1、ICS 7518010E 92 蝠目中华人民共和国国家标准GBT 235 1 2-2009IS0 1 3678：2000石油天然气工业 套管、油管和管线管用螺纹脂的评价与试验Petroleum and natural gas industries-Evaluation and testing of threadcompounds for use with casing，tubing，and line pipe2009-04-08发布(IS0 13678：2000，IDT)2009110 1实施宰瞀嬲紫瓣警矬瞥星发布中国国家标准化管理委员会促19目 次GBT 235122009璐O 13678：
2、2000前言1范围-2规范性引用文件3术语和定义4螺纹脂性能5螺纹脂使用性能6质量保证和控制7标记要求”附录A(资料性附录)API改进型螺纹脂一附录B(规范性附录)参考标样配方附录C(规范性附录)锥入度试验-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)涂敷粘附试验附录G(规范性附录)逸气量试验附录H(规范性附录)水沥滤试验附录I(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参考文献-1-11一2-811-131415161720
3、232425272829刖 胃GBT 23512-2009ISO 13678：2000本标准等同采用ISO 13678：2000石油天然气工业套管、油管和管线管用螺纹脂的评价与试验(英文版)。为便于使用，本标准做了下列编辑性修改：a)“本国际标准”一词改为“本标准”；b)用小数点“”代替作为小数点的逗号“，”；c)删除国际标准的前言。本标准的附录B、附录c、附录D、附录E、附录F、附录G、附录H和附录K为规范性附录，附录A、附录I、附录J、附录L和附录M为资料性附录。本标准由中国石油天然气集团公司提出。本标准由全国石油天然气标准化技术委员会归口。本标准起草单位：中国石油天然气集团公司管材研究所
4、。本标准主要起草人：邓永珞、刘养勤、方伟、徐婷。GBT 23512-2009IS0 13678：2000石油天然气工业套管、油管和管线管用螺纹脂的评价与试验1范围本标准对ISOAPI圆螺纹、偏梯形螺纹的套管、油管和管线管连接部位所用螺纹脂的制造、试验和选择，规定了要求、建议和方法。在本标准内概述的试验是用于评价螺纹脂的临界使用性能和试验室情况下的物理性能和化学性能。本标准试验方法主要被用于润滑基脂配方的螺纹脂。对于一些在螺纹连接的润滑和(或)密封中所使用的其他材料，这些试验是不适合的。本标准不适用于旋转台肩式连接所使用的螺纹脂的评价，其评价方法在API RP 7A1中描述。本标准不陈述有关螺纹
5、脂使用和处理的环境同题。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。IsO 2137：1985石油产品润滑脂和石油锥人度测定法IsO 2176：1995石油产品润滑脂滴点的测定ISO 10400：1993石油和天然气工业套管、油管、钻杆和管线管性能公式及计算3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。31密封seal阻止流体通过的障碍物。32螺纹脂thread compoun
6、d在上扣前涂刷到管子连接螺纹上的一种物质，它在管子上扣和卸扣中起润滑作用，并且在服役时对抗高内、外压力而起到辅助密封作用。注：一些螺纹脂可能吉有利于储存作用的物质。33储存脂storage compound涂刷到管子连接螺纹上的一种物质，它可以在储存或运输、运输并储存期间防止螺纹的腐蚀。注：储存脂不能单独用于上紧连接。34API改进型螺纹脂API modified thread compound按API BUL 5A2(已废止)“改进型螺纹脂”要求配成的螺纹脂。35参考标样reference standard按附录B，包括按附录B中的表B1、表B2和表B3所列的限制和允许差的要求配成的螺纹脂。
