ENGINEER TALKS Ep.25: Marine Pipe Thread Chart: BSP, NPT & NPSM Identification and Sealing Interfaces

Δύο εξαρτήματα με σήμανση 1/2 που δεν θα κάνουν έναν σύνδεσμο

Σε πάγκο συναρμολόγησης σημειώνεται εξάρτημα1/2συναντά ένα ζευγαρωτικό μέρος επίσης σημειωμένο1/2. Και τα δύο είναι καθαρά, και τα δύο έχουν το ονομαστικό μέγεθος που ζήτησε το σχέδιο, και τα δύο περιγράφονται με ειλικρίνεια από τους προμηθευτές τους. Ωστόσο, τρέχουν μαζί με το χέρι για μερικές στροφές και μετά σταματούν απότομα - ή βιδώνουν μέχρι τον ώμο και κλαίνε τη στιγμή που πιέζεται η γραμμή. Τίποτα δεν έχει παραποιηθεί και κανείς δεν ήταν απρόσεκτος. Τα δύο μέρη απλώς κόβονται σε δύο διαφορετικά συστήματα νημάτων και ένα κλάσμα που φαίνεται πανομοιότυπο σημαίνει κάτι διαφορετικό σε καθένα.

Αυτό είναι το καθημερινό σχήμα της σύγχυσης του νήματος του σωλήνα και είναι ένα πρόβλημα γεωμετρίας πολύ πριν είναι πρόβλημα ροπής. Ένα διάγραμμα σπειρωμάτων θαλάσσιων σωλήνων είναι χρήσιμο μόνο εάν διαχωρίζει τρία πράγματα από ένα μόνο1/2δεν μπορεί: η μορφή του νήματος (η πλευρική γωνία του), η κωνικότητα και το σημείο όπου ο σύνδεσμος έχει σχεδιαστεί για σφράγιση. Λάθος αυτών των τριών και κανένα στοιχείο σύσφιξης ή στεγανοποίησης δεν παράγει ηχητική σύνδεση.

Τι πραγματικά σας λέει το 1/2

Τα ονομαστικά μεγέθη σωλήνων είναι αριθμοί μεγέθους, όχι μετρήσεις. Το κλάσμα κάποτε παρακολουθούσε την οπή του σωλήνα πάνω στο οποίο προοριζόταν να βιδωθεί ένα εξάρτημα και επιβιώνει σήμερα ως ονομασία. Δεν είναι η μετρημένη εξωτερική διάμετρος του νήματος και δεν είναι ούτε η οπή. Ένας εγκαταστάτης που δαγκώνει ένα εξάρτημα με την ένδειξη 1/2 και το συγκρίνει με "0,5 in" θα κάνει λάθος κατά πολύ πριν αγγίξει ποτέ τα νήματα.

Επομένως, η εξωτερική διάμετρος πρέπει να μετρηθεί και στη συνέχεια να αντιστοιχιστεί σε ένα τραπέζι, και ο χαρακτηρισμός στο μέρος ή στο σχέδιο είναι αυτό που στην πραγματικότητα ονομάζει το σύστημα. Το ίδιο γραπτό κλάσμα υπάρχει σε περισσότερα από ένα συστήματα και αυτά τα συστήματα δεν ανταλλάσσονται.

Προσδιορίστε το σε τέσσερα βήματα

Εργαστείτε με σταθερή σειρά, ώστε να λαμβάνονται οι ίδιες μετρήσεις κάθε φορά, όποιος κι αν είναι στον πάγκο.

