ENGINEER TALKS Ep.25: Таблиця морських трубних різьб: BSP, NPT & NPSM ідентифікація та герметизація інтерфейсів

Два фітинги з позначкою 1/2, які не утворюють єдиного з’єднання

На монтажному столі розмічено штуцер1/2зустрічає відповідну частину, також позначену1/2. Обидва чисті, обидва мають номінальний розмір, який вимагає креслення, і обидва чесно описані їхніми постачальниками. Проте вони збігаються вручну на кілька обертів, а потім різко зупиняються — або вони пригвинчуються до плеча й плачуть, коли на лінії виникає тиск. Нічого не було підроблено і ніхто не був необережним. Дві частини просто розрізають на дві різні системи ниток, і фракція, яка виглядає ідентично, означає щось інше в кожній.

Це повсякденна форма плутанини трубної різьби, і це проблема геометрії задовго до проблеми крутного моменту. Діаграма морської трубної різьби корисна лише в тому випадку, якщо вона розділяє три речі, ніж одну1/2не можна: форму різьби (її боковий кут), конусність і місце, де з’єднання призначене для ущільнення. Зробіть ці три неправильно, і жодна кількість герметизуючої суміші не створить надійного з’єднання.

Що вам насправді говорить 1/2

Номінальні розміри труб - це номери розмірів, а не вимірювання. Фракція колись відстежувала отвір труби, до якої передбачалося загвинтити фітинг, і вона збереглася як позначення. Це не виміряний зовнішній діаметр різьби і не отвір також. Монтажник, який калібрує деталь, позначену 1/2, і порівнює її з «0,5 дюйма», помиляється з великим відривом, перш ніж торкнутися різьби.

Отже, зовнішній діаметр потрібно виміряти, а потім порівняти з таблицею, а позначення на деталі чи кресленні – це те, що насправді називає систему. Той самий записаний дріб існує в кількох системах, і ці системи не взаємозамінюються.

Визначте це за чотири кроки

Працюйте в фіксованому порядку, щоб щоразу знімалися однакові показники, хто б не перебував на лаві.

1. Прочитайте конусність різьблення, а не корпусу.Виміряйте діаметр різьби на першій зачепленій різьбі та знову на останній. Конічна різьба змінює діаметр по довжині; паралельна нитка не має. Конусність, спільна для конічної різьби BSP і NPT, становить 1:16 за діаметром — 0,75 дюйма на фут, півкут 1°47′ до осі труби. У простих термінах діаметр збільшується приблизно на 1 мм на кожні 16 мм довжини нитки. Вимірюйте у визначених місцях — першій і останній нитці — а не в одному зручному місці на тілі.

2. Виміряйте зовнішній діаметр гребенів.Перенесіть показання на гребінь різьби та порівняйте його з таблицею для номінального розміру. Немає скорочення: виміряний діаметр не буде дорівнювати дробу і не буде дорівнювати отвору.

3. Порахуйте кількість ниток на дюйм.Датчик кроку різьби безпосередньо визначає крок. Цей крок є необхідним, але недостатнім — як показано в наведеній нижче таблиці, кількість різьби може бути ідентичною в двох різних системах за однакового номінального розміру, тому відповідний крок сам по собі мало що підтверджує.

4. Підтвердьте проти позначення або калібру.Супорти та крокомір є методом відсіву; правильним підтвердженням є стандартне позначення деталі та, якщо перевірка має значення, розмір різьби для цього стандарту. Розглядайте вимірювання штангенциркулем як ідентифікацію першого проходу, а не як прийняття.

Довідка про загальну ідентифікацію розміру

У таблиці нижче зібрано показники, які найчастіше потрібні для сортування деталей за розміром. Він обмежений діапазоном, де є надійні докази — від 1/8 до 2 у номінальному розмірі — і це ідентифікаційне посилання, а не сумісність чи схвалення тиску.

Дві різні величини розташовані поруч у цій таблиці, і їх не слід читати як одну шкалу штангенциркуля. Стовпець G — це основний діаметр різьблення — виміряний поперек гребнів різьби — за стандартом паралельної різьби. Стовпець NPT - це номінальний зовнішній діаметр труби, який використовується для визначення розміру, різної кількості в різних одиницях. Обидва є ідентифікаційними посиланнями, взятими зі стандартів і похідних від стандартів таблиць, названих у цій статті; вони не є одним безперервним вимірюванням, і вони не є цифрою підгонки чи тиску.

