Pijpschroefdraadtypen: kenmerken, verschillen, toepassingen en CNC-bewerking

Pijpschroefdraad wordt veelvuldig gebruikt voor het verbinden van leidingen, fittingen, kleppen, verdeelstukken en vloeistofregelcomponenten in hydraulische, pneumatische, sanitaire en olie- en gassystemen. Het vereist doorgaans een extreem hoge afdichtingsprestatie. Maar hoe kan hoogwaardige pijpschroefdraad worden geproduceerd?

Deze handleiding beschrijft de belangrijkste soorten pijpschroefdraad, hoe u ze kunt herkennen, waar ze worden gebruikt en hoe CNC-bewerking helpt bij het produceren van nauwkeurige schroefdraadcomponenten.

Wat zijn pijpschroefdraden?

Pijpschroefdraad wordt doorgaans als interne of externe spiraalstructuur aangebracht op componenten, specifiek ontworpen voor mechanische verbindingen tussen pijpleidingen en met een afdichtingsfunctie. Goede pijpschroefdraad zorgt voor een vlotte doorstroming van vloeistoffen en gassen en is bestand tegen interne druk.

Pijpschroefdraad versus gewone schroefdraad

Pijpschroefdraad en gewone schroefdraad worden met verschillende eigenschappen voor verschillende doeleinden vervaardigd. Pijpschroefdraad is ontworpen voor het verbinden van leidingen en fittingen in hydraulische, pneumatische of olie- en gassystemen. Gewone schroefdraad wordt daarentegen voornamelijk gebruikt voor bevestiging en montage. Laten we nu de verschillen tussen pijpschroefdraad en gewone schroefdraad bekijken aan de hand van de volgende tabel:

Kenmerken van pijpschroefdraad

De belangrijkste kenmerken die worden gebruikt om een ​​pijpschroefdraad te definiëren en te identificeren, zijn onder andere:

Nominale maat

Pijpschroefdraadmaten zijn nominale aanduidingen en komen meestal niet overeen met de gemeten buitendiameter van de schroefdraad.

Diameter van de draad

Het bepaalt of de mannelijke en vrouwelijke schroefdraad correct op elkaar aansluiten binnen de vereiste tolerantie. De schroefdraaddiameter omvat in detail:

• Hoofddiameter van de schroefdraad
• Draad binnendiameter
• Draadspoeddiameter

Draadafstand

• Het is verantwoordelijk voor het regelen van de soepelheid waarmee de mannelijke en vrouwelijke schroefdraadverbindingen tot stand komen.
• Beïnvloedt de lastverdeling en de weerstand tegen afbladderen.
• Een vaste spoed garandeert de uitwisselbaarheid van buizen en fittingen van verschillende fabrikanten.
• Zorgt voor goed contact langs de schroefdraadflanken.

Draadhoek

• NPT en NPTF gebruiken een schroefdraad van 60 graden.
• BSPT en BSPP gebruiken een Whitworth-vorm van 55 graden.

Vormen van draden 

1. Conisch: Conische pijpschroefdraad verandert geleidelijk van diameter over de lengte. Deze vorm van schroefdraad maakt afdichting mogelijk door middel van schroefdraadinterferentie en afdichtingsmiddel.
2. Recht (parallel): Parallelle schroefdraad behoudt een constante diameter. In tegenstelling tot conische schroefdraad kan rechte schroefdraad alleen afdichten met O-ringen, pakkingen of andere afdichtingsmethoden.

Functies van pijpschroefdraad

• Bestand tegen interne druk en houdt de verbindingen stevig.
• Verantwoordelijk voor het aansluiten van leidingen en fittingen.
• Maakt montage en demontage van het systeem mogelijk.
• Essentieel voor het voorkomen van lekkages

Hoe herken je de verschillende soorten pijpschroefdraad?

