Putkikierteiden tyypit: Ominaisuudet, erot, sovellukset ja CNC-työstö

Putkikierteitä käytetään laajalti putkien, liittimien, venttiilien, jakotukkien ja nesteenohjauskomponenttien liittämiseen hydrauliikka-, pneumatiikka-, putkisto- sekä öljy- ja kaasujärjestelmissä. Se vaatii tyypillisesti erittäin hyvää tiivistyskykyä. Joten miten voidaan valmistaa korkealaatuinen putkikierre?

Tässä oppaassa selitetään tärkeimmät putkikierteiden tyypit, niiden tunnistaminen, käyttötarkoitukset ja miten CNC-työstö auttaa tuottamaan tarkkoja kierteitettyjä komponentteja.

Mitä ovat putkikierteet?

Putkien kierteet koneistetaan tyypillisesti komponenttien sisä- tai ulkokierrerakenteiksi, jotka on erityisesti suunniteltu putkistojen välisiin mekaanisiin liitoksiin ja jotka tarjoavat tiivistystoiminnon. Hyvät putkikierteet voivat varmistaa nesteiden ja kaasujen helpon virtauksen ja kestää sisäisen paineen.

Putkikierteet vs. yleiset ruuvikierteet

Putkikierteet ja yleiset ruuvikierteet on suunniteltu erilaisilla ominaisuuksilla eri tarkoituksiin. Putkikierteet on suunniteltu putkien ja liittimien liittämiseen hydrauliikka-, pneumatiikka- tai öljy- ja kaasujärjestelmissä. Yleisiä ruuvikierteitä käytetään kuitenkin pääasiassa kiinnitykseen ja kokoonpanoon. Tarkastellaan nyt putkikierteiden ja ruuvikierteiden eroja seuraavan taulukon avulla:

Putkikierteiden ominaisuudet

Putken kierteen määrittelyyn ja tunnistamiseen käytettyjä tärkeimpiä ominaisuuksia ovat:

Nimellinen Koko

Putken kierteiden koot ovat nimellisiä merkintöjä, eivätkä ne yleensä ole yhtä suuret kuin kierteen mitattu ulkohalkaisija.

Kierteen halkaisija

Se määrittää, voidaanko uros- ja naaraskierteet liittää oikein vaaditun toleranssin rajoissa. Tarkemmin sanottuna kierteen halkaisija sisältää:

• Kierteen päähalkaisija
• Kierteen pieni halkaisija
• Kierteen nousun halkaisija

Thread Pitch

• Se vastaa uros- ja naaraskierteiden liitosten tasaisuuden hallinnasta.
• Vaikuttaa kuorman jakautumiseen ja kuormituksenkestävyyteen.
• Kiinteä jako varmistaa putkien ja liittimien vaihdettavuuden eri valmistajien välillä.
• Varmistaa hyvän kontaktin kierteiden reunoilla.

Kierteen kulma

• NPT- ja NPTF-kierteet ovat 60 asteen
• BSPT ja BSPP käyttävät 55 asteen Whitworth-muotoa

Langojen muodot 

1. Kartiomainen: Kartiomaisten putkikierteiden halkaisija muuttuu vähitellen pituudeltaan. Tämän muodon kierteet voivat saavuttaa tiivistyksen kierteiden välisen ahdistuksen ja tiivisteaineen avulla.
2. Suora (yhdensuuntainen): Yhdensuuntaiset kierteet pitävät halkaisijan vakiona. Toisin kuin kapenevat putkikierteet, suorat putkikierteet voivat tiivistyä vain O-renkaiden, tiivisteen tai muiden tiivistysmenetelmien avulla.

Putkikierteiden toiminnot

• Kestää sisäistä painetta pitäen samalla liitokset lujina
• Vastaa putkien ja liittimien liittämisestä
• Mahdollistaa järjestelmän kokoamisen ja purkamisen
• Olennaista vuotojen ehkäisemiseksi

Kuinka tunnistaa putkikierteiden tyypit?

