Jaká je technika zpracování závitů pro ocelové trubky?

Technologie zpracování ocelových trubkových závitů se týká procesu obrábění určitého zubového vzoru, stoupání a zúžení do konce ocelové trubky řezáním nebo plastickou deformací (pro vytvoření závitů). To umožňuje rozebíratelné spojení ocelové trubky s ostatními součástmi potrubí (jako jsou ventily, potrubní armatury a rozhraní zařízení). Jádro této technologie spočívá v přesném řízení geometrických parametrů závitů (jako je úhel zubu, stoupání, střední průměr a kužel), zajišťující utěsnění, pevnost a spolehlivost spoje.

1. Hlavní metody zpracování

• Zpracování řezání: Nejběžněji používaná metoda zahrnuje použití stroje na soustružení závitů (elektrický nebo ruční) k pohánění matrice k otáčení, která pak odřízne konec ocelové trubky za účelem vytvoření závitů. Tato metoda je vhodná pro většinu typů materiálů ocelových trubek (jako je uhlíková ocel, nerezová ocel, pozinkovaná trubka).
• Plastická deformace:Konec ocelové trubky je vytlačován pomocí závitořezného stroje nebo válcovacího stroje, aby se způsobilo plastické tečení kovu a vytváření závitů. Tato metoda je vhodná pro materiály s dobrou plasticitou (jako je nízkouhlíková- ocel), vyznačující se vysokou účinností a vysokou pevností závitu. Vyžaduje však poměrně vysoké standardy vybavení.

2. Klíčové parametry procesu

• Profil vlákna:Dělí se na 55° (britský Whitworthův závit, jako je řada G a R), 60° (Americký sjednocený závit, jako je řada NPT) a metrický 60° (jako je řada M). Mezi nimi trubkové závity většinou přijímají profily 55 stupňů nebo 60 stupňů.
• Rozteč a počet zubů:Rozteč je vzdálenost mezi odpovídajícími body na roztečném průměru dvou sousedních zubů. Obvykle se vyjadřuje jako počet zubů na palec (TPI) (například závit 1/2" NPT má 11 zubů na palec a stoupání je přibližně 2,309 mm). 
• Kuželový poměr: Těsnící trubkové závity (jako NPT, řada R) mají typicky kuželový poměr 1:16 (to znamená, že průměr se mění o 1 mm na každých 16 mm délky) a těsnění je dosaženo prostřednictvím tohoto kuželového poměru.
• Frekvence zpracování:Určuje se na základě průměru potrubí. U trubek malého-průměru (DN15-DN32) se zpracovávají dvakrát; u trub středního-průměru (DN40-DN50) se zpracovávají třikrát; u trubek s velkým průměrem (DN70 a více) se zpracovávají třikrát až čtyřikrát, aby byly zajištěny úplné profily závitů a hladké povrchy.

3. Kontrola a kontrola kvality
Kontrola měrky závitu: Použijte měřidlo chodu (GO) a měřidlo no{0}}nepohybu (NO GO) k měření průměru stoupání a stoupání závitu. Ukazatel chodu musí být zcela zasunut a měřidlo ne-zasouvání by nemělo být zasunuto více než o 2 otáčky.

• Kvalita povrchu:Závity by neměly obsahovat přerušené dráty, neuspořádané dráty a otřepy. Drsnost povrchu by měla splňovat požadavky (např. Ra menší nebo rovna 3,2 μm).
• Tolerance úhlu kužele a průměru stoupání:Odchylka úhlu kužele těsnicího závitu by měla být menší nebo rovna 0,05 mm/m a tolerance průměru stoupání by měla být řízena v extrémně úzkém rozsahu (například tolerance průměru stoupání stupně 1 přesnosti je 0,01 mm).

Závitové spojení ocelových trubek je nejběžněji používaným způsobem rozebíratelného spojení v potrubním systému. Jeho význam spočívá především v následujících aspektech:

1. Spolehlivost těsnění
Použitím kuželovitosti závitu (jako je kužel NPT 1:16) nebo těsnících materiálů (jako je těsnicí páska, konopná nit) může účinně zabránit úniku média. Je vhodný pro přepravu vysoko-tlakých, vysoko{4}}teplotních a korozivních médií (jako je ropa, zemní plyn, chemické suroviny).

