Характеристики и особенности конической резьбы

Коническая резьба NPT/NPTF: основные характеристики и стандарты

Внешний вид конической NPT резьбы Резьба NPT/NPTF (с англ. national pipe taper/national pipe tapered fuel) представляет собой американский стандарт на конусную трубную резьбу. Этот стандарт применятся к трубам и арматурным изделиям, которые изготовлены в США.

Конусная трубная резьба NPT соответствует ГОСТу 6111-52 «Резьба коническая дюймовая с углом профиля 60 градусов», который действует на территории большинства стран СНГ.

Национальная ассоциация по гидравлическим приводам Соединенных Штатов не советует использовать стандарты NPT и NPTF в гидравлике. Но несмотря на это применение этих стандартов очень распространено.

Схема NPT резьбы

Виды дюймовой резьбы:

• NPT – резьба с конусностью 1:16 и углом профиля 60°. Такая резьба соответствует стандартам ANSI B1.21.1, FED-STD-H28/7 .
• NPS – цилиндрическая резьба.
• NPTF – герметичная дюймовая резьба с углом профиля 60°, уплотнение происходит за счет смятия резьбы. Этот вид дюймовой резьбы соответствует стандартам SAE J476, ANSI B1.20.3, FED-STD-H28/8.

Основные параметры самых распространенных резьбовых соединений NPTF:

Основные параметры самых распространенных резьбовых соединений NPT:

Для создания NPT (NPTF) соединения применяются специальные резьбонарезные установки с метчиком (плашкой или резьбонарезной головой).

ПрофИнст Строй предлагает вашему вниманию оборудование, с помощью которого вы сможете качественно нарезать NPT (NPTF) резьбу на трубах и заготовках:

• Резьбонарезные головы от 1/2 до 2 дюймов. Предназначены для качественной высокопроизводительной нарезки резьбы. Безопасная и быстрая замена.
• Ручные резьбонарезные клуппы от 1/2 до 1.1/4 дюймов. Предназначены для нарезания трубной конической резьбы на водопроводных, электрических или газовых трубах. Обладает высокой производительностью и удобный в транспортировке.
• Ручные резьбонарезные клуппы от 1/2 до 2 дюймов. Могут широко использоваться при монтаже оборудования и в строительной промышленности, идеально подходят для повышения производительности труда, сокращения времени строительства, обеспечения его качества, а также снижения интенсивности труда.
• Электрические резьбонарезные станки от 1/2 до 2 дюймов. Высокопроизводительный резьбонарезной станок для мобильного и стационарного использования. Подходит для долговременной эксплуатации в интенсивном режиме в цехе и на стройплощадке, применяется при монтаже систем отопления и водоснабжения и в серийном производстве. Станок нарезает точную резьбу очень высокого качества.
• Электрические резьбонарезные станки от 1/2 до 3 дюймов. Станок предназначен для нарезки винтовой и цилиндрической резьбы на трубах. Используется для изготовления точных, надежных резьбовых соединений на трубах и болтах в соответствии с нормами. Он рассчитан на длительное промышленное использование.
• Электрические резьбонарезные станки от 1/2 до 4 дюймов. Станок предназначен для нарезки трубной и метрической резьбы. Используется для изготовления точных, надёжных резьбовых соединений на трубах и шпильках в соответствие с нормами.

Резьба NPT используется в соединениях с повышенными требованиями к герметичности. Соединения с такой резьбой способны выдерживать сильное давление циркулирующей среды по трубопроводу.

Чтобы купить оборудование для нарезания конической резьбы NPT (NPTF) на трубах, свяжитесь с менеджерами ПрофИнст Строй по контактным телефонам: +375 (17) 256-22-55, +375 (29) 602-00-80, +375 (29) 766-07-00, мы подробно расскажем об особенностях работы, устройстве и специфике данного типа оборудования.

Резьба NPSM

Резьба дюймовая трубная цилиндрическая (англ. NPSM — national pipe straight — mechanical) — американский стандарт резьбы по ANSI/ASME B1.20.1. Стандарт предусматривает размеры резьбы от 1/16″ до 24″ для труб по стандартам ANSI/ASME B36.10M, BS 1600, BS EN 10255 и ISO 65.

