Статья рассказывает о вещах, которые необходимо знать при работе с конической резьбой. Но для начала следует рассмотреть, для чего сейчас применяется металлическое резьбовое соединение.

Железные трубы в настоящее время можно встретить лишь в домах, которые не ремонтировались на протяжении нескольких десятилетий. Железо было вытеснено трубами из металлопластика и полипропилена. Последние разработки позволяют обеспечить полную герметизацию соединения, что привело к отказу от стали в качестве материала для стояков и других систем.

Но в местах с необходимой надежностью, превышающей обычные значения, использование металла продолжается и является зачастую единственным выходом из ситуации.

Этому есть две основные причины:

1. механические нагрузки извне;
2. большие значения давления в трубопроводе.

Например, проезжающий автомобиль легко раздавит неглубоко закопанную пластиковую трубу, в то время как труба, скорее всего, выдержит эту нагрузку.

Стоит учесть, что сваркой соединять канализационные и водопроводные трубы не везде возможно и желательно. К этому может привести невозможность доступа к месту сварки или опасность взрыва. Также, зачастую требуется создать разъемное соединение, позволяющее присоединять к трубе по необходимости различные измерительные устройства. Соединения посредством резьбы и применяются с этой целью. Особенность в виде гладких краев резьбы обеспечивает плотность соединения при помощи герметиков или специальных .

Классификация

Резьбы подразделяются на два основных типа:

1. конические;
2. цилиндрические.

Соответственно резьбовые соединения могут быть:

• конические-цилиндрические;
• цилиндрические-цилиндрические;
• конические-конические.

Коническая трубная резьба

Такой резьбой называют резьбу на трубных изделиях с сужающемся профилем к концу изделия. Если внутренняя резьба резьбового соединения является уже изношенной или сорванной и не подлежит полной замене, применяется именно резьба с коническим профилем. Она может придать на некоторый период времени герметичность соединению. Так, если в зимний период года надо осуществить запуск теплосети можно использовать эту особенность. Однако, как появится возможность, следует поменять полностью соединение.

Согласно техническим регламентам резьбу с коническим профилем используют лишь тогда, когда есть необходимость в обеспечении участка, находящемся в условии большого давления, полной герметичностью. Так, системы гидравлического привидения в работу габаритных машин являются подобным случаем.

Технические регламенты

Нельзя забывать и о действующих нормах:

1. Необходимо соблюдать значение угла профиля резьбы равным 55 градусам.

2. По стандартам для разных диаметров существует свой шаг.

3. Должно соблюдаться значение угла отклонения конусной поверхности от оси трубы в независимости от её диаметра. Должен соблюдаться уклон равный соотношению 1 к 16.

4. Шесть дюймов составляет максимально возможный диаметр. Сварочное или соединение фланцами применяется к трубам, характеризующимися большими диаметрами.

5. Необходимо соблюдать фиксированное соотношение диаметра с длиной конической резьбы. Вся длина наружной резьбы и рабочая её длина разделяются. Должно строго соблюдаться отношение всей длины с рабочей длиной нарезанной резьбы.

6. Стандарты также регламентируют варианты обозначений. Буква R говорит о наружной конической трубной резьбе. Буквы LH говорят о резьбе с левой спиралью. Также в обозначение входит размер резьбы. Rc обозначает внутреннюю резьбу конического профиля, а Rp цилиндрического профиля, часто используемая вместе с рассматриваемой резьбой.

Нарезка резьбы с конусным профилем

Основными инструментам нарезки резьбы являются:

1. резцы и гребенки на станках;

2. метчики, плашки, резьбонарезные головки;

3. накатные плашки;

4. фрезы для нарезки резьбы;

5. круги с абразивным покрытием.

Нарезка с использованием резца. Резцы для нарезки и гребенки на станках позволяют изготавливать как наружные, так и внутренние резьбы. Метод можно охарактеризовать как имеющий невысокую скорость нарезки. Сейчас его применяют в мелком производстве или при изготовлении винтов, обладающими высокой точностью. К достоинству можно отнести легкость использования инструментом и изготовление резьбы высокой точности.

Нарезание с использованием плашки и метчика. бывают двух видов: круглые и раздвижные. Первые используются для нарезки 52 миллиметровой резьбы. Вторые включают в себя две половины, которые сближаются при . Метчиком называют стальной стержень с резьбой с режущими кромками. Метчики бывают машинные и ручные.

Нарезка резьбы накатыванием. Этот метод является основным промышленным способом. Изделие пропускают между двух плоских плашек, которые имеют резьбовой профиль, а на детали образуется соответствующая ему резьба.

