圓螺紋油管L4gL4510牙圓螺紋油管L4gL45<133/8偏梯形L4g=7L49.92套管>16偏梯形套管L.4一g=L7L4-9.923.有效螺紋4.分析比較GB/T1479193螺紋術語的大多數

7、術語是根據圓柱螺紋得出來的。在圓柱螺紋中，由于沒有產生黑頂螺紋的錐度原因，完整螺紋(completethead)的定義是合適的。但對于錐管螺紋，就顯出一定的局限性。3.1GB/T1479193螺紋術語中的部分術語定義完整螺紋(completethead):“牙頂和牙底都完整的螺紋”。不完整螺紋(incompletethead):“牙頂不完整而牙底完整的螺紋”。螺尾(washoutthread/vanishthread):“向光滑表面過渡的牙頂和牙底都不完整的螺紋”。有效螺紋(usefulthread):“由完整螺紋和不完整螺紋組成的螺紋，不包括螺尾”。3.1API5B的相應術語全頂螺紋(ful

8、lcrestedthread):"牙頂和牙底都完整的螺紋”。完整螺紋(perfectthread):"在管徑為D，錐度為K的條件下，理論上所能加工的所有牙頂和牙底都完整的螺紋”不完整螺紋(impefectthread):“非完整的螺紋，不包括螺尾”不完整螺紋(incompletethead):“非完整的螺紋，包括螺尾”有效螺紋(effectivethread):“由完整螺紋和不完整螺紋組成的螺紋，不包括螺尾”黑頂螺紋(blackcreastthread):“由于原軋制表面未清除而形成的非全頂螺紋螺尾runoutthread/vanishthread):“向光的螺紋問題H表注

9、中關于的L4注釋的含義在表2、表5、表11螺紋尺寸公差中關于L4的注釋：“在下述情況下L4是合格的：若從管端至螺紋消失點平面（位于管子外徑最大處）的距離在上述負公差內；若從管端至螺紋消失點平面（位于管子外徑最小處）的距離在上述正公差內”而在表的正文中又有關于L4的公差，兩者看似矛盾，因為在管徑偏差為0'的理想狀態下，管子的螺紋全長L4的偏差也為0',此時既不符合注釋的也不符合注釋的。事實上，該處的注釋應理解為：a）當管子的外徑為負偏差且存在一定的不圓度和偏心，在加工螺紋時很有可能造成管子的螺紋全長L4過短而不合格，這時，允許制造廠切頭在管子的最大外徑處重新加工螺紋，只要L4在上

10、述負公差內即可。在注釋中只說是管子外徑的最大處，此時管子外徑可能還處在負公差的范圍內。所以不能理解為：在管徑正偏差時，一定要求L4的處于負公差的范圍。這就是注釋的含義。b）同樣的道理，當管子的外徑為正偏差時，加工的螺紋的時很有可能因L4過長而不合格，這時，允許制造廠切頭在管子的最小外徑處重新加工螺紋，只要L4在上述正公差內即可。在注釋中只說是管子外徑的最小處，此時管子外徑可能還處在正公差的范圍內。所以不能理解為：在管徑負偏差時，一定要求L4的處于正公差的范圍。這就是注釋的含義。問題皿關于偏梯形的位置對應扭矩（上扣標記問題）在API5B的圖5給出了偏梯形套管的上扣三角形標記（見本文圖2）及CrC

11、E.MEFSf&JU削I初一LAhEOfBP?,H酬D-1GKTl1rPLiNfOFDi3DFPf.PCn.iHTCUETWtEHT/N3fTHEU5E£>THETitIHkISIMPF般kAlHIMUHWrEK-TJCHTMUEl*ARDT3TNEWFMFt時卩iphglEFQRMAiivJMNAXEUtWCCT1HHEV1JNEQFVAUISHPOlhTi!*"HTA«|GLESTAMPJjworaiIliES門鉗'4MD5«M1£RiT.pgfW5MEifMJ詁fUERai3±圖2.API5B的原圖5三角形