2. Síla spojení
Závitové spojení přenáší zatížení přes záběr zubů, vyznačuje se vysokou pevností v tahu a krutu a dokáže pokrýt pracovní tlak potrubního systému (například olejové pouzdro vydrží desítky tisíc tun tahového zatížení).

3. Snadná instalace a údržba
Závitové spoje nevyžadují svařování a proces instalace je rychlý, takže je vhodný pro-výstavbu na místě. Odnímatelný prvek zároveň usnadňuje údržbu, výměnu a renovaci potrubí, čímž snižuje náklady na údržbu.

4. Široká použitelnost
Vhodné pro různé materiály ocelových trubek (uhlíková ocel, nerezová ocel, pozinkovaná trubka), průměry trubek (DN15-DN100 a vyšší) a pracovní podmínky (voda, plyn, olej, chemická média), jde o standardní způsob připojení v oblasti stavebnictví, strojírenství, ropného a chemického průmyslu.

Mezinárodní normy pro zpracování ocelových trubkových závitů jsou formulovány především organizacemi, jako je Mezinárodní organizace pro normalizaci (ISO), American Petroleum Institute (API) a Čínský národní výbor pro normalizaci (GB). Níže jsou uvedeny základní standardy:

1. ISO normy (mezinárodně uznávané)

• ISO 7-1:1994 "Těsnění trubkových závitů - Část 1: Rozměry, tolerance a značky": Specifikuje rozměry, tolerance a značky pro 55stupňové těsnící trubkové závity, včetně "sloupcového/kuželového uložení" pro válcové vnitřní závity (Rp) a kuželové vnější závity (R1) a "kuželové/kuželové vnitřní závity (vnitřní kuželové/kuželové lícování"2) pro kuželové/kuželové vnitřní závity (2)
• ISO 228-1:2000 "Ne-závitové těsnící trubkové závity - Část 1: Rozměry, tolerance a značky": Tato norma specifikuje rozměry, tolerance a označení pro 55stupňové netěsnící trubkové závity (řada G), které jsou použitelné pro nízkotlaké, ne-těsnící aplikace plynových potrubí a potrubí.

2. Normy API (specifické pro ropný průmysl)

• API Spec 5B"Zpracování, měření a kontrola závitů pro ocel trubek, trubek a potrubí": Směrodatná norma v naftovém průmyslu, která stanovuje požadavky na zpracování, měření a kontrolu závitů ropných potrubních materiálů (trubky, trubky, potrubní ocel), včetně geometrických parametrů a tolerancí pro speciální závity, jako jsou kruhové závity (STC) a ofsetové lichoběžníkové závity (BTC).
• API RP 5A5/ISO 15463:2003-Inspekce nových pouzder hadic, olejových válců a koncových-připojených vrtných trubek na místě“: Doplňuje-požadavky na kontrolu na místě podle API 5B a zajišťuje kvalitu závitů před jejich instalací na-místě.

3. GB standard (ekvivalent přijatý v Číně)

• GB/T 7306.1-2000"55stupňové těsnící trubkové závity - Část 1: Válcové vnitřní závity a kónické vnější závity": Tato norma přejímá ekvivalentně ISO 7-1:1994 a specifikuje rozměry, tolerance a označení "cylindrického/kónického lícování" 55stupňových těsnících trubkových závitů.
• GB/T 7306.2-2000"55stupňové těsnící trubkové závity - Část 2: Kuželové vnitřní závity a kónické vnější závity": Tato norma přejímá ekvivalentně ISO 7-1:1999 a specifikuje 55stupňové těsnící trubkové závity s "kuželovým/kuželovým uložením".
• GB/T 12716-2011"60 stupňový kuželový trubkový závit": Přijato ASME B1.20.2M:2006 jako základ pro revizi. Specifikuje rozměry, tolerance a označení 60° kuželových trubkových závitů (řada NPT) a je použitelná pro americké standardní těsnící trubkové závity.