Фрезерование резьбы производят на соответствующих станках. Фреза, которая вращается с большой угловой скоростью, при радиальной подаче углубляется в деталь и нарезает резьбу на ее поверхности. Деталь или фреза постепенно перемещается в осевом направлении на расстояние, которое равно шагу будущей резьбы.

Шлифование используется в основном при нарезке резьбы на деталях, небольшой длины. Шлифовальный круг расположен по отношению к детали под таким углом, который соответствует подъему резьбы.

Как обозначаются соединения деталей с резьбой

Так как соединяемые детали могут иметь разные резьбы, их соединение обозначают отношение внешней резьбы к внутренней. Например, Rp/R ¾ R является соединением деталей с левой резьбой посредством внутренней цилиндрической и наружной конической.

При присоединении детали с резьбой одного типа ко второй детали с резьбой другого типа необходимо соблюдать осторожность, дабы избежать повреждения гребней. Поэтому всё же рекомендуется соединять детали, имеющие один тип резьбы.

Итак, были подробно разобраны все вопросы, которые могут возникнуть при работе с резьбой конического профиля. Можно быть уверенным, что полученные знания пригодятся в будущем.

В домашних водопроводах сейчас встретить привычные стальные трубы можно разве что там, где капитальный ремонт не делался десятилетиями. Из области бытового применения они вытеснены металлопластиковыми и полипропиленовыми трубами.

С появлением последних с их абсолютной герметизацией соединений из стальной трубы практически перестали делать и стояки, и разнообразные розливы отопительных и водопроводных систем.

Однако там, где нужна повышенная механическая прочность, традиции остаются в силе.

Основных причин для применения традиционного материала сейчас можно назвать две:

• Внешние механические воздействия.
• Высокое давление трубопровода.

Там, где водопровод проходит, к примеру, на небольшой глубине под грунтовой дорогой, его будет разумным сделать именно стальным. Полипропиленовая труба может быть просто расплющена весом проезжающего грузовика.

В некоторых местах использование для сварки является невозможным либо нежелательным. Причиной может стать неудобство доступа или взрывоопасная внешняя среда.

Кроме того, ряд соединений необходимо сделать разборными.

Для соединения труб традиционно используются резьбовые соединения, которые так и называются — трубные. Одна из их ключевых особенностей — сглаженные гребни резьбы — позволяет использовать для обеспечения герметичности таких соединений как быстротвердеющие герметики, так и герметизирующие ленты, и традиционно применяемое в сантехнике органическое волокно — лен.

Виды резьбы

Трубные резьбы делятся на две основных категории:

• Цилиндрические.
• Конические.

Если с цилиндрической резьбой все, кажется, понятно — эти резьбы можно видеть везде и всегда, то что такое коническая и зачем она может быть нужна?

Коническая резьба

Конической называется с диаметрами — внутренним, внешним и средним — уменьшающимся к концу резьбы. Конец трубы с нарезанной резьбой представляет собой в профиль не цилиндр, а конус.

Основных применения у такой резьбы два.

• В случае изношенной или частично сорванной внутренней резьбы резьбового соединения, которое не может быть в силу каких-либо причин заменено полностью.
  Коническая резьба с чуть большим максимальным диаметром может обеспечить на какое-то время герметичность соединения.

Совет: этот метод применяется лишь в качестве временной полумеры. Пример — когда зимой нужно срочно запустить систему отопления, не вызвав ее разморозку. При первой возможности соединение должно быть заменено полностью.

• По тексту ГОСТ 6211 81 резьба трубная коническая используется в случае, когда нужно обеспечить герметичность трубопровода, находящегося под очень большим давлением. Типичный случай — гидравлические системы, приводящие в действие тяжелую технику.

Стандарты

Упомянем и существующие стандарты.

1. Резьба трубная коническая ГОСТ 6211 81 должна обладать профилем с углом 55 градусов. Ее вершины и впадины, как и у , обязательно скругляются.