Putken kierteiden tyyppi voidaan tunnistaa seuraavien parametrien perusteella:

Putkikierteitä on useita tyyppejä, mutta ne voidaan tunnistaa seuraavien ominaisuuksien perusteella:

Tunnista merkinnät

Jokaisella putkikierteellä on oma leimattu merkinnänsä. ½ NPT on yhdysvaltalainen standardi ja tarkoittaa ½ tuuman National Pipe Taper -kierrettä. Putkikierteissä käytetään standardimerkintöjä.

Mittaa halkaisija

Kaksi putkikierretyyppiä voidaan erottaa mittaamalla sisähalkaisija, ulkohalkaisija ja nousu. Esimerkiksi kahden putkikierretyypin, ½ NPT ja ½ BSPT, ulkohalkaisijat ovat vastaavasti 0.840” ja 0.825”.

Tarkista kierteen kartio

Kierteen kartio (1:16) on yhteinen sekä NPT- että BSPT-kierteille. Niiden erottava tekijä on kierteen profiilikulma.

• NPT-kierteen profiilikulma = 60°

• BSPT-kierteen profiilikulma = 55°

Käytä säikeiden tunnistustyökaluja

Putkien kierteiden tyyppien tunnistamiseen on saatavilla useita työkaluja. Esimerkiksi voidaan käyttää kierrepakkoja. Se mittaa ulkohalkaisijan, ja jokaisella putkikierretyypillä on oma ulkohalkaisijansa.

Mitä putkikierteiden tyyppejä on olemassa?

Putkien kierteiden tyypit määritetään enimmäkseen kahden asian perusteella:

• Geometrian ominaisuuksien mukaan

Putkien kierteiden geometria jakaa putkien kierteet kahteen tyyppiin: yhdensuuntaisiin kierteisiin ja kartiokierteisiin.

• Putkikierteiden standardien mukaan

Kansainväliset ja alueelliset standardit jakavat myös putkikierteet. Nämä kierteet eroavat toisistaan ​​kulman, nousun tai kartion jne. suhteen. Yleisimpiä standardeja ovat NPT, API, BSP ja ISO.

Putken kierteiden geometrian ominaisuudet

Putkikierre voi olla kartiomainen tai yhdensuuntainen. Tämä putkikierteen geometrian muutos on vastuussa joistakin asiaankuuluvista sovelluksista. Tässä osiossa tutustutaan putkikierteiden geometrian ominaisuuksiin:

Kapenevat langat

Jos putkessa on kapenevat kierteet, se tarkoittaa, että se kestää korkeita paineita. Halkaisija pienenee pituuden edetessä. Siinä on itselukittuva rakenne, mutta se vaatii tiivisteaineen, kuten PTFE:n. Tämä geometria on yleinen NPT- ja BSPT-putkissa. Sitä käytetään yleisesti hydrauliikka- ja kaasujärjestelmissä.

Rinnakkaiset säikeet

• Halkaisija ei muutu pituussuunnassa, vaan pysyy vakiona
• Helppo koota ja purkaa
• Käytetään, kun tarvitaan toistuvia yhteyksiä
• Tarvitsetko muita tiivistysosia (o-renkaita tai aluslevyjä) tiivistämiseen
• Yleisiä sovelluksia ovat pneumaattiset ja matalapainejärjestelmät
• Läsnä BSPP:ssä ja NPSM:ssä

Lanka muoto

Nämä ovat putkikierteiden tärkeimmät muodot:

Whitworth-lanka

• Harjat ja juuret ovat pyöristetyt
• Kulma: 55 ^o
• Käytetään BSPT/BSPP-putkissa
• Parempi tasainen kiinnitys ja väsymiskestävyys

puolisuunnikkaan

Sitä käytetään voimansiirto-osissa, kuten johtoruuveissa ja tunkeissa. Sitä ei käytetä putkien tiivistämiseen.

V-kierre

• Kulma: 60 ^o
• Muoto on terävä V-profiili
• Hyvä lujuuden ja kohtalaisen tiivistyksen kannalta
• Käytetään NPT/NPS-sopimuksissa

ISO- ja NPT-kierteitä ei tule käyttää yhdessä erilaisten kulmien, tiivistysmenetelmien, nousujen ja toleranssien vuoksi.