1. Διαβάστε το κωνικό στα νήματα, όχι το σώμα.Μετρήστε τη διάμετρο του σπειρώματος στο πρώτο δεσμευμένο νήμα και ξανά στο τελευταίο. Ένα κωνικό νήμα αλλάζει διάμετρο κατά μήκος του. ένα παράλληλο νήμα δεν κάνει. Η κωνικότητα που μοιράζεται το κωνικό νήμα BSP και το NPT είναι 1:16 στη διάμετρο — 0,75 in ανά πόδι, μισή γωνία 1°47′ ως προς τον άξονα του σωλήνα. Με απλά λόγια, η διάμετρος αυξάνεται κατά περίπου 1 mm για κάθε 16 mm μήκους νήματος. Μετρήστε στις καθορισμένες θέσεις — πρώτη και τελευταία κλωστή — αντί σε ένα βολικό σημείο στο σώμα.

2. Μετρήστε την εξωτερική διάμετρο στις κορυφές.Πάρτε την ένδειξη πάνω από τις κορυφές του νήματος και αντιστοιχίστε την σε έναν πίνακα για το ονομαστικό μέγεθος. Δεν υπάρχει συντόμευση: η μετρούμενη διάμετρος δεν θα είναι ίση με το κλάσμα και δεν θα ισούται με τη διάτρηση.

3. Μετρήστε τα νήματα ανά ίντσα.Ένας μετρητής βήματος νήματος δίνει απευθείας το βήμα. Αυτό το βήμα είναι απαραίτητο αλλά όχι επαρκές — όπως δείχνει ο παρακάτω πίνακας, ο αριθμός νημάτων μπορεί να είναι πανομοιότυπος σε δύο διαφορετικά συστήματα στο ίδιο ονομαστικό μέγεθος, επομένως ένα αντίστοιχο βήμα από μόνο του αποδεικνύεται πολύ λίγο.

4. Επιβεβαιώστε έναντι της ονομασίας ή ενός μετρητή.Οι δαγκάνες και ο μετρητής βήματος είναι μια μέθοδος ελέγχου. Η κατάλληλη επιβεβαίωση είναι η τυπική ονομασία του εξαρτήματος και, όπου έχει σημασία η επιθεώρηση, ένα μετρητή σπειρώματος go/no-go για αυτό το πρότυπο. Αντιμετωπίστε τη μέτρηση του διαβήτη ως αναγνώριση πρώτης διέλευσης, όχι ως αποδοχή.

Αναφορά κοινής αναγνώρισης μεγέθους

Ο παρακάτω πίνακας συγκεντρώνει τις ενδείξεις που απαιτούνται συχνότερα για την ταξινόμηση ενός μέρους κατά μέγεθος. Περιορίζεται στο εύρος όπου τα αποδεικτικά στοιχεία είναι στέρεα — 1/8 έως 2 σε ονομαστικό μέγεθος — και είναι αναφορά αναγνώρισης, όχι συμβατότητα ή έγκριση πίεσης.

Δύο διαφορετικές ποσότητες βρίσκονται δίπλα δίπλα σε αυτόν τον πίνακα και δεν πρέπει να διαβάζονται ως μια ζυγαριά. Η στήλη G είναι η κύρια διάμετρος του νήματος — μετρούμενη κατά μήκος των κορυφών του σπειρώματος — από το πρότυπο παράλληλου σπειρώματος. Η στήλη NPT είναι η ονομαστική εξωτερική διάμετρος σωλήνα που χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό του μεγέθους, διαφορετική ποσότητα σε διαφορετικές μονάδες. Και οι δύο είναι αναφορές αναγνώρισης που λαμβάνονται από τα πρότυπα και τους πίνακες που προέρχονται από πρότυπα που αναφέρονται σε αυτό το άρθρο. Δεν είναι μία συνεχής μέτρηση και δεν αποτελούν ένδειξη προσαρμογής ή πίεσης.