1. По ГОСТ резьба коническая трубная различается шагом резьбы, причем для каждого диаметра характерен свой шаг. Под шагом понимается количество витков на один дюйм.
2. Трубная коническая резьба ГОСТ 6211 81 имеет, независимо от диаметра, фиксированный угол, на который поверхность конуса отклоняется от оси трубы. Он берется равным 1°47’24». Это соответствует уклону 1:16.
3. Диаметр труб, для которых используются конические резьбы, ограничен шестью дюймами. Для труб большего диаметра используется сварка или фланцевые соединения.
4. По тексту ГОСТ резьба трубная коническая должна обладать фиксированным соотношением среднего, внешнего и внутреннего диаметра с длиной резьбы. При этом разделяются рабочая и полная длина наружной резьбы. Однако допустимы и резьбы меньшей длины. При этом соотношение рабочей длины резьбы к полной длине, которую имеет наружная резьба коническая трубная ГОСТ регламентирует жестко. Логично, в общем — резьбовое соединение, которое держится лишь на двух-трех крайних нитках, может обеспечить герметичность, но явно не будет обладать достаточной прочностью.
5. Обозначение трубной конической резьбы тоже определяется ГОСТом. Туда входит буква R, собственно, и обозначающая, что мы имеем дело с наружной конической трубной резьбой, и размер резьбы. Левые резьбы, как и в случае цилиндрических резьбовых соединений, помечаются буквами LH.
   Внутренняя коническая резьба помечается буквой Rc, внутренняя цилиндрическая — Rp. При чем здесь цилиндрическая? Дело в том, что часто наружные конические резьбы используются в паре именно с цилиндрическими внутренними соответствующего шага.

Давайте остановимся чуть подробнее на том, какое может иметь резьба трубная коническая обозначение в разных случаях.

Трубная резьба конического типа используется в работах, при которых важно обеспечить хорошую герметичность системы, ее надежность. Обычно она применяется тогда, когда конструкция предназначается для жидкостей или газов под высоким давлением. Это резьба имеет три диаметра: внутри, снаружи и посередине. Диаметр становится меньше к ее окончанию. Конструкция с таким типом нарезания в профиль имеет конусный облик.

Применение

Трубная резьба конического типа обычно применяется при следующих условиях:

• Наличие деформированной нарезки внутри со следами износа на соединениях тогда, когда проблему невозможно ликвидировать посредством полной замены элемента. Такая нарезка позволяет придать системе большую герметичность. Однако это временная мера. Полная замена элемента неизбежна, и лучше произвести ее как можно быстрее. Стоит помнить, что в ином случае система может прийти и вовсе в аварийное состояние;
• Используется для обеспечения нужной герметичности в конструкции, в которой находится носитель под высоким давлением. Витки такого типа обеспечивают надежность соединения даже при применении в экстремальных условиях.

Стандарты

Резьба конического типа, согласно ГОСТ, отличается профилем с углом в 55 гр. Ее витки закругляются. Также она отличается различным шагом между витками. Размер шага зависит от диаметра. Предельный диаметр детали, на которой нарезана резьба конического типа, составляет 6 дюймов. При диаметре, превышающем это значение, для соединения применяется сварка.

Согласно ГОСТ, у трубной резьбы данного типа есть регламентированное соотношение между диаметром средним, снаружи и внутри. Также имеет значение и длина нарезки. Различается длина полная и длина рабочая. Их соотношение также должно быть фиксированным. Чем больше витков на элементе, там надежней и герметичней будет соединение.

Таблица

Диаметры, длины и шаги трубной конической резьбы

d 0	d ср	d 1	d T	l 1	l 2	n	S
1 / 8	9.7	9.2	8.6	8.3	9	4.5	28	0.907
1 / 4	13.2	12.3	11.4	11.1	11	6.0	19	1.337
3 / 8	16.7	15.8	15	14.6	12	6.0	19	1.337
1 / 2	21	19.8	18.6	18.2	15	7.5	14	1.814
3 / 4	26.4	25.3	24.1	23.5	17	9.5	14	1.814
1	33.3	31.8	30.3	29.6	19	11.0	11	2.309
1 1 / 4	41.9	40.4	39	38.1	22	13.0	11	2.309
1 1 / 2	47.8	46.3	44.9	44	23	14.0	11	2.309
2	59.6	58.1	56.7	55.7	26	16.0	11	2.309
2 1 / 2	75.2	73.7	72.2	71.1	30	18.5	11	2.309
3	87.9	86.4	84.9	83.7	32	20.5	11	2.309
4	113	111.6	110.1	108.5	38	25.5	11	2.309
5	138.4	137	135.5	133.7	41	28.5	11	2.309
6	163.8	162.4	160.9	158.9	45	31.5	11	2.309

Обозначение

Резьба конического типа имеет разные обозначения. Все они определяются согласно ГОСТ. Обозначения включают в себя символ R, расшифровать который можно как условное обозначение наружных витков, а также их размеры. Левые витки обозначаются символами LH. Витки внутри обозначаются символом Rc, внутренние цилиндрического типа – Rp.