Een pijpschroefdraadtype kan worden geïdentificeerd aan de hand van de volgende parameters:

Er bestaan ​​verschillende soorten pijpschroefdraad, maar deze kunnen worden herkend aan de hand van de volgende kenmerken:

Identificatiemarkeringen

Elke pijpschroefdraad heeft zijn eigen gestempelde markering. ½ NPT is een Amerikaanse standaard en duidt op een ½-inch National Pipe Taper-schroefdraad. Standaardmarkeringen die voor pijpschroefdraden worden gebruikt.

Meet de diameter

Twee soorten pijpschroefdraad kunnen van elkaar worden onderscheiden door de binnendiameter, de buitendiameter en de spoed te meten. Zo hebben de twee pijpschroefdraadtypen ½ NPT en ½ BSPT bijvoorbeeld een buitendiameter van respectievelijk 0.840 inch en 0.825 inch.

Controleer de conische schroefdraad

De conische schroefdraad (1:16) is gebruikelijk voor zowel NPT als BSPT. Het verschil zit hem in de hoek van het schroefdraadprofiel.

• NPT-schroefdraadprofielhoek = 60°

• BSPT-schroefdraadprofielhoek = 55°

Gebruik hulpmiddelen voor draadidentificatie.

Er zijn verschillende hulpmiddelen beschikbaar om de verschillende soorten pijpschroefdraad te bepalen. Zo kan bijvoorbeeld een schuifmaat worden gebruikt. Deze meet de buitendiameter (OD), en elk type pijpschroefdraad heeft zijn eigen OD-maat.

Welke soorten pijpschroefdraad bestaan ​​er?

De verschillende soorten pijpschroefdraad worden voornamelijk bepaald op basis van twee factoren:

• Op basis van geometrische kenmerken

De geometrie van de pijpschroefdraad verdeelt pijpschroefdraad in twee typen: parallelle schroefdraad en conische schroefdraad.

• Volgens de normen voor pijpschroefdraad

Internationale en regionale normen maken ook onderscheid tussen pijpschroefdraad. Deze schroefdraadsoorten verschillen bijvoorbeeld in hoek, spoed of conusvorm. De belangrijkste normen zijn onder andere NPT, API, BSP en ISO.

Geometrische kenmerken van pijpschroefdraad

Een pijpschroefdraad kan taps toelopend of parallel zijn. Deze verandering in de geometrie van een pijpschroefdraad is verantwoordelijk voor een aantal relevante toepassingen. Laten we in dit gedeelte enkele kenmerken van de geometrie van pijpschroefdraden bekijken:

Taps toelopende draden

Als een buis taps toelopende schroefdraad heeft, betekent dit dat deze hoge drukken kan weerstaan. De diameter neemt af over de lengte. De schroefdraad is zelfborgend, maar vereist wel een afdichtmiddel zoals PTFE. Deze geometrie komt veel voor bij NPT- en BSPT-schroefdraad. Het wordt vaak gebruikt in hydraulische en gassystemen.

Parallelle threads

• De diameter verandert niet over de lengte, maar blijft constant.
• Gemakkelijk te monteren en te demonteren
• Wordt gebruikt wanneer herhaalde verbindingen vereist zijn.
• Er zijn nog andere afdichtingsonderdelen nodig (O-ringen of sluitringen) voor de afdichting.
• Veelvoorkomende toepassingen zijn onder andere pneumatische en lagedruksystemen.
• Aanwezig in BSPP en NPSM

Draadvorm

Dit zijn de belangrijkste beschikbare vormen voor pijpschroefdraad:

Whitworth-draad

• Kammen en wortels zijn afgerond
• Hoek: 55 ^o
• Gebruikt in BSPT/BSPP
• Beter voor soepele inschakeling en minder vermoeidheid.

Trapezium

Het wordt gebruikt in onderdelen voor krachtoverbrenging, zoals spindels en vijzels. Het wordt niet gebruikt voor het afdichten van leidingen.

V-draad

• Hoek: 60 ^o
• De vorm is een scherp V-profiel.
• Goed voor sterkte en een redelijke afdichting.
• Gebruikt in NPT/NPS

ISO- en NPT-schroefdraad mogen niet samen worden gebruikt vanwege de verschillende hoeken, afdichtingsmethoden, spoed en toleranties.