Διαβάστε τη σειρά 1/8 έναντι της σειράς 1/4 και εμφανίζεται ολόκληρο αυτό το άρθρο. Στο ονομαστικό μέγεθος 1/8 το παράλληλο νήμα G τρέχει με 28 νήματα ανά ίντσα ενώ το NPT τρέχει σε 27. στο 1/4 οι δυο κάθονται στο 19 και στο 18. Είναι ξεκάθαρα διαφορετικοί. Αλλά στο 1/2, και ξανά στο 3/4, και τα δύο συστήματα προσγειώνονται σε 14 νήματα ανά ίντσα. Ένας μετρητής βήματος δεν μπορεί να διαχωρίσει δύο εξαρτήματα 1/2 το ένα από το άλλο. Αυτό που τα χωρίζει είναι η γωνία των πλευρών και η κωνικότητα — αυτό ακριβώς που δεν θα σας πει ποτέ ο αριθμός νημάτων.

Οι τρεις μεταβλητές που αποφασίζουν αν δύο μέρη συνδυάζονται

Οι αρμοί σφραγίζουν εκεί όπου το πρότυπο ορίζει τη στεγανότητα, όχι εκεί όπου ο εγκαταστάτης τυχαίνει να εφαρμόζει ταινία ή σύνθετο. Σημειώστε επίσης ότι το NPT και το NPSM μοιράζονται την ίδια μορφή 60° και τα ίδια νήματα ανά ίντσα στο ίδιο ονομαστικό μέγεθος. η διαφορά είναι κωνική έναντι ευθείας, και αυτό από μόνο του αλλάζει τη διεπαφή στεγανοποίησης. Σχετικές ονομασίες υπάρχουν παράλληλα με αυτές - το NPTF είναι μια παραλλαγή ξηρής σφράγισης του NPT taper και το NPS και το NPSL περιγράφουν τα ίσια νήματα για άλλους σκοπούς - αλλά δεν αλλάζουν τον τρόπο με τον οποίο πρέπει να αναγνωρίζονται τα τέσσερα παραπάνω συστήματα.

Μέσα στην οικογένεια BSP οι ονομασίες διαχωρίζονται περαιτέρω, και εδώ είναι που η χαλαρή γλώσσα προκαλεί πραγματικό πρόβλημα. Το G είναι το παράλληλο νήμα ISO 228-1. R είναι το κωνικό εξωτερικό νήμα, Rp το παράλληλο εσωτερικό νήμα και Rc το κωνικό εσωτερικό νήμα του συστήματος ISO 7-1 / EN 10226. Το Rp είναι το παράλληλο εσωτερικό νήμα αυτού του συστήματος — δεν είναι απλώς ένα άλλο όνομα για το G, και τα δύο πρότυπα τα χρησιμοποιούν σε διαφορετικές αρθρώσεις. Η αντιμετώπιση κάθε νήματος "BSP" ως ένα στοιχείο είναι το ίδιο λάθος με το να αντιμετωπίζετε κάθε "1/2" ως ένα στοιχείο.

Γιατί μια πανομοιότυπη μέτρηση νημάτων εξακολουθεί να μην σφραγίζεται

Το NPT και το NPSM είναι το ζεύγος που αξιολογείται πιο συχνά εσφαλμένα και το σφάλμα συνήθως εκτελείται προς μία κατεύθυνση: οι άνθρωποι υποθέτουν ότι τα δύο πρέπει να διαφέρουν ως προς το προφίλ και το βήμα του νήματος, επειδή συμπεριφέρονται τόσο διαφορετικά στην άρθρωση. Δεν το κάνουν. Και οι δύο είναι μορφές V 60° με επίπεδες κορυφές και ρίζες και σε δεδομένο ονομαστικό μέγεθος φέρουν τον ίδιο αριθμό νημάτων ανά ίντσα. Η διαφορά είναι ότι το NPT είναι κωνικό και το NPSM είναι ίσιο.