Угол профиля при вершине — 60°, теоретическая высота профиля Н = 0,866025Р.

Виды метрических резьб

Метрические резьбы классифицируют по следующим параметрам.

1. Место расположения витков. Внутренние метрические резьбы находятся в отверстиях деталей и изделий. Для нарезания используют метчики. Наружные метрические резьбы на стержнях получают с применением плашек.

2. Направление витков. По этому признаку метрические резьбы делят на правые и левые.

3. Размер шага. Наибольшее распространение получили соединения с крупным (стандартным) шагом. Увеличение количества витков приводит к повышению надежности. Однако формирование метрических резьб с мелким шагом возможно на заготовках и изделиях из высокопрочных материалов.

Изображение №5: метрическая резьба с крупным и мелким шагом

1.   Количество заходов. Метрические резьбы бывают одно- и многозаходными. Увеличение числа заходов при необходимости повышает надежность соединений и решает иные производственные задачи.

Резьба NPT

Резьба дюймовая трубная конусная (англ. NPT — national pipe taper) — американский стандарт на резьбу с конусностью 1:16 (угол конуса φ = 3°34′48″) или цилиндрическую (англ. NPS — national pipe straight) резьбу по ANSI/ASME B1.20.1. Резьба NPT соответствует ГОСТ 6111-52 «Резьба коническая дюймовая с углом профиля 60°». Обозначается как NPT или K.

Также существует резьба NPTF (англ. national pipe taper — fuel), где уплотнение происходит за счёт смятия резьб. Стандарт предусматривает размеры резьбы от 1/16″ до 24″ для труб по стандартам ANSI/ASME B36.10M, BS 1600, BS EN 10255 и ISO 65.

Угол профиля при вершине — 60°, теоретическая высота профиля Н = 0,866025Р.

Типы резьбы

Характеристики резьбы

Резьба  как таковая представляет собой последовательность винтовых канавок с постоянной величиной сечения и шага, которые наносятся на поверхности цилиндрической либо же конической формы. Резьба применяется для обустройства резьбовых соединений труб различного назначения.

Резьба характеризуется такими показателями как:

• Единиц измерения диаметра
• Расположение
• Профиль резьбообразующей поверхности
• Направление
• Число заходов резьбы

Трубная резьба представляет собой достаточно обособленную группу стандартов, которые регламентируют параметры соединения с использованием труб из различного материала. Ниже мы рассмотрим несколько типов трубных резьб.

Резьба трубная коническая R / BSPT

Трубная коническая резьба применяется в конических резьбовых соединениях, а также в соединениях наружной конической резьбы с внутренней цилиндрической резьбой, нормируемой ГОСТ 6357-81 «Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба трубная цилиндрическая». Основана на резьбе BSW (англ. British Standard Whitworth) и совместима с резьбой BSP (англ. British Standard Pipe thread). Обозначается как BSPT (англ. British Standard Pipe Taper thread. Уплотнение достигается за счет смятия резьбы в месте резьбового соединения при ввёртывании штуцера.

На резьбу распространяются стандарты:

• ГОСТ 6211-81 «Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба трубная коническая»;
• ISO R7;
• DIN 2999;
• BS 21;
• JIS B 0203.

Параметры резьбы

Дюймовая резьба с конусностью 1:16 (угол конуса φ = 3°34′48″). Угол профиля при вершине 55°.

Условное обозначение согласно ГОСТ 6211-81: буква R для наружной резьбы и Rc для внутренней, числовое значение номинального диаметра резьбы в дюймах и буквы LH для левой резьбы. Например, резьба с номинальным диаметром 1 1/4″ — обозначается как R 1 1/4.

Коническая резьба максимальное давление

Основные нормы взаимозаменяемости

РЕЗЬБА ТРУБНАЯ КОНИЧЕСКАЯ

Basic norms of interchangeability. Pipe taper thread

Дата введения 1983-01-01

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством станкостроительной и инструментальной промышленности

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 30.12.1981 г. N 5789

4. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 1159-78

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка

Вводная часть, 1.2, 3.3, 4.2

6. ПЕРЕИЗДАНИЕ

Настоящий стандарт распространяется на трубную коническую резьбу с конусностью 1:16, применяемую в конических резьбовых соединениях, а также в соединениях наружной конической резьбы с внутренней цилиндрической резьбой с профилем по ГОСТ 6357 и устанавливает профиль, основные размеры и допуски конической резьбы, а также допуски внутренней трубной цилиндрической резьбы, соединяемой с наружной конической.