12、標記部分標注。原來的譯文為“接箍在進入三角形標記底邊后的一牙為最小機緊”，這次修訂將其譯為“接箍在進入三角形標記底邊前的一牙為最小機緊”。主要原因如下：首先，從現場檢驗和下井作作業層面上講，操作者不可能能夠清晰的判斷接箍的端面是進入到三角形底邊一牙還是不足一牙（這關系到上扣位置合格與否），因為此時的測量參照基準一一三角形底邊已經埋沒于接箍之內。如果真的要機緊到相應位置，5B標準的制定者應將三角形標記的位置Ai向后延伸一牙，以便于現場作業。-宅蟹學統平而1骨端子緊年面推辰追人三胄柝憶艮煜時前一牙*片雖小叫黛；速列一二為料lUA.E.半直上瓠除上+*”消丸點平題.i_j_小標比礙第Ji睢-f-.E

13、r|>D.30<Jn己I堰骼AWif為馳HDln于卄覆丄00十#J7S；n丨in"in帶圖3.API5B的原圖5全圖一一最新中文譯其二，在API5B的圖5的下半部分（本文圖3）給出的基本機緊上扣位置正好處在三角形的底邊處（因為接箍端面和管子端面的位置為Ai,Ai即為三角形標記相對于管端的位置）。在這里機緊扭矩的順序為：最大上扣機緊、基本上扣機緊、最小上扣機緊，機緊位置的順序也不應該成為基本上扣機緊位置、最小上扣機緊位置、最大上扣機緊位置。其三，API標準的印證。API5A5（1997年16版）18.13.12節、API5B1（1999年15版）5.3.1.2節對工廠端接箍

14、上扣位置的驗收公差為（NA1）幾，測量從接箍外露端向內測其與機緊管端的距離，其最小位置（應對應最小扭矩）為（NA1）+0.2in，即為“接箍在進入三角形標記底邊前的一牙為最小機緊”。其四，現場觀察國外進口偏梯形套管三角形上扣標記位置，顯示接箍端面有在三角形底邊外的，有在底邊內的，也有與底邊平齊的。如果原中譯本翻譯的是正確的，那么進口偏梯形套管上扣標記位置就有很大部分不合格。當然，這種可能性微乎其微。其五，API5B原文'Thefaceofthecouplingadvancestowithinonethreadturnofthebaseofthetrianglestampforminim

15、umpowertight'在這里有固定搭配within20metresof離某地不出20米遠（見朗文當代）'withina/the+n才是在之內。綜上所述，正確的位置為“接箍在進入三角形標記底邊前的一牙為最小機問題W關于偏梯形螺紋牙型公差的設置關于API5B圖6偏梯形螺紋牙型的公差設置TAPtR=£IMPtRFTMT石MM聲匸眞M3CMilAM圖4.5B13版（圖2.5）牙型公差特點：外螺紋槽寬o.1。常和牙厚。.10。0000'未區分規格大小.1996年出版API5B14版耿忖-auaI0-QJ90-aoiAi0.All0.0301<JVKa為q:4規

16、fS5/5占飭"一,CtD?m9oqRTF福du小LM.iioj-ssr直程上轉度為時4in/Ilnpo.06231b/in圖5.5B14版（圖6）牙型公差特點：外螺紋承載面牙頂過渡圓弧半徑這0.0o8R0.00。，公差為負值.1988年出版API5B13版.1998年對API5B14版的勘誤ttjtf”-：L：I盟一i“tV*"仙脫觀懦w丁屮*舟_上黑f5/8_舟0-1凹:;監;徉：勺吐屜才n料汁lit站弊i於rl»中圧或p門他噩ROW：醫.7攻ih規住；得為0血-A一葉.規松了f/8IQA0.00(1-0.直址上犧度劃弾4lnZnPFD.0&15圖6.

17、5B14版（1998年圖6）牙型公差.2004年對API5B14版的修訂特點承載面槽底過渡圓弧0.008R淀外螺紋槽寬0.100需和牙厚0.10000，區分規格大小的文字敘述錯誤。均為andSmall'.此次譯文采用1998年對API5B14版的勘誤，理由為:槽底的過渡圓弧公差應取負°°°°0.002槽寬的公差應取正°'0000.002牙頂的過渡圓弧公差應取正牙寬的公差應取負這樣內外螺紋在配合時才不會干涉而發生粘扣現象。見圖7,牙頂過渡圓弧半徑去負（R1的情況）時向外凸出，半徑去正（R2的情況）時向內收斂。牙槽情況正好相反R2I