Αυτή η διαφορά είναι καθοριστική. Ένα κωνικό εξωτερικό νήμα χρειάζεται ένα κωνικό ή σωστά προσαρμοσμένο αντίστοιχο για να σφηνώσει και να σφραγίσει. Βιδωμένα σε ένα ίσιο σπείρωμα, τα δύο σχήματα συγκρούονται: τα πρώτα σπειρώματα εμπλέκονται και τα υπόλοιπα δεν ενώνονται ποτέ σωστά, έτσι ο σύνδεσμος έχει πολύ μικρό φέρον μήκος και μια διαδρομή για το νερό κατευθείαν μέσα από αυτόν. Είναι ένα πραγματικό συγκρότημα - μοιάζει σαν ένα - αλλά δεν είναι μια άρθρωση στεγανή. Η συνοδευτική δήλωση έχει εξίσου μεγάλη σημασία: επειδή η φόρμα και το γήπεδο είναι κοινά, τα δύο μπορούν να ξεκινήσουν μαζί, γι' αυτό ακριβώς αυτή η αναντιστοιχία δεν καλύπτεται από το "μπαίνει στο νήμα" ή "χρειάστηκε μερικές στροφές". Αυτά δεν είναι επιβεβαίωση καταλληλότητας. Οι διαστάσεις, οι ανοχές και το gaging διαφέρουν επίσης, επομένως το NPT και το NPSM παραμένουν ξεχωριστά, ξεχωριστά καθορισμένα νήματα. Το "το ίδιο εκτός από το τάπερ" δεν είναι ούτε ασφαλής στενογραφία.

Η διεπαφή σφράγισης είναι το όλο σημείο

Το αν ένα νήμα έχει σχεδιαστεί για να σφραγίζει στις πλευρές του ή μακριά από αυτά αποφασίζει πώς θα συναρμολογηθεί ο σύνδεσμος και πού μπορεί να σταματήσει μια διαρροή.

• Από τα νήματα.Οι παράλληλες αρθρώσεις BSP (G) δεν γίνονται καθόλου στεγανές στο νήμα. Το πρότυπο είναι ρητό ότι η στεγανότητα επιτυγχάνεται με τη συμπίεση δύο επιφανειών σύσφιξης έξω από τα σπειρώματα με κατάλληλη στεγανοποίηση — ένα παρέμβυσμα, μια κολλημένη ροδέλα ή ένα δακτύλιο Ο στην πρόσοψη. Το NPSM συμπεριφέρεται με τον ίδιο τρόπο: η τσιμούχα είναι μακριά από τα σπειρώματα — σε ένα κάθισμα, μια φλάντζα ή έναν δακτύλιο O-ring ανάλογα με τη σχεδίαση του εξαρτήματος — και στα θηλυκά περιστρεφόμενα εξαρτήματα το κάθισμα είναι συνήθως κώνος 30°. Σε αυτές τις αρθρώσεις το νήμα είναι συγκράτηση και ευθυγράμμιση. η φώκια ζει αλλού και η προσθήκη περισσότερης ταινίας σε ένα παράλληλο νήμα δεν τη μετατρέπει σε στοιχείο στεγανοποίησης.
• Στα νήματα.Οι κωνικοί σύνδεσμοι BSP (EN 10226-1 / ISO 7-1) και οι αρμοί NPT γίνονται στεγανοί στην πίεση με το ζευγάρωμα των νημάτων και και οι δύο απαιτούν ένα μέσο στεγανοποίησης - ένα στεγανωτικό σπειρώματος ή ένωση αρμών για το σύστημα κωνικότητας BSP, ένα στεγανωτικό ή ταινία PTFE συνήθως για NPT. Η σφήνα της κωνικότητας 1:16 είναι αυτή που κλείνει την άρθρωση.

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο μια διαρροή σε ένα εξάρτημα παράλληλου σπειρώματος και μια διαρροή σε ένα εξάρτημα κωνικού σπειρώματος δεν είναι η ίδια διάγνωση. Σε ένα κωνικό νήμα η τσιμούχα σχηματίζεται κατά μήκος του εμπλεκόμενου μήκους, οπότε το πόσο μακριά φτάνει το νήμα έχει σημασία. Σε ένα παράλληλο νήμα με στεγανοποίηση προσώπου, το νήμα συγκρατεί μόνο τις όψεις μαζί και θα εμφανιστεί διαρροή στη φλάντζα ή στο κάθισμα — η υπερβολική συμπίεση δεν βοηθά. Και όπου τα δύο συστήματα αναμειγνύονται, η επισκευή δεν είναι καλύτερο σφραγιστικό. είναι το σωστό αντίστοιχο.

