ROZMOWY INŻYNIERÓW Odc. 25: Wykres gwintów rur morskich: Interfejsy identyfikacyjne i uszczelniające BSP, NPT i NPSM

Dwa łączniki oznaczone 1/2, które nie utworzą jednego połączenia

Na stole montażowym zaznaczona złączka1/2spotyka się z częścią współpracującą, również oznaczoną1/2. Obydwa są czyste, oba mają rozmiar nominalny wymagany na rysunku i oba są rzetelnie opisane przez swoich dostawców. Mimo to biegną razem, ręcznie, przez kilka obrotów, a potem zatrzymują się — albo przykręcają się do ramienia i płaczą, gdy żyłka jest pod ciśnieniem. Nic nie zostało podrobione i nikt nie zachował się nieostrożnie. Obie części są po prostu przycinane do dwóch różnych systemów gwintów, a ułamek, który wygląda identycznie, oznacza w każdej coś innego.

Jest to codzienny kształt pomieszania gwintów rurowych i jest to problem z geometrią na długo przed problemem momentu obrotowego. Wykres gwintów rur morskich jest przydatny tylko wtedy, gdy oddziela trzy rzeczy od jednej1/2nie można: kształt gwintu (kąt przyłożenia), zbieżność i miejsce, w którym złącze ma być uszczelniane. Zrozum te trzy błędy, a żadna ilość środka dokręcającego lub uszczelniającego nie zapewni solidnego połączenia.

Co tak naprawdę mówi Ci 1/2

Nominalne rozmiary rur są liczbami rozmiaru, a nie wymiarami. Frakcja, która niegdyś śledziła otwór rury, do której miała być przykręcona złączka, przetrwała do dziś jako oznaczenie. Nie jest to zmierzona średnica zewnętrzna gwintu ani otwór. Instalator, który zaciska część oznaczoną jako 1/2 i porównuje ją z „0,5 cala”, znacznie się myli, zanim w ogóle dotknie gwintu.

Należy zatem zmierzyć średnicę zewnętrzną, a następnie dopasować ją do tabeli, a oznaczenie na części lub na rysunku jest tym, co faktycznie nazywa system. Ten sam ułamek pisany istnieje w więcej niż jednym systemie, a systemy te nie zamieniają się.

Zidentyfikuj to w czterech krokach

Pracuj w ustalonej kolejności, tak aby za każdym razem dokonywane były te same odczyty, niezależnie od tego, kto siedzi na ławce.

1. Przeczytaj zbieżność gwintów, a nie korpusu.Zmierzyć średnicę gwintu na pierwszym gwintu zaczepionym i ponownie na ostatnim. Gwint stożkowy zmienia średnicę na swojej długości; wątek równoległy tego nie robi. Stożek wspólny dla gwintu stożkowego BSP i NPT wynosi 1:16 średnicy – ​​0,75 cala na stopę, co stanowi półkąt 1°47′ względem osi rury. Mówiąc najprościej, średnica rośnie o około 1 mm na każde 16 mm długości gwintu. Mierz w określonych pozycjach — pierwszej i ostatniej nitce — zamiast w jednym dogodnym miejscu na ciele.

2. Zmierz średnicę zewnętrzną na grzbietach.Przenieś odczyt nad grzbietami gwintu i dopasuj go do tabeli z rozmiarem nominalnym. Nie ma drogi na skróty: zmierzona średnica nie będzie równa ułamkowi i nie będzie równa otworowi.

3. Policz nitki na cal.Miernik skoku gwintu podaje bezpośrednio skok. Ten krok jest konieczny, ale niewystarczający — jak pokazuje poniższa tabela, liczba gwintów może być identyczna w dwóch różnych systemach przy tym samym nominalnym rozmiarze, więc samo dopasowanie skoku jest bardzo mało skuteczne.

4. Potwierdź na podstawie oznaczenia lub miernika.Suwmiarki i miernik podziałki są metodą przesiewową; właściwym potwierdzeniem jest standardowe oznaczenie części oraz, jeśli kontrola ma znaczenie, sprawdzian gwintu dopuszczający/nie dopuszczający dla tej normy. Traktuj pomiar suwmiarką jako identyfikację przy pierwszym przejściu, a nie jako akceptację.