18、的是正公基；Hi耽的是負公更-圖7牙頂過渡圓弧示意圖問題V外螺紋完整螺紋的位置計算API5B對完整螺紋的定位在5.1.4b）“最后一牙完整螺紋的位置：外螺紋最后一牙完整螺紋的位置，油管和管線管是在距外螺紋端面（L4-g）處，偏梯型套管是在距外螺紋端面L7處；圓螺紋套管是在管端至最后劃痕（最后螺紋槽）螺紋消失點長度0.500in處。對于套管，管端至最后一牙完整螺紋的距離稱為螺紋參數控制長度，即TECL”。這些位置是可以計算出來的，具體思路如下：”一1一）五刀再1LiHL4-£(L7El)f"D-.B11isr*圖1完整螺紋相對位置標準中給出了中徑Ei和其長度Li,而完整螺紋為

19、理想條件下的全頂螺紋，其最后一牙的螺紋大徑正好等于管子外徑D（或加厚區外徑Do），假設螺紋錐度為1/16（其它錐度類似）。有如下關系式：DE1+2（1/2HScs）-（L全頂一L1）=1-16L全頂=L1+16DE1+2（1/2H-Scs）式中：L1處螺紋的外徑為E1+2（1/2H-Scs）通過計算，可得出圓螺紋油管：L全頂=L4g對于偏梯形螺紋和管線管螺紋，由于他們的牙頂有一定的寬度，且平行于圓錐母線或軸線，得出來的L全頂略大于L4g,考慮到牙頂寬度的影響，完整螺紋長度對于管線管規定為L4g，對于偏梯形套管規定為L7對于圓螺紋套管，可能是考慮到部分有效螺紋的作用，規定了完整螺紋長度為L40.

20、500in（定義為ThreadElementContralLength），但在表5套管圓螺紋尺寸公差中規定螺距的測量范圍為L4g,這和5.1.5規定的測量范圍矛盾（但在5.1.5注中確給出了圓套的g=0.625）。問題W接箍螺紋軸線重合度、幾個術語和基本概念（一）術語同心度：concentricity同軸度：coaxiality直線度：straightness對中、成一直線、準直：alignment不對中、不成一直線：misalignment角度位移：angularmisalignment（二）概念1、同軸度：被測實際軸線相對于基準軸線（或公共基準軸線）的變動程度。2、同軸度誤差：是包容實際軸

21、線，且與基準軸線（或公共基準軸線）同軸的位置最小包容區域的直徑（即包容圓柱體的直徑）。3、直線度：被測實際直線相對于理想（基準）直線的變動程度。理想直線的位置應符合最小條件，實際應用中有給定一個方向、給定相互垂直的兩個方向和任意方向上的直線度的技術要求。（三）本規范適用術語本規范選用了alignment和misalignment，且定量指標不同于同軸度和直線度，因而不能翻譯為同軸度或直線度。本文選用“重合度”或“不重合度”。定義：（見API5B5.1.34）接箍的兩個相對螺紋圓錐的軸線應呈一直線貫穿接箍內孔二、“重合度”或“不重合度”的定量指標1、角度位移：被測接箍的一個或兩個螺紋圓錐相對于其

22、軸線中心線的角度偏差。角度偏差的投影在軸線上不得超過0.75in/20ft，見角度偏差示意（圖8）2、同心度：被接箍的一個或兩個螺紋圓錐相對于其軸線中心線的同心度偏差軸線中心偏移不得超過0.031in。見中心偏移示意圖（圖9）根約1英尺長的加長軸和一個圓盤。在圖10檢查接箍螺紋軸線測量方法標準規定了兩種測量方法1、如圖10所示儀器，先將接箍旋合到一根具有螺紋的試驗用心軸上，該心軸已與車床的主軸或類似車床的主軸精確對中。然后，在接箍的另一端旋入一根帶螺紋的部件，該部件帶有心軸轉動的同時帶動接箍轉動。接箍螺紋的同心度可通過固定在緊靠接箍端面的圓盤外圓上的杠桿表來確定。該杠桿表承受徑向測量力。測量原理示意圖見圖9角度位移可通過固定在加長軸外圓上（承受徑向測量力）的杠桿表測定，測量原理見圖&或通過固定在圓盤端面（平行于接箍端面）上的杠桿表（該表承受軸向測量力