Tiivistysmenetelmä

Tiivistykseen käytetään seuraavia menetelmiä:

1. PTFE-teippi: yleinen LVI-, pneumatiikka- ja hydrauliikkateollisuudessa.
2. Metalli-metalli: NPTF-kierteet on suunniteltu lisäämään kosketusta liitosharjojen ja juurien välillä ja vähentämään spiraalimaista vuotoreittiä.
3. Kierretiiviste: tahnaa tai nestettä käytetään tiivistämiseen ja se on yleinen teollisissa sovelluksissa
4. O-rengastiiviste: O-rengas muodostaa tiivisteen ja sitä käytetään BSPP- ja SAE-suorissa kierteissä.

Putkien kierteiden standardit

Putkikierteiden standardit määrittelevät luotettavien liitosten mitat, toleranssit ja tiivistysvaatimukset erilaisissa sovelluksissa. Ne kuitenkin vaihtelevat alueittain ja toimialoittain. Tässä esittelemme eri standardeja ja niiden tyypillisiä putkikierteiden tyyppejä.

Amerikkalainen (ANSI / ASME)

Putkien kierteiden standardit määrittelevät, miten putket liitetään toisiinsa. Yhdysvalloissa putkiliitokset noudattavat ANSI/ASME-standardia, ja käytettyjä kierretyyppejä ovat NPT, NPTF ja NPS. Alla olevasta taulukosta näet niiden ominaisuudet, tiivistysmenetelmät ja käyttötarkoitukset.

Eurooppalaiset langan standardit

Euroopassa paineputkiliitoksissa käytetään laajalti BSPT- (kartio) ja BSPP- (yhdensuuntaisia) putkikierteitä. Lue nyt niiden yksityiskohdat:

ISO-kansainväliset standardit

ISO-standardit erottavat toisistaan ​​putkikierteet, jotka tiivistävät kierteitä, ja putkikierteet, joissa käytetään erillistä tiivistysominaisuutta.

• ISO 7-1: Standardi putkikierteille, jotka pystyvät tiivistämään itse kierteillään
• ISO 228-1: Putkikierteiden standardi, jossa kierteet tarvitsevat muita komponentteja tiivistyksen saavuttamiseksi.

API-öljykenttäkierteet

API-standardit määrittelevät öljy- ja kaasuteollisuudessa käytettävät erikoiskierretyypit ja kierteitetyt liitäntämenetelmät. Näihin kierretyyppeihin kuuluvat:

Putkikierteiden tyyppien sovellukset

Jokaisella putkikierretyypillä on oma käyttötarkoituksensa. Tämä tarkoittaa, että jokaisessa sovelluksessa käytetään eri putkikierrettä. Kaksi sovellusta voi käyttää samanlaisia ​​putkikierretyyppejä, mutta niiden käyttötapa on erilainen. Joitakin yleisimpiä putkikierretyyppien käyttötarkoituksia ovat hydrauliikkajärjestelmien osat, pneumaattisten järjestelmien osat, teollisuusputkistot ja öljykenttien putkistokomponentit.

Hydraulijärjestelmän osat

Hydrauliikkajärjestelmien osissa ei käytetä pelkästään kierteitä tiivistämiseen. Kierteet pitävät osat paikoillaan, mutta tiivistämiseen käytetään O-renkaita. Hydrauliikkajärjestelmässä käytetään kahdenlaisia ​​putkikierteitä:

1. NPT/NPTF (kansallinen putkikierre/kansallinen putkikierre polttoaineelle)

Tässä putkikierretyypissä kierteet ovat kapenevia ja tiivistys tapahtuu kierteiden välisen ahdistuksen avulla.