Важно: Чаще всего наружные трубные витки конического типа применяются совместно с внутренними витками цилиндрического типа.

Соединение посредством трубной резьбы обозначается дробью. Числителем в ней являются витки внутри, а знаменателем – снаружи.

Для того чтобы увидеть трубную резьбу конического типа, вы можете посмотреть фото. На них можно наглядно увидеть, чем и как подобные витки отличаются от других. Фото можно посмотреть на этой же страничке.

Наиболее распространенным в США типом трубной резьбы является стандарт NPT, с которым можно столкнуться при покупке труб и американского производства. Данный стандарт применяется в соединениях, от которых требуется повышенная герметичность при работе в условиях сильного давления циркулирующей по трубопроводу среды.

В статье мы рассмотрим коническую NPT резьбу, изучим ее типоразмеры и параметры, а также подберем взаимозаменяемый отечественный стандарт.

Cодержание статьи

Общая информация, маркировка

Трубная коническая резьба класса NPT существует в двух конфигурациях – наружная и внутренняя. Штуцер трубы с такой резьбой имеет форму суженного конуса, за счет такой структуры обеспечивается повышенная прочность соединения двух элементов трубопровода между собой.

Для соединения двух труб коническая резьба формируется на штуцерах каждой из них, при этом на одной нарезается внутренний, а на другой – внешний конус. Угол наклона конуса унифицирован и составляет 3 0 34’49”, что равно конусности (С)1:16.

Существует два типа размерности конической резьбы – дюймовая и метрическая, в зависимости от которых отличается номенклатурное обозначение NPT соединения на схемах и чертежах. Если одна из сторон трубы либо фитинга, на которой нарезан конус, метрическая, используется аббревиатура NPT-E, если же обе стороны соединяемых конусов дюймовые дополнительная аббревиатура не используется и указывается просто NPT.

Технические требования к размерам и конфигурации NPT резьбы приведены в следующих международных стандартах:

• ANSI/ASME B36.10M;
• BS 1600, 10255;
• DIN 2999.

Также существуют отечественные нормативные докумены на коническое соединение:

• ГОСТ №6111-52 “Резьба коническая дюймовая с углом профиля 60 градусов”;
• ГОСТ №6211-81 “Основные нормы взаимозаменяемости – резьба трубная коническая”.

На сегодняшний день в специализированных магазинах представлено широкое количество переходников и , имеющих с одной стороны цилиндрическую, а с другой – коническую нарезку, что позволяет без проблем использовать трубы с штуцерами американского стандарта.

Трубная коническая NPT резьба (видео)

Схема и технические характеристики

Профиль конической резьбы представлен на нижеприведенной схеме, на которой обозначены:

• d (наружный тип резьбы), D (внутренний тип) – внешний диаметр;
• d1, D1 – внутренний диаметр;
• d2, D2 – средний (промежуточный) диаметр;
• p – шаг профиля;
• f – угол конуса;
• H- высота исходного треугольника;
• Н1 – рабочая высота профиля;
• R – радиус закругления впадины и вершины;
• C – срез впадины и вершины.

Резьба NPT имеет стандартные размеры от 1/16 до 24″, при этом данное обозначение указывает не на внешний диаметр штуцера, а на пропускной диаметр трубы, на которой нарезается коническое соединение.

Рассмотрим основные параметры наиболее распространенных NPT соединений:

Типоразмер (“)	Количество витков профиля на дюйм (шт)	Длина (мм)		Диаметр (мм)
		Рабочая	От торца до плоскости	D=d	D1=d1	D2=d2
1/16	27	6.5	4.06	7.89	6.389	7.142
1/8	27	7	4.57	10.27	8.77	9.52
1/4	18	9.5	5.10	13.58	11.31	12.45
3/8	18	10.5	6.10	17.06	14.80	15.93
1/2	14	13.5	8.13	21.22	18.32	19.78
3/4	14	14.0	8.61	26.57	23.67	25.12
1	11.5	17.5	10.16	33.23	29.70	31.47
1 1/4	11.5	18	10.67	41.99	38.46	40.22
1 1/2	11.5	18.5	10.67	48.06	44.52	46.30
2	11.5	19	11.08	60.10	56.56	58.33

Независимо от типоразмера, угол вершины профиля всегда составляет 60 градусов, а его теоретическая высота – 0.86 мм.