Прочитайте 1/8 рядка проти 1/4 рядка, і з’явиться вся ця стаття. При номінальному розмірі 1/8 паралельна різьба G має 28 ниток на дюйм, а NPT – 27; на 1/4 обидва сидять на 19 і 18. Вони явно різні. Але на 1/2 і знову на 3/4 обидві системи припадають на 14 ниток на дюйм. Датчик кроку не може відокремити два 1/2 фітинги один від одного. Що їх розділяє, так це кут бока та конусність — саме те, про що вам ніколи не скаже кількість ниток.

Три змінні, які вирішують, чи поєднуються дві частини

З’єднання ущільнюється там, де стандарт визначає герметичність, а не там, де інсталятор накладає стрічку або компаунд. Зауважте також, що NPT і NPSM мають однакову форму 60° і однакову кількість ниток на дюйм при однаковому номінальному розмірі; різниця полягає в конусі проти прямого, і вже одне це змінює інтерфейс ущільнення. Поряд із цими існують відповідні позначення — NPTF — це варіант конусності NPT із сухим ущільненням, а NPS і NPSL описують пряму різьбу для інших цілей, — але вони не змінюють способу ідентифікації чотирьох систем, наведених вище.

У сімействі BSP позначення розрізняються ще більше, і саме тут невиразна мова створює справжні проблеми. G — паралельна різьба ISO 228-1. R – конічна зовнішня різьба, Rp – паралельна внутрішня різьба, Rc – конічна внутрішня різьба системи ISO 7-1 / EN 10226. Rp — це паралельний внутрішній потік цієї системи — це не просто інша назва G, і два стандарти використовують їх у різних спільних схемах. Обробка кожного потоку "BSP" як одного елемента є такою ж помилкою, як розглядання кожної "1/2" як одного елемента.

Чому ідентичний підрахунок ниток все одно не запечатується

NPT і NPSM – це пара, яку найчастіше неправильно оцінюють, і помилка зазвичай йде в одному напрямку: люди припускають, що вони повинні відрізнятися профілем різьби та кроком, тому що вони поводяться дуже по-різному в місці з’єднання. Вони цього не роблять. Обидва мають V-подібну форму під кутом 60° з плоскими гребенями та корінцями, і при заданому номінальному розмірі вони несуть однакову кількість ниток на дюйм. Різниця полягає в тому, що NPT конічний, а NPSM прямий.

Ця єдина відмінність є вирішальною. Конічна зовнішня різьба потребує конічної або правильно підібраної відповідної частини для клина та ущільнення. Загвинчені в пряму різьбу, дві форми конфліктують: перші кілька різьб зачіпаються, а решта ніколи не з’єднуються належним чином, тому з’єднання має дуже малу несучу довжину та шлях для води прямо через нього. Це справжня збірка — вона відчувається, як одна — але це не герметичне з’єднання. Супутнє твердження має не менш велике значення: оскільки форма та тон є спільними, їх можна розпочати разом, саме тому цю невідповідність не вловлюється словами «воно входить» або «пройшло кілька обертів». Це не підтвердження придатності. Розміри, допуски та вимірювання також відрізняються, тому NPT і NPSM залишаються окремими, індивідуально визначеними різьбами; "те саме, за винятком конусності" також не є безпечним скороченням.

Інтерфейс герметизації - це вся суть

Від того, чи призначена різьба для герметизації на своїх боках чи поза ними, вирішує, як має бути зібрано з’єднання та де можна зупинити витік.

• З ниток.Паралельні з’єднання BSP (G) взагалі не герметичні до різьби. У стандарті чітко зазначено, що герметичність досягається шляхом стиснення двох стягувальних поверхонь поза межами різьби за допомогою відповідного ущільнення — прокладки, герметичної шайби або ущільнювального кільця на поверхні. NPSM поводиться так само: ущільнення відсутнє на різьбі — на сідлі, прокладці або кільці ущільнювача залежно від конструкції фітинга — і на внутрішніх поворотних фітингах це сідло зазвичай є конусом на 30°. На цих з'єднаннях нитка утримується і вирівнюється; ущільнення живе в іншому місці, і додавання додаткової стрічки до паралельної різьби не перетворює його на ущільнювальний елемент.
• На нитках.Конічні з’єднання BSP (EN 10226-1 / ISO 7-1) і з’єднання NPT герметичні за допомогою з’єднання різьби, і для обох потрібне ущільнювальне середовище — різьбовий герметик або з’єднувальна суміш для конічної системи BSP, герметик або PTFE стрічка, як правило, для NPT. Клин конусності 1:16 - це те, що закриває з'єднання.

Ось чому витік на фітингу з паралельною різьбою та витік на фітингу з конічною різьбою не є одним і тим же діагнозом. На конічній різьбі ущільнення утворюється вздовж довжини зачеплення, тому те, наскільки далеко досягає різьба, має значення. На паралельній різьбі з торцевим ущільненням різьба лише утримує поверхні разом, і витік буде видно на прокладці або сідлі — надмірне стиснення не допоможе. А там, де дві системи змішані, виправлення не є кращим герметиком; це правильний відповідник.