Резьбы трубные — разновидности и характеристики

Современные нормативные акты утверждают, что в категорию трубных резьб попадают лишь три типа спиралевидных нарезок, а именно:

• Цилиндрический вариант – образуемый спиралеобразной канавкой треугольного профиля с углом в 55 градусов при вершине.
• Конический вариант – образуемый спиралеобразной канавкой аналогичного типа, нарезанной на пологом участке с конусностью 1:16
• Дюймовый вариант – образуемый спиралеобразной канавкой треугольного профиля с углом в 60 градусов при вершине, нарезанной на конической поверхности.

Причем последний вариант – дюймовый  — не используется в производстве новых трубопроводов с конца прошлого века. В современных конструкциях используется либо цилиндрический, либо конический вариант. Причем цилиндрический вариант (G-тип) используется для стыковки водогазопроводных трубопроводов, а конический вариант (R-тип) применяется для стыковки нагруженных узлов в гидроприводах, топливопроводах или маслопроводах станков, самолетов или автомобилей.

Подробное описание G-типа и R-типа – именно такое обозначение трубной резьбы на чертежах характерно для цилиндрического и конического вариантов — будет представлено ниже по тексту. Классический дюймовый вариант – коническая  резьба NPT типа – регламентированный  ГОСТ 6111-52, в данной статье рассматриваться не будет, по причине неактуальности подобной информации.

Обзор резьбы трубной цилиндрического типа

Трубная цилиндрическая резьба, регламентируемая по ГОСТ 6357-81, нарезается на (или в) трубах диаметром от 7,723 миллиметра (соответствует 1/16 дюйма) до 163,83 миллиметра (соответствует 6 дюймам ровно). Общее количество оригинальных разновидностей (по диаметру) трубной резьбы соответствует 16 типоразмерам.

Впрочем, помимо диаметра, очень важной характеристикой для любой резьбы является еще и шаг нарезки – расстояние между двумя соседними вершинами профиля. Причем, как утверждает основной документ, которым регламентируется цилиндрическая резьба для трубы (ГОСТ 6211-81), шаг резьбовой нарезки измеряется не в миллиметрах, а по количеству витков, нарезанных на дюймовом (25,4 миллиметра) сгоне

И согласно этому определению и вышеупомянутому ГОСТу существует четыре варианта резьбового шага на 11, 14, 19 и 28 витков.

Таким образом, общее число типоразмеров, которым соответствует стандартная трубная цилиндрическая резьба G типа (ординарная, дюймовая резьба Витворта) равняется 64 единицам (четыре типоразмера по шагу для каждого из 16 типоразмеров по диаметру).

Обзор резьбы трубной конического типа

Трубная коническая резьба R-типа регламентируется ГОСТ 6211-81, в котором указано, что данный тип нарезки встречается на (или в) торцах труб в конусностью 1:16 и диаметрами от 1/16 дюйма (7,723 миллиметра) и до 6 дюймов (163,83 миллиметра).

Общее количество оригинальных резьбовых типоразмеров равняется 64 единицам: ведь трубная коническая резьба делится на такое же количество разновидностей, что и цилиндрический вариант (шестнадцать типоразмеров по диаметру увеличенных четырьмя типоразмерами по шагу резьбы для каждого диаметра).

Причем, как утверждает документ, которым стандартизируется резьба трубная дюймовая коническая  — ГОСТ 6211 от 1981 года – число резьбовых ниток на дюйме сгона, в данном случае совпадает с аналогичным параметром типовой цилиндрической резьбы.