7、注：参考标样一般不用于油田服役作业。1GBT 23512-20091S0 13678：200035连接connection由两个外螺纹接头和一个接箍，或一个外螺纹接头和一个内螺纹接头所组合一起的管子上扣。37螺纹脂连接系统thread compoundconnection system系统由各种重要的螺纹管连接组件所构成，包括特定的连接几何方式，特别的连接材料和同螺纹脂结合使用的涂镀层。4螺纹脂性能41产品性能本标准所述的试验是为明确螺纹脂在服役情况下的性能，而不是规定一个配方。因此，买方和生产厂应商定所提供产品的特性，例如：稠化剂类型 流变学特性流化类型 脂铜反应外观 极限压力特性滴点 流体
8、密封特性密度 摩擦特性分油量 防腐蚀性闪点 涂刷粘着特性抗水性 服役应用逸气量 储存和服役寿命螺纹脂生产厂在变更配方并引起以上任一特性改变时，应及时发布产品公报。所有的文件应提供有代表性的一批产品的数据。在本标准下形成的试验记录和检测记录将由生产厂保存，并且买方在产品生产之日起的三年内随时可索取到这些记录。42物理性能和化学性能421概述螺纹脂基本的物理性能和化学性能在表1中规定。这些性能变化范围很大，并且很多配方都是保密的。除了在表1中所列的物理性能和化学性能外，用户还应考虑使用性能和螺纹脂生产厂的推荐意见。422滴点滴点是螺纹脂在加热情况下变软和流动倾向的一个量度。滴点试验的结果可以反映脂
9、在曝露情况下而没有液化或分油时的最高温度，它可作为脂的一个指标，也可用于制定本特性的制造和质量控制界限。滴点试验的结果和服役作业一般没有直接的关系，除非它们的相互关系已被确定。在螺纹脂中，滴点可作为基脂和其他添加的润滑剂的热稳定性的一个量度。不好的热稳定性在油田高温作业中对螺纹脂性能有不利的影响。为了满足当前高温作业的需要，滴点的最低值应为138，测试方法按ISO 2176进行。注：油田服役情况的极端温度或许要求较高的性能界限。423蒸发蒸发量是在温度升高时，螺纹脂的物理化学稳定性的一个指标，与所用的基脂油或其他添加剂有关。由于目前所用的螺纹脂的密度变化范围很大，质量分数不能提供一个可靠的相对
10、比较，蒸发量将采用体积分数测量。当按附录D里的试验方法评价时，在100条件下，24 h的最大蒸发量是375(体积分数)。2GBT 23512-2009IS0 13678：2000424逸气量逸气量是在温度升高时，螺纹脂的化学稳定性的一个指标。当按附录G里的试验方法评价时，最大逸气量为20mL。表1 螺纹脂物理性能和化学性能试验项目 指标要求试验方法检验项目 检验状态 数据 要求滴点 (M) ISO 2176 138 (S)蒸发量(损失量)体积分数 (M)附录D 375 (S)100，24 h逸气量cm3 (M)附录G 20 (S)66120 h分油量体积分数 (M) 附录E 10(S)100，
11、24 h(镍丝滤锥)锥人度(minX 110 ram)25、工作60次 (M) 附录c 30 (S)产品可接受的范围(极差) 报告数据 (R)一7工作60次质量密度 (M) 生产厂控制 土50(S)和产品平均测量值的差值水沥滤质量分数(损失量) (M)附录H 5，0 (S)662 h涂刷和粘着(损失量)质量分数“7时能涂刷 (R)低温涂用 (M) 附录F 25(R)66腐蚀性(M) ASTM D4048 1B或更好 (R)规定腐蚀水平防腐蚀性腐蚀面积(I) 附录L 5 pm的质量分数980950100501余量1000900970025100099050附录B(规范性附录)参考标样配方GBT
12、23512-2009S0 13678：2000下列螺纹脂的参考标样配方是以API改进型螺纹脂为基础，但其各组分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，在表B1、表B2和表B3中所列的允许差和范围要比附录A的要求更严。表B1 参考标样组分和允许差组 分 质量分数基脂 3600土105石墨 1800士030铅粉 3050士o50锌末 1220土o20铜鳞片 330土005基脂应满足表B2的要求。表B2基脂要求性能 要求稠度 NLGl 0级工作锥人度(mm1lo) 365385(ISO 2137，60次)稠化剂(质量分数)2045(12一羟基硬脂酸铝)11517040黏度(
