Статьи

Типы резьб  12.03.2014 18:12

В гидравлических системах по всему миру используется множество типов трубной резьбы. В настоящем разделе описаны переходники широкого ряда типов резьбы, включая дюймовую резьбу NPT, NPTF, NPSM, BSPT, BSPP, SAE, метрическую резьбу и резьбу UN/UNF. В этом разделе мы кратко описываем резьбу, произведенную по официальным стандартам и отраслевым спецификациям:
- резьба NTP: стандарты ANSI B1.21.1, FED-STD-H28/7
- резьба NPTF: стандарты SAE J476, ANSI B1.20.3, FED-STD-H28/8
- резьба NPSM: стандарты ANSI B1.20.1, FED-STD-28/7
- резьба BSPT: стандарты BS 21, ISO 7/1
- резьба BSPP: стандарты BS 2779, ISO 228/1
- резьба метрическая: стандарты ISO 261, ANSI B1.13M, FED-STD-H28/21
- резьба UN/UNF: стандарты ANSI B1.1, FED-STD-H28/2

Резьба NPT и NPTF

Дюймовая резьба NPT(F)

NPT и NPTF (Dryseal) - это используемый преимущественно в США тип конической дюймовой резьбы. Угол профиля резьбы NPT равен 60°, а конус 1°47". Благодаря конусу они широко используются в США как регулируемые фитинги для коленчатых и тройниковых соединений. Было обнаружено, что, несмотря на высокое предельное статическое давление, NPT/NPTF ненадежен при динамическом давлении, особенно крупные типоразмеры 1 дюйм и выше. Поэтому рекомендуется в новых гидравлических системах использовать альтернативные формы резьбы и уплотнения на основе эластомерных уплотнителей.
При сборке без уплотнителя резьба NPT оставляет спиральный путь утечки, как показано на рисунке чуть ниже. Для герметизации жидкости под давлением в деталях с резьбой NPT требуется соответствующий уплотнитель.

Резьба NPT, зажата ключом: нет контакта вершин и впадин, только контакт боковых поверхностей

Резьба NPTF, зажата от руки: контакт вершин и впадин
Резьба NPTF, зажата ключом: контакт вершин и впадин, а также боковых поверхностей
С другой стороны, по меньшей степени, в теории, резьба NPTF (Dryseal) при сборке не оставляет спирального пути утечки. Это объясняется контролируемым срезанием вершины и впадины профиля резьбы, что обеспечивает контакт металлических вершин и впадин резьбы. При зажатии от руки вершины резьбы сплющиваются до тех пор, пока боковые части не входят в контакт «металл-металл». Теоретически устраняется путь утечки жидкости, если все поверхности безупречны и точно соответствуют по размерам. В реальности так обычно не бывает, и для герметичности соединения требуется уплотнитель/смазка даже при использовании резьбы NPTF.

При этом, так как в резьбе NPTF повышено давление контакта поверхностей, компания Parker оснащает все переходники из нержавеющей стали резьбой NPT для того, чтобы снизить риск заедания резьбы (эффект холодной сварки).

Чем плохи герметик и смазка? Герметик/смазка обеспечивает уплотнение и смазку при сборке трубной резьбы, снижая риск заедания. Герметики для трубной резьбы имеют различное исполнение – сухие, ленточные, в виде пасты и анаэробных жидкостей. Лента PTFE при неправильном применении может способствовать засорению системы при сборке и разборке. Пасты-герметики также могут засорять систему при неправильном применении и, кроме того, с ними еще и довольно трудно работать, а некоторые их типы требуют выдержки после установки детали перед запуском системы.

Резьба BSPT

Резьба BSPT впервые появилась в британской газовой промышленности – для соединения по наружному диаметру газовой трубы. Эта резьба имеет угол профиля 55 градусов, а шаг резьбы сильно отличается от резьбы NPTF. Поэтому эти два типа резьбы не совместимы между собой.
Сегодня резьба BSPT используется в пневматике, однако ее использование в гидравлике ограничено. В большинстве случаев винт BSPT завинчивается в штуцер BSPT. В этой ситуации зацепление резьбы ограничено, что дает более низкую силу захвата по сравнению с эквивалентами NPT.
Для уплотнения резьбы BSPT всегда требуется герметик, поскольку уплотняющую функцию выполняет сама резьба. Фитинги BSPT имеют ограниченную регулируемость при использовании колен или тройников, и их легко перезажать и повредить резьбу штуцера, втулки или и того, и другого сразу. Возможность повторного применения также очень ограничена. По этим причинам резьба BSPT должна использоваться только для низкого давления с ограниченным динамическим изменением давления.