Afdichtingsmethode

Voor afdichtingen worden de volgende methoden gebruikt:

1. PTFE-tape: veelgebruikt in loodgieterswerk, pneumatiek en hydrauliek.
2. Metaal-op-metaal: NPTF-schroefdraad is ontworpen om het contact tussen de aansluitende toppen en wortels te vergroten en het spiraalvormige lekpad te verkleinen.
3. Schroefdraadafdichtmiddel: pasta of vloeistof wordt gebruikt voor afdichtingsdoeleinden en komt veel voor in industriële toepassingen.
4. O-ringafdichting: De O-ring zorgt voor de afdichting en wordt gebruikt in BSPP- en SAE-rechte schroefdraad.

Normen voor pijpschroefdraad

Normen voor pijpschroefdraad definiëren de afmetingen, toleranties en afdichtingseisen voor betrouwbare verbindingen in diverse toepassingen. Deze normen variëren echter per regio en industrie. Hier bespreken we verschillende normen en de bijbehorende typische pijpschroefdraadtypen.

Amerikaans (ANSI / ASME)

Normen voor pijpschroefdraad bepalen hoe pijpen met elkaar verbonden worden. In de Verenigde Staten volgen pijpverbindingen de ANSI/ASME-norm. De gebruikte typen pijpschroefdraad zijn onder andere NPT, NPTF en NPS. In de onderstaande tabel vindt u informatie over hun kenmerken, afdichtingsmethoden en toepassingen.

Europese draadnormen

In Europa worden BSPT (conische) en BSPP (parallelle) pijpschroefdraad veel gebruikt voor drukleidingaansluitingen. Lees nu meer over de details:

ISO Internationale Normen

ISO-normen maken onderscheid tussen pijpschroefdraad die afdicht op de schroefdraad zelf en pijpschroefdraad die gebruikmaakt van een aparte afdichtingsvoorziening.

• ISO 7-1: De norm voor pijpschroefdraad die door de schroefdraad zelf een afdichting kan realiseren.
• ISO 228-1: De norm voor pijpschroefdraad waarbij andere componenten nodig zijn voor een goede afdichting.

API-olieveldthreads

API-normen definiëren gespecialiseerde pijpschroefdraadtypen en schroefverbindingsmethoden die in de olie- en gasindustrie worden gebruikt. Deze schroefdraadtypen omvatten:

Toepassingen van verschillende soorten pijpschroefdraad

Elk type pijpschroefdraad heeft zijn eigen toepassing. Dat betekent dat voor elke toepassing een andere pijpschroefdraad wordt gebruikt. Twee toepassingen kunnen hetzelfde type pijpschroefdraad gebruiken, maar de manier waarop ze worden gebruikt, zal verschillen. Enkele van de meest voorkomende toepassingen van pijpschroefdraad zijn onderdelen van hydraulische systemen, onderdelen van pneumatische systemen, industriële leidingen en leidingcomponenten voor de olie- en gasindustrie.

Onderdelen van het hydraulische systeem

In hydraulische systeemonderdelen worden niet alleen schroefdraad, maar ook O-ringen gebruikt voor afdichting. Schroefdraad houdt de onderdelen op hun plaats, maar voor de afdichting worden O-ringen gebruikt. Een hydraulisch systeem maakt gebruik van twee soorten pijpschroefdraad:

1. NPT/NPTF (National Pipe Thread/National Pipe Thread Fuel)

Bij dit type pijpschroefdraad zijn de schroefdraden taps toelopend en vindt de afdichting plaats door middel van schroefdraadinterferentie.

2. BSPT/BSPP

• De schroefdraad kan parallel of taps toelopend zijn.
• BSPT-afdichtingen met afdichtmiddel
• BSPP gebruikt een O-ring of een gelijmde sluitring voor afdichting.