Совместимость резьбы конической и цилиндрической

Каждый из описанных выше вариантов основан на нарезке дюймовой резьбы British Standard Whitworth (резьбы Витворта). Поэтому сгоны, на которых накатана стандартная, цилиндрическая резьба трубная – обозначение BSW / BSPT в международном формате или G в отечественном – вкручиваются в муфты, внутри которых нарезана коническая резьба – обозначение BSW / BSPР в международном формате или R в отечественном

Общая информация, маркировка

 Особенности геометрических параметров

Основными характеристиками NPT считаются:

1. Угол между конусом и центральной осью трубы, который составляет 1°47’24” (1,7800 °).
2. Угол профиля — 60°.
3. Переменный шаг, измеряемый в нитях на дюйм (TPI).
4. Интенсивность сужения, размер которой равен (в метрической системе) 62,5 мм на погонный метр. Параметр измеряется по изменению диаметра на заданном расстоянии.

Из определения следует, что характеристики соответствуют значениям наружного диаметра, поскольку одно и то же значение шага могут иметь несколько типоразмеров изделий.

Линейка обычно используемых размеров продукции, которая произведена в США или Канаде, составляет 1/8, ¼, 3/8, ½, ¾, 1, 1 ¼, 1 ½ и 2 дюйма. Трубки менее 1/8 дюйма иногда используются при монтаже трубопроводов сжатого воздуха, а для соединений, имеющих размеры более 2 дюймов, применяются другие конструктивные решения.

Маркировка труб NPT отличается рядом особенностей, обусловленных несовпадением размеров с устанавливаемыми по ГОСТ 6211-81. Указываются:

• Наружный диаметр D1;
• Наружный диаметр трубы D;
• Промежуточный диаметр D2;
• Шаг р.

Размеры, указанные большими буквами латинского алфавита, относятся к внешней резьбе, а маленькими – к внутренней.

Отметим, что такая маркировка выполняется по техническим нормативам ASME B1.20.1. Она указывает размер проходного сечения, а не внешний диаметр присоединительной арматуры.

Определение степени герметичности уплотнения

Как уже указывалось, шаг TPI измеряется количеством гребней (нитей) на дюйм. Между тем метрическая система измеряет расстояние между двумя гребнями. Эти разночтения могут стать причиной ошибок. Поэтому при монтаже резьбовых стыков с трубами по NPT используется практическое определение плотности стыка с применением манометра. С его помощью устанавливается наиболее плотная посадка, для чего применяется изменение давления потока протекающей жидкости. Тем больше испытаний при разнице в давлениях, тем точнее будет результат. Штуцер и резьбовой манометр монтируются «в свету», после чего производится поиск зазоров между манометром и смежной поверхностью. Это легче увидеть на «мужском» стыке, чем на «женском».

Далее при помощи штангенциркуля измеряют диаметры. Для замеров по наружным резьбам рекомендуется устанавливать штангенциркуль под небольшим углом: это увеличивает точность считывания. При замерах внутренних параметров NPT штангенциркуль располагают перпендикулярно оси трубы.

Если соединение трубы или фитинга уплотняется по расширяющейся поверхности (или в седле с перевернутым углом), то угол уплотнения лучше определять с помощью датчика угла. Датчик помещается на уплотняемую поверхность; если центральные линии соединения и датчика параллельны, то угол уплотнения определён верно. Для соединения, которое имеет внутреннюю резьбу, манометр вставляется в соединение, после чего используется датчик положения.

Резьба метрическая

ГОСТ 8724-2002 (ИСО 261-98)

Стандарт распространяется на метрические резьбы общего назначения и устанавливает их диаметры от 0,25 до 600 мм и шаги от 0,075 до 8 ммОсновной профиль по ГОСТ 9150-2002 (ИСО 68-1-98)

В условное обозначение размера резьбы должны входить: буква М, номинальный диаметр резьбы и шаг резьбы, выраженные в миллиметрах и разделенные знаком « х ».
Пример: М8х1,25
Крупный шаг в обозначении резьбы может быть опущен.
Пример: М8

Условное обозначение левой резьбы должно дополняться буквами LH
Пример: M8х1 — LHМногозаходная резьба должна обозначаться буквой М, номинальным диаметром резьбы, знаком х, буквами Ph, значением хода резьбы, буквой Р и значением шага.
Пример условного обозначения двухзаходной резьбы с номинальным диаметром 16 мм, ходом 3 мм и шагом 1,5 мм:М16хРh3Р1,5
То же, для левой резьбы:M16хРh3Р1,5 — LH
Для большей ясности в скобках текстом может быть указано число заходов резьбы. Пример: M16хPh3P1,5 (два захода)

Основные параметры и профиль npt-соединения

Конусное соединение нарезают на штуцерах следующим образом: на одном элементе выполняют наружный конус, на втором — внутренний с постоянным углом наклона конуса 3°34’49”, или 1:16.