Οι θαλάσσιες διεπαφές όπου αυτό δαγκώνει

Κάτω από την ίσαλο γραμμή, μια αναντιστοιχία νήματος μετακινείται από άβολο σε σοβαρό, και τα σχετικά εξαρτήματα ακολουθούν μια λογική που αξίζει να γνωρίζετε.

• Εξαρτήματα με κύτος.Ένα τυπικό φλαντζωτό κύτος - το εξάρτημα μανιταριού ή δέρματος - κατασκευάζεται με ένα ίσιο εξωτερικό νήμα. Αυτό είναι σκόπιμα: ένας ίσιος λαιμός μπορεί να κοπεί στο πάχος της γάστρας και να συνδυάζεται με μια θαλάσσια στρόφιγγα με ίσιο σπείρωμα ή έναν προσαρμογέα με φλάντζα. Η οικογένεια είναι ορατή σε όλη τηνεύρος προσαρμογής μέσω του κύτους.
• Θαλάσσιες φλάντζες.Στη διαμόρφωση που περιγράφεται από τις οδηγίες εγκατάστασης θαλάσσης, μια φλάντζα θαλάσσης φέρει θηλυκά ίσια νήματα στην εξωλέμβια, φλαντζωτό άκρο και θηλυκά σπειρώματα NPT (κωνικό) στο εσωτερικό άκρο. Αυτή η διάταξη είναι που επιτρέπει σε ένα ίσιο κύτος να συναντά τη θαλάσσια βαλβίδα στη φλάντζα, ενώ η εσωτερική πλευρά παίρνει μια ουρά ή βαλβίδα σωλήνα NPT. Περιγράφει αυτή την κατηγορία φλαντζωτών θαλάσσιων κρουνών. Δεν είναι ισχυρισμός ότι κάθε θαλάσσης σε κάθε σκάφος κατασκευάζεται με αυτόν τον τρόπο.
• Βαλβίδες εν σειρά.Μια απλή εν σειρά βαλβίδα είναι συνήθως με σπείρωμα NPT και στα δύο άκρα. Αυτά τα σπειρώματα δεν προορίζονται να προσγειωθούν απευθείας σε ένα κύτος με ευθύ σπείρωμα, και μια τέτοια βαλβίδα δεν θα πρέπει να αντικαταστήσει μια φλάντζα θαλάσσης σε αυτή τη σύνδεση.
• Συνδυασμένα νήματα.Μερικά τοιχώματα κόβονται με ένα λεγόμενο συνδυαστικό νήμα, όπου το τμήμα ηλεκτροδίου είναι NPT και αναμειγνύεται σε ένα ίσιο νήμα πιο μέσα. Αυτός είναι ένας συμβιβασμός που επιτρέπει την εκκίνηση μιας βαλβίδας NPT σε ένα ευθύ κύτος. Είναι μια μη τυποποιημένη μορφή ειδικά για αυτά τα εξαρτήματα και η άρθρωση εξαρτάται από αυτό το μεμονωμένο σχέδιο και όχι από ένα τυπικό, εναλλάξιμα ζεύγος νημάτων.