2. BSPT/BSPP

• Kierteet voivat olla yhdensuuntaisia ​​tai kapenevia
• BSPT-tiivisteet tiivisteaineella
• BSPP käyttää tiivistämiseen O-rengasta tai liimattua aluslevyä

Paineilmajärjestelmän osat

• Tässä sovelluksessa putkikierteet vastaavat liitoksista. Alhaisempien paineiden vuoksi käytetään enimmäkseen yksinkertaisia ​​kartiokierteitä.
• Pneumaattisten järjestelmien osissa käytettävät putkikierteet ovat samanlaisia ​​kuin hydraulisten järjestelmien osissa. Näitä tyyppejä ovat NPT, BSPT ja BSPP. NPT- tai BSPT-tyyppejä käytettäessä tiivistys tehdään kierteiden puristuksella ja siihen tarvitaan myös tiivisteainetta tai PTFE-teippiä. BSPP-tyypin tapauksessa tiivistykseen tarvitaan O-rengas tai tiivistetty aluslevy, koska tämä tyyppi ei tiivistä kierteitä.

Teollisuusputket

Teollisuusputkistoissa käytetään putkikierteitä matalan ja keskipaineen liitännöissä ja pienillä halkaisijoilla. Näitä kierteitä käytetään instrumenttilinjoissa, viemäri- ja huoltoliitännöissä sekä yleishyödyllisten putkistojen yhteydessä.

Pohjois-Amerikassa käytetään NPT/NPTF-tyyppistä putkikierrettä.

Euroopassa, Isossa-Britanniassa ja Aasiassa käytetään BSPT- tai BSPP-tyyppiä.

NPT- tai BSPT-kartiokierteissä tarvitaan tiivistävää kierrettä ja tiivisteainetta. Suorille kierteille, kuten BSPP-kierteille, tarvitaan tiiviste tai liimattu tiiviste.

Öljykenttien putkikomponentit

Putkikierteiden käyttökohteita öljykenttien putkikomponenteissa ovat:

• Porauslangat
• Tuotantoputket
• Korkeapaineinen öljyn ja kaasun virtaus
• Kaivon kotelointi

Erikoistyyppisiä putkikierteitä käytetään vaatimusten täyttämiseen, kuten erittäin lujien ja paineenkestävien kierteiden valmistukseen äärimmäisissä kuormissa. Nämä tyypit ovat:

• API-kierteet (API-putki, API-kotelo, API-letku)
• Premium-langat

Tiivistykseen tarvitaan kierteiden välistä tiivistystä ja metalli-metalli-tiivistystä. Voiteluun ja tiivistykseen tarvitaan kierreyhdisteitä, kuten laastia.

Miksi CNC-koneistus on tärkeää putkikierteille?

Putkien kierteiden hyvä kierteiden koneistus voi parantaa niiden suorituskykyä sovelluksissa. Esimerkiksi suorituskyky riippuu täysin siitä, kuinka täydellisesti kierteet on valmistettu. Koneistusvirheiden välttämiseksi CNC on tärkeä vaatimus. CNC-koneistus parantaa putkien kierteiden luotettavuutta poistamalla mahdollisimman paljon virheitä kulmassa tai halkaisijan muutoksissa jne.

high Precision

Tarkkuus tarkoittaa sitä, kuinka tarkasti kappale on valmistettu piirustuksen suhteen. Jos osan mittojen tiukat toleranssit saavutetaan johdonmukaisesti, se tarkoittaa, että saavutetaan korkea tarkkuus. Koska koneistus on enimmäkseen automatisoitua, poikkeamien todennäköisyys todellisista mitoista vähenee eksponentiaalisesti, mikä johtaa lähes täydellisiin kierteisiin putkessa.

Materiaalien joustavuus

CNC-koneet pystyvät täydellisesti tekemään kierteitä putkiin materiaalista riippumatta, polymeereistä metalleihin ja komposiitteihin. Yleisimmin käytettyjä metallimateriaaleja ovat teräs, ruostumaton teräs ja terässeokset ja niin edelleen.

Monimutkainen geometria

Monimutkaiset geometriat rajoittavat monia perinteisiä työstöoperaatioita. Esimerkiksi alilukkujen työstö on erittäin vaikeaa perinteisillä leikkaustyökaluilla, mutta CNC-työstö helpottaa sitä. Putken kierteet voidaan tehdä helposti CNC-koneilla.

Standardinmukaisuus

Putkien kierteiden tehokkaampaa käsittelyä varten käytetään erilaisia ​​standardeja, kuten ISO-standardeja. Nämä standardit tarjoavat erittäin tiukat toleranssit kierteiden mitoille. Näiden kierteiden täyttämiseksi voidaan käyttää vain CNC-koneistusta.