Odniesienie do identyfikacji wspólnego rozmiaru

The table below gathers the readings most often needed to sort a part by size. Ogranicza się do zakresu, w którym dowody są solidne – od 1/8 do 2 w rozmiarze nominalnym – i stanowi odniesienie identyfikacyjne, a nie zatwierdzenie zgodności lub ciśnienia.

W tej tabeli znajdują się dwie różne wielkości obok siebie i nie należy ich czytać jako jednej skali suwmiarki. Kolumna G to główna średnica gwintu — mierzona w poprzek grzbietów gwintu — według standardu gwintu równoległego. Kolumna NPT to nominalna średnica zewnętrzna rury używana do określenia rozmiaru, inna ilość w różnych jednostkach. Obydwa są odniesieniami identyfikacyjnymi zaczerpniętymi ze standardów i tabel pochodzących z norm wymienionych w tym artykule; nie są one jednym ciągłym pomiarem ani wartością dopasowania ani ciśnienia.

Przeczytaj wiersz 1/8 z wierszem 1/4, a pojawi się cały artykuł. Przy rozmiarze nominalnym 1/8 równoległy gwint G przebiega z prędkością 28 zwojów na cal, podczas gdy NPT ma prędkość 27; przy 1/4 obaj mają 19 i 18 lat. Są wyraźnie inni. Ale przy 1/2 i ponownie przy 3/4 oba systemy osiągają 14 wątków na cal. Miernik podziałki nie może oddzielić od siebie dwóch złączek 1/2. To, co je różni, to kąt przyłożenia i zbieżność — dokładnie tego, czego nigdy nie powie liczba gwintów.

Trzy zmienne decydujące o wiązaniu dwóch części

Uszczelnia złącza tam, gdzie norma określa szczelność, a nie tam, gdzie instalator nakłada taśmę lub masę. Należy również zauważyć, że NPT i NPSM mają ten sam kształt 60° i te same gwinty na cal przy tym samym rozmiarze nominalnym; różnica polega na tym, że jest stożkowa i prosta, a to samo zmienia powierzchnię uszczelniającą. Oprócz nich istnieją powiązane oznaczenia — NPTF to uszczelniony na sucho wariant stożka NPT, a NPS i NPSL opisują gwinty proste do innych celów — ale nie zmieniają one sposobu identyfikacji czterech powyższych systemów.

W rodzinie BSP oznaczenia są jeszcze bardziej od siebie oddzielone i w tym przypadku luźny język sprawia prawdziwe kłopoty. G to gwint równoległy ISO 228-1. R to stożkowy gwint zewnętrzny, Rp to równoległy gwint wewnętrzny, a Rc to stożkowy gwint wewnętrzny systemu ISO 7-1 / EN 10226. Rp to równoległy gwint wewnętrzny tego systemu — nie jest to po prostu inna nazwa G i te dwie normy używają ich w różnych wspólnych ustaleniach. Traktowanie każdego wątku „BSP” jako jednego elementu jest tym samym błędem, co traktowanie każdego „1/2” jako jednego elementu.

Dlaczego identyczna liczba wątków nadal nie zostanie uszczelniona

NPT i NPSM to pary najczęściej błędnie oceniane, a błąd zwykle biegnie w jednym kierunku: ludzie zakładają, że te dwa muszą różnić się profilem gwintu i skokiem, ponieważ zachowują się inaczej na złączu. Oni nie. Obydwa są kształtami V o kącie 60°, z płaskimi grzbietami i korzeniami, a przy danym rozmiarze nominalnym mają tę samą liczbę nitek na cal. Różnica polega na tym, że NPT jest stożkowy, a NPSM prosty.