Ο κανόνας ότι η καθοδήγηση θαλάσσιας εγκατάστασης επαναλαμβάνεται είναι σύντομος και αξίζει να δηλωθεί ως προς το τι είναι - μια ευρέως αναφερόμενη απαίτηση του κλάδου και όχι μια ρήτρα που επαληθεύεται για αυτό το άρθρο: τα νήματα που χρησιμοποιούνται σε μια εγκατάσταση θαλάσσιου κρουνού πρέπει να είναι συμβατά, NPT με NPT και ευθεία. Όπου δεν είναι, η αποτυχία δεν είναι δραματική. Τα νήματα ξεκινούν. απλά αποτυγχάνουν να εμπλακούν πλήρως και αυτό που απομένει είναι μια κοντή, αδύναμη, επιρρεπής σε διαρροές άρθρωση που δεν θα αποκαλύψει την αδυναμία της μέχρι το σκάφος να βρεθεί στο νερό. Το στεγανοποιητικό υλικό και η δύναμη δεν επιδιορθώνουν ένα αταίριαστο νήμα - το κρύβουν.

Τι να βάλετε στην παραγγελία και τι να ελέγξετε στον πάγκο

Οι περισσότερες διαφωνίες νημάτων επιλύονται με πληροφορίες και όχι με εργαλεία, και δύο σύντομες λίστες το καλύπτουν.

Για προμήθεια, όταν ένα εξάρτημα καθορίζεται ή προέρχεται από:

• Ονομάστε το σύστημα νημάτων και την ονομασία, όχι μόνο το μέγεθος — για παράδειγμα "G 1/2, παράλληλο, στο ISO 228-1" ή "1/2-14 NPT, στο ASME B1.20.1". Το γυμνό "1/2" δεν είναι προδιαγραφή.
• Ζητήστε το πρότυπο και το νήμα να επισημαίνονται ή να αναγράφονται στο σχέδιο και στη συσκευασία, ώστε το εξάρτημα να μπορεί να ελεγχθεί κατά την παραλαβή και όχι κατά τη θέση σε λειτουργία.
• Όπου η πηγή είναι αβέβαιη, ζητήστε τις τρεις μετρήσεις: εξωτερική διάμετρος κατά μήκος των κορυφών, κλωστές ανά ίντσα και εάν το νήμα λεπταίνει.

Για συναρμολόγηση, πριν σφραγιστεί ή σφίξει οτιδήποτε:

• Προσδιορίστε πρώτα την οικογένεια — μετρήστε την κωνικότητα, μετά την εξωτερική διάμετρο, μετά το βήμα και επιβεβαιώστε την ονομασία.
• Ταιριάξτε οικογένεια με οικογένεια: ίσιο σε ίσιο, κωνικό σε κωνικό, με τη σωστή μορφή νήματος σε κάθε πλευρά.
• Μην αντιμετωπίζετε το "μπαίνει μέσα" ή το "κάνει μερικές στροφές" ως απόδειξη εφαρμογής σε μια σύνδεση κάτω από την υδάτινη γραμμή.

Τίποτα από αυτά δεν χρειάζεται ειδικό εξοπλισμό πέρα ​​από μια παχύμετρο, ένα μετρητή βήματος και την ονομασία του ίδιου του εξαρτήματος — αλλά απαιτεί η αναγνώριση να γίνει πριν συνεχίσει το στεγανοποιητικό, όχι μετά την εμφάνιση της διαρροής.

Συζήτηση για τις απαιτήσεις του νήματος πριν την παραγγελία

Εάν προσδιορίζετε ή προμηθεύεστε υλικό ναυτιλίας με σπείρωμα και θέλετε να εργαστείτε μέσω του συστήματος νημάτων που πρέπει να φέρει ένα συγκεκριμένο εξάρτημα — ή πώς να το δηλώσετε σε μια παραγγελία αγοράς, ώστε να μπορεί να επαληθευτεί κατά την παραλαβή — στείλτε μας το εξάρτημα, την προβλεπόμενη σύνδεσή του και οποιοδήποτε σχέδιο ή δείγμα έχετε, μαζί με τις μετρήσεις που περιγράφονται παραπάνω. Μπορούμε να συζητήσουμε τις απαιτήσεις νημάτων και τους ελέγχους ταυτοποίησης της αίτησής σας και να σας βοηθήσουμε να θέσετε μια σαφή προδιαγραφή.