13、石油油)(mm2Is)9514o100注：APIBul 5A2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古有极压添加剂。然而由于生产厂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，因为它们能引入可变的因素，对严谨的试验数据的直接比较有不利的影响。来自于APIJoint工业研究项目(API 19978)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，35in N-80油管的平均卸扣扭
14、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的二烃基二硫代氨基甲酸锑(通过RTCanderbilt公司，Norwalk，Connection，以商品名Vanlubu73可以得到)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措工业，并很易买到。含有极压添加剂的基脂展现出250 kg四球熔接点(ASTMD2596)和大约908 kg的梯姆肯OK(Timken OK)加载。假如二烃基二硫化氨基甲酸锑不易买到，可选用其他的极压添加剂，所加人的量所能达到的效果应和上述ASTM试验方法所得到的相近。固体组分含量应能满足表B3的要求。GBT 235122
15、009璐0 13678i2000表B3参考标样组分(质量分数)限制 试验参数 无定形石墨 铜鳞片 铜粉 锌末灰分 3036 水分 1o 401 o1 o1金属组分 97o 95o 95o金属其他氧化物 3o 5o 5o粒度分布通过50号筛 lOOo 100o looo lOOo留在loo号筛 o3 40o 1o oo留在200号筛 lOohl8o oo 5O250 2o留在325号筛 20on31o 1o 14o55o 5o留在325号筛 50on70o 99o 40o80o 93o注：本参考标样不用于一般的用途。12附录C(规范性附录)锥入度试验c1概述本节描述了测量螺纹脂稠度(黏度或硬度)
16、的过程。C2设备c21锥人度计；C22锥体(全尺寸)；C23脂工作器；C24油灰刀；C25冰箱应具备一7土11的保温能力。C3步骤GBT 23512-2009150 13678：2000准备2份样品用于测定工作锥人度。在工作后，按ISO 2137方法在25测定第一个样品锥人度。第二个样品在25工作后，把多余的脂以堆土丘的方式堆在锥入度计的脂杯的上部，并随同锥人度计锥体一起放在冰箱内，试验条件为一7(API Bul 5A2：一18)，3 h后，取出脂杯，并沿杯顶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1 h，尽快测定锥人度。GBT 235122009Iso 13678：2000附录D
17、(规范性附录)蒸发试验D1概述本节描述在100静态条件下，测定螺纹脂中易挥发组分的损失量的过程。D2设备D21 30库尔斯(Coors)瓷蒸发盘，浅形盘或类似器皿。D22重力对流烘箱应具备100士l_1的保温能力。D23精密天平。D24干燥器。D3步骤分取大约30 cm3的样品，放入已称过重量的瓷盘(D21)中，再次称重后放人烘箱(D22)内，在100士11的温度下保温24 h。然后把样品放在干燥器(D24)里，冷却，称重(D23)，以体积分数计算蒸发损失量”(API BUL 5A2为质量分数)。141)体积分数的计算：首先确定(如事先未知)试验用螺纹脂的密度(kgm3)，试验所需的总的质量既