Ta pojedyncza różnica jest decydująca. Stożkowy gwint zewnętrzny wymaga stożkowego lub odpowiednio dopasowanego odpowiednika, który będzie klinował i uszczelniał. Wkręcone w prosty gwint, te dwa kształty są ze sobą sprzeczne: kilka pierwszych gwintów łączy się, a pozostałe nigdy nie łączą się prawidłowo, więc połączenie ma bardzo małą długość nośną i prostą drogę dla wody. To prawdziwy zespół — sprawia wrażenie takiego — ale nie jest to połączenie szczelne. Stwierdzenie towarzyszące ma równie duże znaczenie: ponieważ forma i tonacja są wspólne, można je zacząć razem i właśnie dlatego tego niedopasowania nie można wychwycić w kategoriach „wkręca się” lub „zajęło to kilka tur”. To nie jest potwierdzenie dopasowania. Wymiary, tolerancje i grubość również się różnią, dlatego NPT i NPSM pozostają oddzielnymi, indywidualnie określonymi gwintami; „To samo, z wyjątkiem stożka” również nie jest bezpiecznym skrótem.

Interfejs uszczelniający to cały punkt

To, czy gwint jest zaprojektowany tak, aby uszczelniał jego boki, czy też znajdował się z dala od nich, decyduje o tym, jak należy zamontować złącze i gdzie można zatrzymać wyciek.

• Poza nitkami.Połączenia równoległe BSP (G) w ogóle nie są szczelne na gwincie. Norma wyraźnie stwierdza, że ​​szczelność ciśnieniową uzyskuje się poprzez dociśnięcie dwóch powierzchni dociskowych na zewnątrz gwintów odpowiednią uszczelką – uszczelką, podkładką klejoną lub pierścieniem uszczelniającym typu O-ring na powierzchni czołowej. NPSM zachowuje się w ten sam sposób: uszczelka jest zdjęta z gwintu — w gnieździe, uszczelce lub oringu, w zależności od konstrukcji złączki — a w przypadku złączy obrotowych z gwintem żeńskim to gniazdo ma zwykle stożek 30°. Na tych stawach gwint jest retencyjny i wyrównany; uszczelka mieszka gdzie indziej, a dodanie większej ilości taśmy do równoległego gwintu nie powoduje, że staje się ona elementem uszczelniającym.
• Na nitkach.Złącza stożkowe BSP (EN 10226-1 / ISO 7-1) i złącza NPT są uszczelnione ciśnieniowo poprzez dopasowanie gwintów i oba wymagają środka uszczelniającego — uszczelniacza do gwintów lub masy uszczelniającej w przypadku systemu stożkowego BSP, uszczelniacza lub taśmy PTFE powszechnie stosowanej w przypadku NPT. Klin stożka 1:16 zamyka połączenie.

Dlatego też nieszczelność na złączce z gwintem równoległym i nieszczelność na złączce z gwintem stożkowym to nie to samo rozpoznanie. W przypadku gwintu stożkowego uszczelka tworzy się na całej długości, dlatego znaczenie ma głębokość, na jaką sięga gwint. W przypadku gwintu równoległego z uszczelką czołową gwint jedynie łączy powierzchnie czołowe, a wyciek będzie widoczny na uszczelce lub gnieździe — nadmierne dociśnięcie nie pomaga. A w przypadku wymieszania obu systemów rozwiązaniem nie będzie lepsze uszczelnienie; jest to właściwy odpowiednik.

Interfejsy morskie, w których to gryzie

Poniżej linii wodnej niedopasowanie nici zmienia się z niewygodnego w poważne, a związane z tym okucia są zgodne z logiką, którą warto znać.