Onderdelen van pneumatische systemen

• In deze toepassing zorgen pijpschroefdraadverbindingen voor de totstandkoming van de aansluitingen. Vanwege de lagere druk wordt meestal gebruik gemaakt van eenvoudige conische schroefdraad.
• De soorten pijpschroefdraad die in pneumatische systemen worden gebruikt, zijn dezelfde als in hydraulische systemen. Deze typen omvatten NPT, BSPT en BSPP. Bij gebruik van NPT of BSPT vindt de afdichting plaats door middel van schroefdraadinterferentie en is een afdichtmiddel of PTFE-tape nodig. In het geval van BSPP is een O-ring of een afdichtingsring vereist voor de afdichting, omdat dit type niet op schroefdraad afdicht.

Industriële leidingen

Voor aansluitingen met lage tot middelhoge druk en een kleine diameter in industriële leidingen worden schroefdraadverbindingen gebruikt. Deze schroefdraadverbindingen worden toegepast in instrumentleidingen, afvoer- en serviceaansluitingen en nutsvoorzieningsleidingen.

In Noord-Amerika wordt het NPT/NPTF-type pijpschroefdraad gebruikt.

In Europa, het Verenigd Koninkrijk en Azië wordt het BSPT- of BSPP-type gebruikt.

Bij conische schroefdraad in NPT of BSPT zijn afdichting van de schroefdraad en afdichtmiddel vereist. Bij parallelle schroefdraad, zoals BSPP, is een pakking of een gelijmde afdichting nodig.

Onderdelen van olieveldleidingen

De toepassingen van schroefdraad in pijpleidingcomponenten voor de olie- en gasindustrie omvatten:

• Boordstrengen
• Productiebuizen
• Hogedruk olie- en gasstroom
• putbekleding

Voor specifieke eisen, zoals zeer sterke en drukvaste schroefdraad onder extreme belastingen, worden speciale soorten pijpschroefdraad gebruikt. Deze typen zijn:

• API-schroefdraad (API-leidingbuis, API-mantelbuis, API-slang)
• Premium-draden

Voor een goede afdichting zijn schroefdraadinterferentie en een metaal-op-metaalafdichting vereist. Schroefdraadpasta's, zoals een afdichtingsmiddel, zijn nodig voor smering en afdichting.

Waarom is CNC-bewerking belangrijk voor pijpschroefdraad?

Nauwkeurige schroefdraadbewerking voor pijpen zorgt ervoor dat ze optimaal presteren in diverse toepassingen. De prestaties zijn bijvoorbeeld volledig afhankelijk van de perfectie van de schroefdraad. Om bewerkingsfouten te voorkomen, is CNC-bewerking een belangrijke vereiste. CNC-bewerking verhoogt de betrouwbaarheid van pijpschroefdraad door fouten in de hoek of diameterafwijkingen zoveel mogelijk te elimineren.

Hoge precisie

Precisie betekent hoe nauw een object is vervaardigd ten opzichte van de tekening. Als de nauwe toleranties in de afmetingen van het onderdeel consistent worden nageleefd, betekent dit dat een hoge precisie wordt bereikt. Door de grotendeels geautomatiseerde bewerking neemt de kans op afwijkingen van de werkelijke afmetingen exponentieel af, wat leidt tot vrijwel perfecte schroefdraad op de buis.

Materialen Flexibiliteit

CNC-machines kunnen perfect schroefdraad in buizen maken, ongeacht het materiaal, van polymeren tot metalen en composieten. De meest gebruikte metalen materialen zijn staal, roestvrij staal en staallegeringen, enzovoort.

Complexe geometrie

Complexe geometrieën beperken veel traditionele bewerkingsprocessen. Zo is ondersnijden met traditionele snijgereedschappen erg moeilijk, maar met CNC-bewerking wordt het eenvoudiger. Schroefdraad op buizen kan met CNC-machines gemakkelijk worden aangebracht.

Standaard naleving

Voor een hogere efficiëntie van pijpschroefdraad gelden verschillende normen, zoals ISO-normen. Deze normen schrijven zeer nauwe toleranties voor de schroefdraadafmetingen voor. Om aan deze normen te voldoen, is alleen CNC-bewerking mogelijk.