18、不是通过直接测量，也不是用样品和设备的总量减去设备的皮重得到的。以立方米表示的样品的体积等于样品的质量(以千克为单位)除以密度再乘以1 000。由于分离或蒸发而失去的油或挥发物，假如它们是烃基化合物，可以假定具有相近的密度900 kgm3。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 kgm3(或实际的密度，如已知是不同的)再乘以1 000 kgms。体积分数(损失量)等于分离或蒸发物质的体积除以原始样品的体积再乘以100 kgm3。附录E(规范性附录)分油量试验GBT 23512-2009ISO 13678：2000E1概述本节描述了静态下，在100的条件下测量螺纹脂分油倾
19、向的过程。E2设备E21 镍丝滤锥”或类似器皿，滤锥的直径是38 mm，边为60。角，此锥约有200个直径为08 mm的孔洞。注：另一种可使用的是联邦试验标准791B-3212中的60号镍丝网锥。E22 50 mL烧杯，切割到41 mm的高度。E23重力对流烘箱应具备100士11的保温能力。E24精密天平。E25干燥器。E3步骤分取大约11 cm3试样，装入已称过重量的镍丝滤锥中。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重量的烧杯中，然后再次称重，滤锥的顶尖部距烧杯底部的距离约为95 mm。把滤锥及烧杯一起放人100的烘箱
20、内，保温24 h。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3(API BUL 5A2为质量分数)。2)Fisher科学公司CatNo 9-760或类似器皿。Fisher科学公司的滤锥只是一种商业上可得到的合适的产品。此消息只是给本标准的用户一个便利，而不是意味着仅认可这一产品。3)体积分数的计算：首先确定(如事先未知)试验用螺纹脂的密度(kgms)，试验所需的总的质量既不是通过直接测量，也不是用样品和设备的总量减去设备的皮重得到的。以立方米表示的样品的体积等于样品的质量(以千克为单位)除以密度再乘以1 000。由于分离或蒸发而失去的油或挥发物，假如
21、它们是烃基化合物，可以假定具有相近的密度900 kgm3。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 kgm3(或实际的密度，如已知是不同的)再乘以l 000 kgin3。体积分数(损失量)等于分离或蒸发物质的体积除以原始样品的体积再乘以100 kgm8。15GBT 23512-2009ISO 13678：2000附录F(规范性附录)涂敷粘附试验F1概述本节描述了评价螺纹脂的涂敷粘附性能的方法。F2设备F21样品盒大约能装450 cm3的螺纹脂。F22油漆刷带有3 ctn长的硬毛，3 cm5 cm宽。F23公螺纹端样品 一段从规格为2-78in Is0API油管螺纹上切下的
22、端头。F24冰箱能有一711的保温能力。F25重力对流烘箱应能有66土11的保温能力。F3步骤F31冷涂敷和粘附把450 Cm3的螺纹脂放人到样品盒内(F21)。在冰箱内冷却螺纹脂，油漆刷(F22)和公螺纹端样品(F23)，至少要冷却到一7，直至温度稳定(最少2 h)。在温度稳定后，把螺纹脂涂刷到公螺纹端样品的螺纹上。判断能否涂敷和粘附的条件是：不能结块或形成大约2 mIll厚的一个平滑一致的明显的规则层。F32高温粘附把450 cm3的螺纹脂放人到样品盒内(F21)。称重(精确到01 g)并记录重量，包括螺纹脂样品、样品盒及涂敷用油漆刷的总重量。称重(精确到01 g)并记录IsOAPI油管公
23、螺纹端样品的重量(F23)。把螺纹脂涂刷到公螺纹端样品的螺纹上，刷成大约2 mm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66的温度下烘烤12 h17 h。在干燥器中冷却后并称重。称重(精确到01 g)并记录仍然粘附在公螺纹端样品上的螺纹脂重量。按质量分数计算油管公螺纹端样品上失去的螺纹脂量。螺纹脂的失去量应不大于25。记录和报告试验结果及观察到的现象。附录G(规范性附录)逸气量试验GBT 235122009Iso 136