• Okucia przelotowe.Standardowy kadłub przelotowy z kołnierzem — złącze grzybkowe lub naskórkowe — jest wykonany z prostym gwintem zewnętrznym. Jest to celowe: prostą szyjkę można przyciąć do grubości kadłuba, a mimo to połączyć ją z zaworem dennym z gwintem prostym lub adapterem kołnierzowym. Rodzina jest widoczna na całym świeciezakres montażu przez kadłub.
• Kołnierzowe kurki morskie.W konfiguracji opisanej w wytycznych dotyczących montażu morskiego, kołnierzowy zawór denny ma proste gwinty wewnętrzne na końcu zewnętrznym, gwint wewnętrzny NPT (stożkowy) na końcu wewnętrznym. Dzięki takiemu układowi prosty kadłub łączy się z zaworem dennym przy kołnierzu, podczas gdy strona wewnętrzna przyjmuje końcówkę węża lub zawór NPT. Opisuje tę klasę zaworów dennych z kołnierzem; nie jest to twierdzenie, że każdy zawór denny na każdym statku jest zbudowany w ten sposób.
• Zawory liniowe.A plain in-line valve is normally threaded NPT at both ends. Gwinty te nie są przeznaczone do bezpośredniego mocowania na kadłubie z gwintem prostym i taki zawór nie powinien zastępować na tym połączeniu zaworu dennego kołnierzowego.
• Nici kombinowane.Niektóre kadłuby przelotowe są wycinane za pomocą tak zwanego gwintu kombinowanego, w którym część prowadząca jest NPT i w dalszym ciągu wtapia się w prosty gwint. Jest to kompromis, który pozwala na montaż zaworu NPT na prostym kadłubie. Jest to niestandardowa forma specyficzna dla tych złączek, a połączenie zależy wówczas od indywidualnego projektu, a nie od standardowej, wymiennej pary gwintów.

Zasada, którą powtarzają wytyczne dotyczące instalacji morskich, jest krótka i warto ją podać ze względu na nią — jest to szeroko cytowany wymóg branżowy, a nie klauzula zweryfikowana w tym artykule: gwinty stosowane w instalacji zaworu dennego powinny być kompatybilne, NPT do NPT i proste do prostego. Tam, gdzie ich nie ma, porażka nie jest dramatyczna. Wątki rzeczywiście się rozpoczynają; po prostu nie łączą się całkowicie i pozostaje krótkie, słabe i podatne na wycieki złącze, które nie ujawni swojej słabości, dopóki łódź nie znajdzie się w wodzie. Masa uszczelniająca i siła nie naprawiają niedopasowanego gwintu – one go ukrywają.

Co umieścić w zamówieniu, a co sprawdzić na ławce

Większość sporów dotyczących wątków jest rozstrzygana na podstawie informacji, a nie narzędzi, co obejmują dwie krótkie listy.

W przypadku zamówienia, gdy część jest określona lub pobrana:

• Nazwij system gwintów i oznaczenie, a nie tylko rozmiar — na przykład „G 1/2, równoległy, zgodnie z ISO 228-1” lub „1/2-14 NPT, zgodnie z ASME B1.20.1”. Samo „1/2” nie jest specyfikacją.
• Poproś o oznaczenie normy i gwintu lub podanie ich na rysunku i opakowaniu, aby można było sprawdzić część przy odbiorze, a nie przy uruchomieniu.
• Jeżeli źródło nie jest pewne, poproś o trzy odczyty: średnicę zewnętrzną na grzbietach, liczbę zwojów na cal oraz to, czy gwint się zwęża.

Do montażu, zanim cokolwiek zostanie uszczelnione lub dokręcone:

• Najpierw zidentyfikuj rodzinę — zmierz stożek, następnie średnicę zewnętrzną, następnie podziałkę i potwierdź oznaczenie.
• Dopasuj rodzinę do rodziny: proste do prostych, stożkowe do stożkowych, z prawidłowym kształtem gwintu po każdej stronie.
• Nie traktuj „wkręcania się” lub „robi kilka obrotów” jako dowodu dopasowania połączenia poniżej linii wodnej.

Żadne z tych działań nie wymaga specjalnego sprzętu poza zaciskiem, miernikiem podziałki i własnym oznaczeniem części, ale wymaga identyfikacji przed rozpoczęciem działania uszczelniacza, a nie po pojawieniu się wycieku.

Omówienie wymagań dotyczących gwintów przed złożeniem zamówienia

Jeśli określasz lub pozyskujesz gwintowany osprzęt morski i chcesz sprawdzić, jaki system gwintów powinien mieć dana złączka — lub jak to określić w zamówieniu, aby można było to zweryfikować przy odbiorze — wyślij nam komponent, jego zamierzone połączenie oraz dowolny rysunek lub próbkę, którą posiadasz, wraz z odczytami opisanymi powyżej. Możemy omówić wymagania dotyczące gwintów oraz kontrole identyfikacyjne w odniesieniu do Twojej aplikacji, a także pomóc w przygotowaniu jasnej specyfikacji.