Технология нарезки

В промышленных условиях резьба NPT формируется на специальных резьборезных станках. Основным рабочим инструментом такого оборудования является , который закреплен на вращающемся шпинделе, при этом обрабатываемая труба неподвижно фиксируется на столе станка.

Процесс нарезки состоит из следующих этапов:

1. Устанавливается требуемое направление и скорость вращения шпинделя, в посадочном гнезде закрепляется заготовка.
2. На шпиндель монтируется метчик требуемого типоразмера, его головка фиксируется поддерживающим зажимом.
3. Включается электропривод станка.
4. Посредством управляющего рычага резьбонарезная головка перемещается к обрабатываемой трубе.
5. Автоматический ролик фиксирует и сопоставляет инструмент и заготовку, происходит автоматическая нарезка резьбы заданной конфигурации.
6. По завершению хода метчика суппорт поднимается вверх, электропривод отключается и заготовка демонтируется со станка.

ОТВЕРСТИЯ ПОД НАРЕЗАНИЕ
ТРУБНОЙ КОНИЧЕСКОЙ РЕЗЬБЫ

ДИАМЕТРЫ

ГОСТ 21350-75

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СТАНДАРТОВ
СОВЕТА МИНИСТРОВ СССР

Москва

РАЗРАБОТАН, ВНЕСЕН И ПОДГОТОВЛЕН К УТВЕРЖДЕНИЮ Всесоюзным научно-исследовательским институтом по нормализации в машиностроении (ВНИИНМАШ)

И.о. директора Герасимов Н.Н.

Руководитель темы и исполнитель Зарослова М.П.

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 12 декабря 1975 г. № 3877

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ОТВЕРСТИЯ ПОД НАРЕЗАНИЕ ТРУБНОЙ КОНИЧЕСКОЙ РЕЗЬБЫ Диаметры Holes for threading pipe taper screw thread. Diameters

ГОСТ 21350-75 Взамен МН 5389-64

Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 12 декабря 1975 г. № 3877 срок действия установлен

с 01.01.77

1. Настоящий стандарт устанавливает диаметры отверстий под нарезание трубной конической резьбы по ГОСТ 6211 -69 в изделиях из сталей по ГОСТ 380 -71, ГОСТ 4543-71 , ГОСТ 1050 -74, ГОСТ 5058-75 и ГОСТ 5632-72 (кроме сплавов на никелевой основе) и меди по ГОСТ 859 -66.

2. Диаметры отверстий с развертыванием на конус и их предельные отклонения должны соответствовать указанным на черт. 1 и в табл. 1.

Таблица 1

Размеры в мм

Число ниток на 1 ²

Шаг Р

Диаметр отверстия

Глубина сверления l

d c

d o

Номин.

Пред. откл.

Номин.

Пред. откл.

0,907

8,10

0,20

8,57

0,10

1,337

10,80

0,24

11,45

14,30

14,95

1,814

17,90

18,63

23,35

0,28

24,12

2,309

29,35

30,29

1 1/4

37,80

0,34

38,95

1 1/2

43,70

44,85

55,25

0,40

56,66

Примечание. Для резьб с номинальным размером свыше 2 ² номинальные диаметры отверстий d o и их предельные отклонения должны быть равны установленным ГОСТ 6211 -69 для внутреннего диаметра резьбы.

3. Диаметры отверстий без развертывания на конус и их предельные отклонения должны соответствовать указанным на черт. 2 и в табл. 2.

4. Допускается под нарезание трубной конической резьбы применять отверстия других диаметров, полученных на основании экспериментальных данных.

5. Диаметры сверл для отверстий под нарезание резьбы указаны в рекомендуемом .

Таблица 2

Размеры в мм

Номинальный размер резьбы в дюймах

Число ниток на 1 ²

Шаг Р

Диаметр отверстия d c

Глубина сверления l

Номин.

Пред. откл.

1 / 8

0,907

8,25

0,20

1 / 4

1,337

11,05

0,24

3 / 8

14,50

1 / 2

1,814

18,10

0,28

3 / 4

23,60

2,309

29,65

1 1 / 4

38,30

0,34

1 1 /2

44,20

56,00

0,40

Диаметры сверл для отверстий под нарезание трубной конической резьбы Размеры в мм Номинальный размер резьбы в дюймах Число ниток на 1 ² Шаг Р Диаметр сверла для отверстия с развертыванием на конус без развертывания на конус 1 / 8 0,907 1 / 4 1,337 10,8 11,1 3 / 8 14,25 14,5 1 / 2 1,814 3 / 4 23,25 2,309 1 1 / 4 38,25 1 1 /2 56,00