24、78：2000G1概述本节描述了在规定温度下的螺纹脂逸气量的测定过程。G2设备G21设备如图G1、图G2所示，也可采用其他等同设备。G3步骤a)仔细地把要试验的螺纹脂充满到距弹形瓶1上沿150 mm的位置，避免空气包含在脂的内部，震动螺纹脂是有益处的，把顶面修平。b)密封弹形瓶，关闭针阀2，并把弹形瓶组合体放人调好预先温度的油浴中。c)将弹形瓶组合体用通管3同气瓶4和气压计5连起来。d)打开针阀2。e)15 rain后，通过气压计观察压力增加。压力增加一般是由系统的和螺纹脂中的空气的正常膨胀造成的。f)打开阀10，用量瓶来测量溢出的水量。记录。关闭阀lO。g)在5 d以后，重复第f)步。h)按
25、下面的方法计算逸气量：确定因空气和螺纹脂在试验温度下正常膨胀所造成的排水量(以mL表示)，并从总排水量减去。剩下的是由于气体逸出造成的。G4样品试验数据a)油浴温度 66b)室温温度 25c)温差温度 41d) 空气的膨胀系数(每摄氏度、每单位体积的体积变化量)0003 67e)容器直径(D一2r) 500 mmf)气体高度() 150 mmG5计算a)在25，弹形瓶中脂上部的气体的体积V一，h一3141 6(250 cm)2X(150 cm)一2945 cm3(最初的气体体积)b)在66时，弹形瓶中气体体积的膨胀V229450003 6741443 cm3(空气弹形瓶体积的膨胀量是排出的气体
26、体积)44329451001504(体积变化量)c)瓶内排出的空气因冷却到室温25引起的收缩4431504一067 cm3。GBT 23512-2009ISO 13678：200018d)瓶内排出气体体积的修正值443067376 C1713e)逸气量=总排出量一瓶内排出气体的修正值单位为毫米1弹形瓶；2阉；3不锈钢管4250 mL气瓶，充满水5250 111In汞气压计；6排水管；7硅橡胶“O”环；8油面；9脂填充线10阀。图G1逸气量试验设备9= 、 ，鳗 ：=_ ；多孢 =E， 1弹形瓶；2阀；3不锈钢管；4250 mL气瓶，充满水；5250 mm汞气压计；6恒温水浴；7搁板；866水浴
27、(参看图H2中的6)9脂填充线；10阀。675GBT 23512-2009SO 13678：2000单位为毫米图G2逸气量试验设备19GBT 23512-2009ISO 13678：2000H1概述附录H(规范性附录)水沥滤试验本节描述了测定螺纹脂抗水冲洗性的试验过程。H2设备设备如图H1，图H2所示，也可采用其他类似设备。H21设备包括38库氏(Coors)瓷滤锥，50 IDIm直径。H22 100mL玻璃烧杯，在距烧杯底部16ITIITI位置，有6个均布的直径为6mm的洞。H23铬镍合金三角架支承滤锥。H24 100 mL烧杯。H25 l 000 mL烧杯(在底部有一旁通延伸管)。H26铜
28、16miD_网筛。H27 150 mm高的黄铜圆桶，直径为75 mm，壁厚为6 ram(此黄铜桶在距顶部20 rprnt处有一溢流孔)，底部中心有一直径30 r1317i的孔。H28离心泵循环能力为1 Lrain 66的水。H29两个内径为635 I：nITI的连接管。H210环形台架。H211加热器。H3步骤在已称过重量的瓷滤锥中盛装大约1 7 g螺纹脂，用一个刮刀抹平且中凹1 TO_r13并再次称重。锥体支承在100 mL烧杯上，锥体和100 mL烧杯又通过铬镍三角架支承在1 000 mL烧杯上。整体玻璃组件安放在电炉上，电炉用于给来自泵里的水加温。黄铜桶用环形台上的夹子来支承。铜丝网等距
29、离地放在黄铜桶和滤锥上边沿的中间，后两者距离是130 r13In。至少500 mL的蒸镏水预先在1 000 mL烧杯里加热到66。1 000 mL烧杯内的水通过泵进入到黄铜筒内，通过夹子来调节水量使其达到溢流面。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。水循环2 h，此时水温应保持在6066之间。在试验完成后，拆下设备，滤锥和内部的脂在66温度下干燥24 h，取出后在干燥器中冷却后并称重。失重量按原样品量的质量分数计算。GBT 23512-2009ISO 13678：2000单位为毫米1铜网，16 1_Tlll-网孔2锥形漏斗；3100 mL烧杯，改型41 000