Rozdíly v technikách zpracování závitů mezi různými standardními systémy spočívají hlavně v aspektech, jako je úhel profilu zubu, kužel, způsob spojování a použitelné scénáře. Zde jsou hlavní rozdíly:

1. Rozdíl v úhlech profilu zubu

• Imperiální (ISO 7-1, GB/T 7306):Má úhel závitu 55 stupňů, odvozený od imperiálního Whitworthova závitu, vhodný pro regiony jako je Evropa a Asie.
• Metrika (API 5B, GB/T 12716):Má úhel závitu 60 stupňů, odvozený od metrického standardního závitu, vhodný pro oblasti těžící ropu-, jako je Severní Amerika a Střední východ.

2. Rozdíl úhlu kužele

• Imperial utěsněný trubkový závit (ISO 7-1, GB/T 7306): Kužel vnějšího kuželového závitu (R1, R2) je 1:16 (průměr se mění o 1 mm na každých 16 mm délky), čímž je dosaženo utěsnění přes kužel.
• Metrické utěsněné trubkové závity (API 5B, GB/T 12716): Kužel kuželovitých trubkových závitů (NPT) je také 1:16, ale profil závitu je strmější (60 stupňů vs 55 stupňů) a je vhodný pro vyšší tlaky (například pracovní tlak olejového pláště může dosáhnout několika tisíc liber na čtvereční palec).

3. Rozdíly v metodách spolupráce

• Imperial těsnící trubkové závity:Dělí se na "sloupcové/kuželové uložení" (válcový vnitřní závit Rp a kuželový vnější závit R1) a "kuželové/kuželové uložení" (kuželový vnitřní závit Rc a kuželový vnější závit R2). Mezi nimi je nejběžněji používanou metodou těsnění "sloupec/kužel fit".
• Metrický utěsněný trubkový závit:Používá pouze "kuželové/kuželové uložení" (kuželový vnitřní závit a kónický vnější závit), čímž je dosaženo utěsnění přes vlastní kužel závitu, bez potřeby dalších těsnicích materiálů (jako je páska).

4. Rozdíly v použitelných scénářích

• ISO 7-1, GB/T 7306:Použitelné pro nízkotlaká, normální{1}}teplotní, civilní a průmyslová potrubí (jako jsou potrubí vody, plynu, klimatizace) a také některá chemická potrubí. 
• API 5B:Tato potrubí jsou speciálně navržena pro podzemní potrubí v ropném a plynárenském průmyslu (jako jsou pláště a trubky), jsou vystavena extrémně vysokým tlakům (až přes 1000 barů), teplotám a korozi (jako je sirovodík a oxid uhličitý). Pevnost a těsnicí výkon závitů v těchto trubkách je mnohem vyšší než u běžných trubek.

5. Rozdíly ve standardní ekvivalenci

• GB/T 7306.1-2000je ekvivalentní přijetí ISO 7-1:1994 (technický obsah je zcela stejný, pouze s redakčními úpravami), což usnadňuje vstup čínských výrobků na mezinárodní trh. 
• GB/T 12716-2011 a ASME B1.20.2M:2006: Převzato s úpravami (zachování technologií čínských vlastností, jako jsou jednoduché testovací metody pro domácí výrobu v malém-rozsahu), lépe přizpůsobené materiálovým charakteristikám Číny (jako je plasticita nízkouhlíkové-oceli).

Technologie zpracování ocelových trubkových závitů je základní technologií pro spojování potrubních systémů. Jeho kvalita přímo ovlivňuje výkon těsnění, pevnost a spolehlivost systému. Mezinárodní normy (jako ISO 7-1, API 5B, GB/T 7306) poskytují jednotné specifikace pro zpracování závitů. Rozdíly mezi různými normami spočívají především v úhlu profilu závitu, kuželovitosti, způsobu přizpůsobení a použitelných scénářích. V praktických aplikacích by měl být zvolen vhodný typ závitu a norma na základě pracovních podmínek (tlak, teplota, médium), aby byla zajištěna bezpečnost a hospodárnost spoje.