Морські інтерфейси, де це важливо

Нижче ватерлінії невідповідність різьби переходить від незручної до серйозної, а задіяні фітинги слідують логіці, яку варто знати.

• Наскрізна фурнітура.Стандартний фланцевий наскрізний корпус — грибоподібна або обшивка — виготовляється з прямою зовнішньою різьбою. Це зроблено навмисно: пряма горловина може бути обрізана до товщини корпусу і все ще з'єднана з запірним краном з прямою різьбою або фланцевим адаптером. Сім'ю видно по всьомудіапазон монтажу через корпус.
• Фланцеві морські крани.У конфігурації, описаній у вказівках з морського встановлення, фланцевий забірний кран має внутрішню пряму різьбу на зовнішньому, фланцевому кінці та внутрішню різьбу NPT (конусну) ​​на внутрішньому кінці. Таке розташування дозволяє прямому наскрізному корпусу зустрічатися з морським краном на фланці, тоді як внутрішня сторона приймає хвіст шланга NPT або клапан. Він описує цей клас морських кранів; це не твердження, що кожен морський кран на кожному судні побудований таким чином.
• Внутрішні клапани.Звичайний вбудований клапан зазвичай має різьбу NPT на обох кінцях. Ці нитки не призначені для прямої посадки на наскрізний корпус з прямою різьбою, і такий клапан не повинен замінювати фланцевий забірний кран на цьому з’єднанні.
• Комбіновані нитки.Деякі наскрізні корпуси нарізані за допомогою так званої комбінованої різьби, де головна частина є NPT і зливається з прямою різьбою далі. Це компроміс, який дозволяє запускати клапан NPT на прямому наскрізному корпусі. Це нестандартна форма, характерна для цих фітингів, і з’єднання залежить від цієї індивідуальної конструкції, а не від стандартної взаємозамінної пари різьб.

Правило, яке повторюється в інструкції з морського встановлення, є коротким, і його варто пояснити, оскільки воно є широко цитованою галузевою вимогою, а не пунктом, перевіреним для цієї статті: різьблення, що використовується в установці морського крана, має бути сумісним, NPT до NPT і пряме до прямого. Там, де їх немає, невдача не драматична. Потоки починаються; вони просто не можуть повністю зачепитися, і те, що залишається, це короткий, слабкий, схильний до протікання шарнір, який не виявить своєї слабкості, доки човен не опиниться у воді. Ущільнювач і сила не відновлюють невідповідну різьбу — вони приховують її.

Що вказати в замовленні, а що перевірити на лавці

Більшість суперечок щодо потоків вирішуються інформацією, а не інструментами, і два коротких списку охоплюють це.

Для закупівлі, коли частина визначена або джерело:

• Назвіть систему різьби та позначення, а не лише розмір — наприклад, «G 1/2, паралельно, відповідно до ISO 228-1» або «1/2-14 NPT, відповідно до ASME B1.20.1». Голе "1/2" не є специфікацією.
• Попросіть, щоб стандарт і різьбу були позначені або вказані на кресленні та упаковці, щоб деталь можна було перевірити під час отримання, а не під час введення в експлуатацію.
• Якщо джерело невідоме, вимагайте три вимірювання: зовнішній діаметр гребенів, кількість ниток на дюйм і чи звужується різьба.

Для складання, перш ніж що-небудь ущільнити або затягнути:

• Спочатку визначте сімейство — виміряйте конусність, потім зовнішній діаметр, потім крок і підтвердіть позначення.
• Поєднайте сім’ю з сім’єю: пряма до прямої, конічна до конічної, з правильною формою нитки з кожного боку.
• Не сприймайте слова «він закручується» або «він робить кілька обертів» як доказ прилягання до з’єднання нижче ватерлінії.

Ніщо з цього не потребує спеціального обладнання, окрім супорта, вимірювача кроку та власного позначення деталі — але це вимагає, щоб ідентифікація відбулася до застосування герметика, а не після появи витоку.

Обговорення вимог до ниток перед замовленням

Якщо ви вказуєте або купуєте різьбове морське обладнання та бажаєте визначити, яку систему різьблення має мати певний фітинг — або як вказати це в замовленні на купівлю, щоб це можна було перевірити під час отримання — надішліть нам компонент, його передбачуване з’єднання та будь-який креслення чи зразок, який у вас є, разом із показаннями, описаними вище. Ми можемо обговорити вимоги до потоку та перевірки ідентифікації вашої програми та допомогти вам створити чітку специфікацію.