30、mL，改型；5流量调节阀；6从泵流人；7流人泵中；8加热；9在稳压加热下供水10螺纹脂样品。图H1水沥滤试验设备e e21GBT 235】22009IsO 13678：2000221三角架和铜网；2脂样品杯；3支架(见详图)4接水桶；5调节阀；6从恒温水槽流人(参看图G2)7流到恒温水槽8泵；9在稳压加热下供水；10调水平螺丝；11溢水管；12支撑架；13支板。6图H2水沥滤试验设备7单位为毫米附录I(资料性附录)摩擦性能试验I1概述螺纹脂生产厂应对确定螺纹脂的摩擦特性负责。I2工业试验方法GBT 235122009璐o 13678：2000API已完成管螺纹脂的研究(API PRAC项目88
31、，89，91-51：1992)。40章“小尺寸摩擦试验进展”提供螺纹脂摩擦性能的试验方法的发展历史。60章描述了用于IsOAPI类型连接的全尺寸连接试验过程，其中包括了螺纹脂摩擦性能的评价。ISO 13679描述了一些螺纹连接的试验步骤。I3全尺寸试验至少要求进行两个多次连接试验；一个是油管试验，最好采用规格为889 nlrn(ISOAPI 3寺inl、 - ， C 、的油管，另一个是套管，最好采用规格为2445 mm(ISOAPI 9詈inl的。由于螺纹脂连接系统的摩、 o ，擦系数可随螺纹形状、密封类型和材料等级的变化而改变，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；本节所
32、涉及到的全尺寸API参考试验过程规定对于8牙圆螺纹试验样品的上扣，应以低“参考扭矩”旋进一定的圈数。来自APIJoint Industry联合研究项目(API 19978)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(如固体组分类型或粒度，固体体积分数)，在利用标准参考扭矩时，就会造成试验样品的初始啮合部位和紧密距的差别(一个整圈或更大些)。初始紧密距的差别将造成最终啮合部位里的相似的差别。在API允许差的允许范围内，螺纹脂的比较试验都应选定相同的最终啮合位置，既不是摩擦性能，也不是流体密封性能，这一点是最基本的。理由是连接部件啮合的圈数决定滑脱强度和连接的密封性能。在上
33、面所提到的研究项目，初始参考紧密距是利用参考标样确定的。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圈数以达到最终啮合位置。对于更多信息，包括API改进型螺纹脂和参考标样的性能比较，建议阅读所提到的项目的摘要。I4小尺寸试验API RP 7A1描述了一个小尺寸试验的程序。此程序利用带有圆柱螺纹的台肩固定夹具。它不截留螺纹脂，因此所形成的膜厚度是非常薄的。表面接触压力相对来讲较高，在200 MPa425 MPa之间，相比之下用于ISOAPI套管，油管和管线管连接的表面接触压力只有35 MPa 140 MPa。用API RP 7Al方法所确定的典型
34、的油管和套管螺纹脂的摩擦系数，大约在0067008范围之间。在用API 8牙圆螺纹进行全尺寸试验时，相同螺纹脂的摩擦系数显示为002o04那样低。这个差别是由于全尺寸连接圈数之间的表面接触压力减少，就象“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。这时显示出的是表观摩擦系数。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。GBT 23512-2009150 13678：2000附录J(资料性附录)极限表面接触压力(粘着)试验J1概述螺纹