Основные параметры резьбы npt обозначаются:

• Диаметры — внешний — d (наружная), D — внутренняя резьба, внутренний — d1, D1, промежуточный (средний) — d2, D2;
• Шаг профиля — р;
• Конус, угол в град. — f;
• Исходный треугольник, высота — Н;
• Профиль, рабочая высота — Н1;
• Радиус закругления впадины и вершины — R;
• Срез впадины и вершины — С.

Российский стандарт вводит обозначения для внутренней (Rc) или наружной (R) резьбы, левого исполнения (LH), правое по умолчанию не обозначают, цилиндрическую внутреннюю нарезку совместно с наружной конусообразной (Rp).

Стандарт США предписывает соблюдение параметров:

• резьбы — наружная (MNPT) или внутренняя (FNPT);
• номинальный D;
• кол. витков;
• группа исполнения профиля;
• класс точности — снаружи (A) и внутри (B).

Резьба npt размером 1/16…24 указывает на рабочий диаметр трубного изделия, на котором нарезают выполняют соединение, а не наружный диаметра штуцера. Каждый диаметр трубы требует своего шага резьбы

Резьба трубная коническая

ГОСТ 6211-81

ISO R7; DIN 2999; BS 21; JIS B 0203

Диаметр от 1/16 до 6 дюймов

В условное обозначение резьбы должны входить: буквы (R — для конической наружной резьбы, Rc — для конической внутренней резьбы, Rp — для цилиндрической внутренней резьбы) и обозначение размера резьбы.
Условное обозначение для левой резьбы дополняется буквами LH.Примеры обозначения резьбы:
Наружная трубная коническая резьба 11/2:R 11/2
Внутренняя трубная коническая резьба 11/2:Rc 11/2
Внутренняя трубная цилиндрическая резьба 11/2:
RP 11/2 — левая резьба:R 11/2 LH;Rc 11/2 LH;RP 11/2 LH

Взаимозаменяема с резьбой BSPT
Применяется в конических резьбовых соединениях, а также в соединениях наружной конической резьбы с внутренней цилиндрической резьбой по ГОСТ 6357-81

Цилиндрическое соединение

Стыкуются детали цилиндрических конструкций методом скручивания, что дает высокую прочность соединений при простоте исполнения. Если можно считать недостатком необходимость подмотки (наворачивание промасленной пакли) – то это единственный недостаток такого соединения. Но, с другой стороны, наличие пакли только усиливает место скручивания, и делает его более герметичным.

Но не только трубы соединяют скручиванием: часто бывает, что резьбовые соединения используют на любых деталях, имеющих цилиндрическую форму и тонкие стенки изделия. В разрезе трубная винтовая нарезка похожа на равнобедренный треугольник со значением верхнего угла 550 (не путать с 600 в метрической резьбе). Основная характеристика винтовой цилиндрической нарезки — условный номинальный диаметр dy, который характеризует качество сборки сантехнических узлов, в отличие от наружного и внутреннего диаметра, отражающих соответствие стандартам.

Под термином «условный диаметр» следует подразумевать значение, определяющее пропускную способность трубы в литрах за час. Сам диаметр на чертежах отображается в дюймах, причем каждое условное значение диаметра должно сопровождаться пояснениями к значениям наружного и внутреннего диаметров.

Скручивание часто используют трубопроводы с резьбой и с диаметром ≤ 6 дюймов. Если требования отличны от первоначальных, то изделия соединяют сваркой.

Цилиндрическая нарезка на чертежах обозначается, как трубная резьба g 1 с пояснениями по классу точности и диаметру резьбы.

Для обеспечения бесперебойной работы ГВС и ХВС часто применяют трубы из чугуна или из стали, на теле которых нарезана трубная стальная резьба. Резьба покрывается тонким слоем стали из-за хрупкости чугуна, и такая нарезка усиливает соединение, делая его намного более долговечным и прочным. Допустимо нареза́ть цилиндрические резьбы на трубные конструкции и детали с диаметром в диапазоне 1/16-6 дюймов.