Hoge kwaliteit

CNC-bewerking zorgt ervoor dat pijpschroefdraad geen spanningsconcentraties of vervormingen vertoont. Om afwijkingen van de nauwe toleranties in diameter of hoek te voorkomen, is CNC-bewerking cruciaal.

Hoe kan Tuofa pijpschroefdraad bewerken met behulp van CNC?

CNC-machines alleen zijn niet voldoende voor het produceren van hoogwaardige schroefdraad. Experts in het bedienen van CNC-machines zijn minstens even belangrijk. Voor projecten waar nauwkeurigheid en kwaliteit cruciaal zijn, staat Tuofa voor u klaar met geavanceerde CNC-machines en deskundige operators. Wij garanderen dat we volledig aan uw projectvereisten voldoen tegen concurrerende prijzen. We voldoen aan de normen door:

Controle van technische tekeningen

Het tekenen van pijpschroefdraad is een essentiële parameter voor de bewerking. Tuofa beschikt over deskundige ingenieurs die de tekening eerst technisch controleren om eventuele problemen op te lossen voordat de bewerking begint.

Haalbaarheidscontrole

Voor uw projecten richt Tuofa zich na het ontwerpen op de compatibiliteit tussen het ontwerp en het materiaal, omdat elk materiaal zich anders gedraagt ​​afhankelijk van de complexiteit van de geometrie.

Bewerkingstechnieken voor pijpschroefdraad

Bij inwendige schroefdraad in buizen worden CNC-tapbewerkingen met grote expertise uitgevoerd om fouten te voorkomen. Voor uitwendige schroefdraad wordt CNC-draaien gebruikt om te voldoen aan de strenge toleranties volgens de normen. Daarnaast kan CNC-frezen worden toegepast voor het bewerken van schroefdraad , met name wanneer de schroefdraadgeometrie of het materiaal draaien bemoeilijkt.

Kwaliteitsinspectie

Voor kwaliteitscontrole is Tuofa uitgerust met moderne inspectieapparatuur. Deze apparatuur omvat:

• Coördinaten meetmachine
• Draadringmaat
• Conische meter
• Draadplugmaat
• Optische comparator

Tuofa inspecteert pijpschroefdraad volgens de tekening, de schroefdraadnorm en de functionele eisen. Uitwendige schroefdraad kan worden gecontroleerd met geschikte schroefdraadringmeters, terwijl inwendige schroefdraad kan worden geïnspecteerd met schroefdraadplugmeters.

Conclusie

Voor toepassingen zoals onderdelen van hydraulische systemen, waar een probleemloze doorstroming van vloeistoffen en gassen essentieel is, spelen pijpschroefdraadverbindingen een belangrijke rol. Om stevige verbindingen in deze systemen te realiseren, zijn pijpschroefdraadverbindingen nodig. Ze kunnen verschillen in geometrie en normen, maar dienen allemaal hetzelfde doel: druk weerstaan ​​en de verbindingen sterk houden. Om betrouwbare prestaties van pijpschroefdraadverbindingen te garanderen, is nauwkeurige bewerking cruciaal. Daarom wordt CNC-bewerking veelvuldig gebruikt bij de productie ervan.

FAQ:

Wat zijn de verschillen tussen NPT en NPTF?

• NPT: National Pipe Thread

Voor de afdichting is schroefdraadafdichtmiddel nodig.

• NPTF: National Pipe Thread Fluids

Voor het afdichten is geen schroefdraadafdichtmiddel nodig.

Zijn NPT- en NPS-schroefdraad compatibel?

Nee, want NPT is een conische schroefdraad, terwijl NPS een rechte schroefdraad is.

Wat zijn mannelijke en vrouwelijke draden?

Schroefdraad aan de buitenkant van een buis of schroef die in een binnenschroefdraad past, wordt buitenschroefdraad genoemd. Een binnenschroefdraad in een buis of moer, die de buitenschroefdraad opneemt, wordt binnenschroefdraad genoemd.