35、脂生产厂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，因此鼓励生产厂和用户进一步发展粘着试验方法直到能达成一致意见。J2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ISO 13679参考C93第5章“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。第6章描述了全尺寸试验的步骤，包括用于IsoAPI类型连接的螺纹脂抗粘扣特性的评价。附录K(规范性附录)流体密封试验GBT 23512-2009ISO 13678：2000K1概述螺纹脂生产厂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，因此鼓励生
36、产厂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K3中给出。K2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定螺纹脂连接系统上进行全尺寸试验，如在IsO 13679中所描述的那样。参考9第6章描述了用于评价螺纹脂流体密封特性的全尺寸试验。许多尝试被用来设计实验室试验评价IsOAPI类型连接的油管和套管用螺纹脂的密封能力。在19571993年间至少进行了11种尝试，以开发一种螺纹脂密封能力的小尺寸试验。这11种方法，没有一种被工业界所接受，或被任一螺纹脂生产厂及用户所采用。从这些过去的努力可知，设计一种小尺寸的用于测定螺纹脂密封能力的试验，还需更多的额外努力。AP
37、I目前最近的尝试是利用一个螺旋槽试验装置，它十分接近API偏梯形螺纹的间隙和泄漏通道的长度。发现了一些不一致的观象，对试验方法本身来讲，这是由于螺纹脂颗粒尺寸不一致造成的。本方法的进一步评价表明了区别螺纹脂之间的相对能力。本方法没有说明颗粒剪切性质对密封的影响。注：本节所涉及到的全尺寸API参考试验过程规定对于8牙圆螺纹试验样品的上扣，应以低“参考扭矩”旋进一定的圈数。来自APIJoint Industry联合研究项目(API 1997C8J)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(如固体组分类型或粒度，固体体积分数)，在利用标准参考扭矩时，就会造成试验样品的初始啮
38、合部位和紧密距的差别(一个整圈或更大些)。初始紧密距的差别将造成最终啮合部位里的相似的差别。在API允许差的允许范围内，螺纹脂的比较试验都应选定相同的最终啮合位置，既不是摩擦性能，也不是流体密封性能，这一点是最基本的。理由是连接部件啮合的圈数决定滑脱强度和连接的密封性能。在上面所提到的研究项目，初始参考紧密距是利用参考标样确定的。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圈数以达到最终啮合位置。对于更多信息，包括API改进型螺纹脂和参考标样的性能比较，建议阅读所提到的项目的摘要。K3试验步骤无论选择那一种试验方法，均应能满足本标准要求。最少要
39、包括下列这些步骤：a)试验压力将用干氮气供给。b)泄漏检测应按ISO 13679中显示的“气泡”方法进行，泄漏速率将通过观察单位时间内逸出的d)e)f)气泡，或类似的方法来确定，以cnl3rain表示。试验压力应按图K1执行，起始压力为70 MPa，压力每次增加70 MPa，并保持15 rain。最大试验为70 MPa，或按用户和生产厂的要求而定。最大试验压力应至少保持8 h(最初15 rain要持续观察)。试验记录表在图K2中，并且试验压力的连续带状图表在整个完整的试验期间都应记录。在螺纹脂进行评价试验之前，应先完成参考标样(附录B)的压力试验。记录试验结果包括两个图表和带状图应作为试验报告
40、的一部分。GBT 23512-2009IS0 13678：2000击苫、茕出 ?厂_J一I厂_Jr_JJ_J1在最大压力下保压8 h。保压时问rain图K1 小尺寸密封性能试验步骤小尺寸密封性能试验表时间 压力 逸出气体备注miD MPa图K2小尺寸密封性能试验表L1推荐的性能标准附录L(资料性附录)防腐蚀试验GBT 23512-2009150 13678：2000螺纹脂应提供防腐蚀性，选用ISO 11960 L80锕级材料(或相似的)，在38进行至少500 h的防腐性试验，按ASTMB-117盐雾(喷雾)试验(5NaCI溶液，pH值中性)，检测时选用每80 cm2收集率为10 mLh20 m