Korkea Laatu

CNC-työstö varmistaa, että putkikierteissä ei ole jännityskeskittymiä tai vääntymiä. Jotta vältetään poikkeamat tiukasta halkaisijan tai kulman toleranssista, CNC-työstö on ratkaisevan tärkeää.

Miten Tuofa voi koneistaa putkikierteitä CNC:llä?

Pelkät CNC-koneet eivät riitä korkealaatuisten putkikierteiden tuottamiseen. Myös CNC-koneiden käytön asiantuntijat ovat yhtä tärkeitä. Projekteissasi, joissa tarkkuus ja laatu ovat tärkeitä, Tuofa palvelee sinua edistyneillä CNC-koneillaan ja asiantuntevilla operaattoreillaan. Varmistamme, että täytämme projektisi vaatimukset täysin kilpailukykyiseen hintaan ajallaan. Täytämme standardien vaatimukset:

Tekninen piirustustarkistus

Putkien kierteiden piirustus on koneistuksen perusparametri. Tuofalla on asiantuntevia insinöörejä, jotka tarkistavat piirustuksen teknisesti ensin ratkaistakseen mahdolliset ongelmat ennen koneistusta.

Toteutettavuustarkistus

Projekteissasi Tuofa keskittyy piirtämisen jälkeen siihen, ovatko suunnittelu ja materiaali yhteensopivia keskenään, koska jokainen materiaali käyttäytyy eri tavalla geometrian monimutkaisuusasteesta riippuen.

Putkien kierteiden työstötekniikat

Putkien sisäkierteiden CNC-kierteitysprosessit suoritetaan erittäin ammattitaitoisesti virheiden välttämiseksi. Putkien ulkokierteiden osalta käytetään CNC-sorvausta standardien mukaisten tiukkojen toleranssien saavuttamiseksi. Lisäksi CNC-jyrsintää voidaan käyttää putkikierteiden koneistukseen , erityisesti silloin, kun kierteiden geometriat tai materiaalit vaikeuttavat sorvausta.

Laatutarkastus

Laaduntarkastusta varten Tuofa on varustettu ajanmukaisilla tarkastustyökaluilla. Näitä työkaluja ovat:

• Koordinaattimittauskone
• Kierrerengasmittari
• Kartiomitta
• Kierretulppa
• Optinen vertailija

Tuofa tarkastaa putkikierteet piirustusten, kierrestandardien ja toiminnallisten vaatimusten mukaisesti. Ulkokierteet voidaan tarkistaa sopivilla kierrerengasmitoilla, kun taas sisäkierteet voidaan tarkastaa kierretulkeilla.

Yhteenveto

Sovelluksissa, kuten hydrauliikkajärjestelmien osissa, joissa nesteiden ja kaasujen ongelmaton virtaus on välttämätöntä, putkikierteillä on tärkeä rooli. Järjestelmien lujien liitosten tekemiseen tarvitaan putkikierteitä. Ne voivat olla geometriltaan ja standardeilta erilaisia, mutta niillä on sama tarkoitus: ne kantavat paineita ja pitävät liitokset vahvoina. Putkikierteiden luotettavan suorituskyvyn saavuttamiseksi koneistus on erittäin tärkeää, minkä vuoksi putkikierteiden valmistuksessa käytetään yleisesti CNC-koneistusta.

FAQ:

Mitä eroja NPT:n ja NPTF:n välillä on?

• NPT: Kansallinen putkikierre

Se vaatii kierretiivistettä tiivistämiseen.

• NPTF: Kansalliset putkikierteiden nesteet

Tiivistykseen ei tarvita kierretiivistettä.

Ovatko NPT- ja NPS-kierteet yhteensopivia?

Ei, koska NPT on kartiokierre ja NPS on suora kierre.

Mitä ovat uros- ja naaraslangat?

Putken tai ruuvin ulkopuolella olevia kierteitä, jotka menevät naaraskierteeseen, kutsutaan ulkokierteeksi. Putken tai mutterin sisäkierrettä, johon uroskierre on kytketty, kutsutaan naaraskierteeksi.