Резьба UNF

Штуцеры, предназначенные для отверстий с резьбой UN/UNF, также известны как соединители O-Ring Boss (O.R.B.), при правильной сборке позволяют достичь эксплуатационных характеристик, аналогичных лучшим из существующих герметичных соединителей.
В соединениях этого типа функции уплотнения и крепления разделены. Резьба выполняет только функцию крепления. Допуски по размерам резьбы более свободны между штуцером с наружной резьбой и отверстием с внутренней резьбой, поэтому чувствительность к повреждениям резьбы гораздо ниже чем, например, у соединений NPT. Функцию уплотнения выполняет жесткое кольцо, установленное в специальной канавке в верхнейчасти резьбы отверстия. При появлении давления уплотнительное кольцо закрывает единственный путь утечки. Хорошее первоначальное сжатие уплотнителя означает, что соединение будет герметичным как при низком, так и при высоком давлении.

Переходники с метрической резьбой ISO 6149. Конструкция соединения ISO 6149 похожа на UN/UNF, но они имеет метрическую резьбу. Поэтому рабочие характеристики этих переходников по давлению похожи, как и удобные для пользователя характеристики сборки. Эта конструкция рекомендована комитетом по стандартизации ISO для всех новых областей применения и конструкций. Новая резьба ISO 6149 получила широкое распространение среди производителей сельскохозяйственной и строительной техники. Компания Parker Hannifin предлагает один из самых широких ассортиментов трубных фитингов и переходников с резьбой стандарта ISO6149.

Резьба JIS (Japanese Industrial Standard)

Переходники с резьбой стандарта JIS обычно используются в качестве шланговых переходников на оборудовании, произведенном или сконструированном в Японии или Корее. Уплотнение осуществляется линейным контактом поверхностей сопрягающихся конусов 60 градусов фитинга и шланга. Эти переходники сделаны по стандарту JIS B8363. Несмотря на то, что они имеют ту же конусность и резьбу, что и описанные далее конусные переходники BSPP на 60 градусов, они не взаимозаменяемы. (Более длинная внутренняя резьба фитингов JIS не позволяет завинчивать их в соответствующие фитинги BSPP с уплотнением).

Резьба BSPP

Британская стандартная трубная резьба до сих пор является самой распространенной резьбой в гидравлических системах в Европе. Настоящий раздел разбит на две части – одна описывает шланговые, а вторая - резьбовые переходники BSP.

Конусный переходник 60°
Функция конуса 60 градусов. Эта форма переходников BSPP, модифицированная для работы в качестве шлангового переходника, популярна в Великобритании, скандинавских странах и других странах Европы. Стандарт соединений – BS5200. Внутреннее отверстие переходников BSPP имеет конус с углом 60 градусов, который сопрягается с конусом того же угла поворотного шлангового фитинга. При завинчивании гайки два конуса прижимаются друг к другу и образуют металлическое уплотнение. Этот тип соединений обладает гибкостью применения, поскольку их можно завинчивать в резьбовые отверстия BSPP. В этом случае необходимо использовать двухслойный уплотнитель – обычно шайбу, состоящую из металлического внешнего кольца и внутреннего эластомерного уплотнителя.

Несмотря на эту гибкость, данные переходники нельзя использовать в качестве трубных фитингов.

Многие производители делают коленчатые или тройниковые переходники путем пайки прямых деталей. Это может привести к сильному прокаливанию фитинга в процессе пайки, в результате материал становится мягким. Тройники и коленчатые переходники ИнГидро производятся из высококачественной поковки и имеют чрезвычайно долгий срок службы.

1) уплотнительное кольцо со стопором;
2) форма A

Функция резьбовых переходников BSPP. Резьбовые переходники BSPP предназначены для отверстий с фрезерованной плоской опорной поверхностью вокруг резьбы. Опорная поверхность обеспечивает ровную область уплотнения, где бы ни использовалось такое отверстие – будь то фрезерованный блок клапанов или литой корпус насоса. Первоначально уплотнитель был сделан в виде медной шайбы (или из другого пластичного метала), но сегодня в большинстве переходников используются эластомерные уплотнители.
Высочайшие рабочие характеристики достигаются благодаря уплотнителю, после которого стоят уплотнительное и стопорное кольцо, двухслойный уплотнитель и, наконец, металлический уплотнитель. В качестве регулируемых фитингов они поставляются только в разновидностях с уплотнительным кольцом и стопором.

Трубные (NPSM) поворотные переходники

Поворотные переходники NPSM предназначены для шланговых фитингов с наружной резьбой NPT/NPTF с фрезерованным посадочным местом 30°. Переходники NPSM не имеют уплотнения по резьбе, как большинство переходников с резьбой NPT, уплотнение происходит только на конце переходника NPSM и на посадочном месте штуцера с наружной резьбой NPT/NPTF. Это создает уплотнение «металл-металл».

Перед сборкой важнее всего убедиться, что сопрягающаяся наружная резьба NPT/NPTF имеет посадочное место 30°.

Уплотнение поворотного переходника NPSM на сопрягающейся кромке наружной резьбы NPT

Посадочное место 30° на резьбе NPT/NPTF для переходников NPSM

Кромка наружной резьбы NPT/NPTF не обеспечивает необходимый контакт с надежным уплотнением на конусе переходника NPSM