41、Lh。螺纹脂涂刷的厚度应为相同的04 film，在样品涂刷过程中，要避免任何的划痕和表面条痕。腐蚀水平的测量不应超过表面积的1，由于腐蚀“边缘效应”和腐蚀“渗色”造成的排除在外。注：评价一种包含组分颗粒尺寸大于04 mm的螺纹脂，可能会要求一个较厚的涂层和更长时间的曝露。L2备选试验方法此外螺纹脂也可采用其他的，包括下列的标准进行评价(圆括号内的试验时间是已知的)a)ASTMD 1743(48 h)；b)DIN 51802(164 h)；c)SPEll396(40 d)；d)NACEl34(40 d)；e)NFX 41002；f) ISO 11007。GBT 23512-2009IS0 136
42、78：2000附录M(资料性附录)螺纹脂高温稳定性试验M1概述本附录描述了一个用于评价螺纹脂高温稳定性的方法。M2设备M21样品杯按IsO 2137所要求的器皿或类似器皿(内径76 cm，高64 cm)。M22重力对流烘箱：应能有138土11的保温能力。M3步骤如下a) 把具有代表性的螺纹脂样品装进已称过重量的容器中，距上沿大约有2 cm。要小心进行，以免空气裹人。b)再次称取容器和螺纹脂样品的总重量，并计算样品的体积。这是在确定了螺纹脂的密度(gcm3)的确定基础上进行的。c)在重力对流烘箱(M22)中，在138的条件下，最少烘烤24 h。d)在烘烤后放人干燥器内冷却到室温，并轻轻到出分离出
43、的油。e)重新称取容器和螺纹脂样品的重量，并记录总损失量(体积分数)”。由于基脂油分离或组分挥发造成的总损失量不能超过体积分数的25。4)体积分数的计算：首先确定(如事先未知)试验用螺纹脂的密度(kgm3)，试验所需的总的质量既不是通过直接测量，也不是用样品和设备的总量减去设备的皮重得到的。以立方米表示的样品的体积等于样品的质量(以千克为单位)除以密度再乘以1 000。由于分离或蒸发而失去的油或挥发物，假如它们是烃基化台物，可以假定具有相近的密度900 kgm3。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 kgm3(或实际的密度，如已知是不同的)再乘以1 000 kgm3。
44、体积分数(损失量)等于分离或蒸发物质的体积除以原始样品的体积再乘以100 kgm3。参考文献GBT 23512-2009150 13678：200013 ISO 10405：1993石油和天然气工业套管和油管的使用及维护E2ISO 11007：1997石油和天然气工业润滑脂防锈特性的确定3ISO 11960” 石油和天然气工业油井套管、油管用钢管4ISO 136796 石油和天然气工业用于套管、油管连接的试验步骤53 API BUL 5A2：1988” 用于套管、油管和管线管的螺纹脂公报6API RP 5A3：1996用于套管、油管和管线管的螺纹脂的推荐作法7API RP 7A1：1992用于
45、旋转台肩连接的螺纹脂试验的推荐作法8API 1997，API螺纹脂研究，环境可按受的螺纹脂的全尺寸性能试验(总结报告)9API PRAC项目88、89、915：1992管用螺纹脂的研究10ASTM B 117盐雾试验设备操作的标准作法11ASTM C 561：1991测定在石墨样品中灰分的标准试验方法12ASTM D 283：1984氧化亚铜和铜颜料的化学分析的标准试验方法13ASTM 521：1990锌末(金属锌粉末)的化学分析的标准试验方法14ASTM D 566润滑脂滴点的标准试验方法15ASTM D 1301：1991 白铅颜料的化学分析的标准试验方法163 ASTM D 1743：1994el确定润滑脂防腐蚀特性的标准试验方法17ASTM D 2196：1999通过旋转(布氏类型)黏度计测定非牛顿材料的流变学特性的标准试验方法E18ASTM D 2596：1997测量润滑脂(四球方法)极限表面接触压力特性的标准试验方法19ASTM D 2782：1994(1996年重新批准)测量润滑脂(梯姆肯方法)极限表面接触压力特性的
