Трубна різьба - види та особливості, застосування, поширені профілі

Під час монтажу трубопровідних магістралей в основному використовують зварне, муфтове, розтрубне, фланцеве або різьбове з'єднання. В останньому випадку на самі труби, фасонні з'єднувальні елементи й арматуру наноситься трубне різьблення, що має деякі відмінності від аналогів.

З цим різновидом різьблень пересічний споживач нерідко стикається, займаючись монтажем або ремонтом сантехнічного обладнання, підключенням до трубопроводу побутової техніки. За необхідності здійснити різьбове з'єднання гладкостінних труб самостійно можна нанести різьблення своїми руками за допомогою спеціального інструменту, який реалізується в торговельній мережі.

Зміст

• Трубна різьба - особливості
• Сфери застосування
• Параметри різьблення
• Трубне різьблення розміри та види
• Циліндричне трубне різьблення з кутом профілю 55°
• Конічна з профілем 55°
• Циліндричне з кутом конуса 60°
• Конічна з профілем 60°
• Умовні позначення
• Нарізка трубного різьблення своїми руками

Трубне різьблення - особливості

Різьбою називають спеціальної форми виступи, нанесені по гвинтовій лінії на поверхні тіл обертання. Існують у великій кількості різні типи різьблень, що відрізняються формою свого профілю і відстанню між гребенями. Звичайний користувач часто стикається з метричним різьбленням, яке наноситься на кріпильні деталі - болти, гайки, шпильки. Існує низка різьблень прямокутного або конусного перерізу, що передають зусилля від деталей, що обертаються, іншим елементам.

Що стосується трубного різьблення, то, як випливає з назви, воно призначене для різьбового з'єднання фрагментів труб, різного виду устаткування і арматури, що використовуються в трубопроводах.

Її основні особливості:

• Різьбовий зубець має трикутний профіль із заокругленими вершинами і западинами певного радіуса.
• Розміри трубної різьби задаються зовнішнім діаметром, що дорівнює відстані від її діаметрально розташованих вершин зубців.
• Її розмірною одиницею є трубний дюйм, що дорівнює величині в 33,249 мм. Інші розміри задаються в частках трубного дюйма, мають вигляд дробового числа, при цьому мінімальний крок дробу - 1/16.
• При заданні різьбового кроку використовують звичайний дюйм, що дорівнює 25,4 мм. На цій відстані рахують кількість ниток (зубців).

Для нанесення трубної різьбової насічки ідеально підходять водогазопровідні труби, технічні умови на які наведено в ГОСТ 3262-75. Якщо порівняти їхні зовнішні діаметри з розмірними параметрами трубних різьблень, то перші виявляться трохи більшими, при цьому повністю співпадуть їхні типорозміри. Для прикладу, якщо зіставити невеликий ряд діаметрів водогазопровідних труб і розмірів різьблень, то отримаємо наступний ряд відповідностей у мм: 10,2 - 9,72; 13,5 - 13,15; 17 - 16,66; 21,3 - 22,91; 165 - 163,83; 140 - 138,43; 114 - 113,03; 101,3 - 100,33; 88,5 - 87,88; 75,5 - 75,18 і так далі. Тобто всі типорозміри зварних оцинкованих і неоцинкованих сталевих труб для подачі води і газу спеціально передбачені для нанесення на них трубних різьбових витків. Слід зауважити, що однією з форм випуску цього різновиду трубної продукції є вироби з уже нанесеним різьбленням.

Трубну різьбову насічку цілком можна наносити і на гарячедеформовані безшовні труби зі сталі, сортамент яких регламентований ГОСТ 8732-78. На відміну від шовних, що мають 15 типових розмірів, їхній асортимент набагато ширший і охоплює значно більшу кількість виробів (близько 150 типорозмірів). Їхні діаметри лежать у діапазоні від 20 до 550 мм і відрізняються один від одного не тільки на одиниці, а й на десяті частки міліметрів.

До позитивних якостей трубного різьблення слід зарахувати його високий ступінь герметичності - під час використання ущільнювальних матеріалів із льоноволокна і ФУМ-стрічки вони не прорізаються заокругленими вершинами зубців.

Сфери застосування

Оскільки трубне різьблення наносять на водогазопровідні труби, то і сфери його застосування аналогічні областям використання цих трубопроводів, а саме:

• У контурах систем опалення.
• У трубопроводах подачі гарячої та холодної води.
• У газоподавальних магістралях на поверхні землі та всередині будівель.
• Для монтажу сталевих обсадних колон свердловин.
• При складанні різних конструкцій з труб, наприклад, як збірна колона з різьбових штанг для шнекового, гідравлічного буріння.
• Зрозуміло, що всі фасонні елементи і фітинги для монтажу трубопроводів, а саме відводи, трійники, хрестовини, перехідники, муфти, ніпелі, водорозетки та інші теж мають трубне різьблення.
• Також уся сантехнічна різьбова арматура, а саме кульові та вентильні крани, змішувачі, клапани, заглушки, відводителі повітря, контрольно-вимірювальні прилади, реле, фільтри, гнучкі й жорсткі підводки та інша низка елементів оснащені трубною різьбовою насічкою.
• Її мають і прилади, що підключаються в трубопровід, - свердловинні, колодязні, циркуляційні, підвищувальні електронасоси, компресори, обпресувальники, радіаторні теплообмінники та елементи їхньої обв'язки, перехідники з полімерних труб на метал.

Параметри різьби

Основними параметрами різьблень для труб є:

• Крок. Задається кількістю витків, які розміщуються на відстані в 25,4 мм (1 дюйм). Якщо у звичайному різьбленні кроком вважають відстань між середніми точками вершин або западин сусідніх зубців, то в трубному підраховують кількість кроків, яка на довжині в 25,4 мм може бути 28, 19, 14, 11, 11 1/2 і 8.
• Зовнішній, середній і внутрішній діаметр різьби. Для зовнішньої (ніпелі) і внутрішньої (муфти) різьблень це відповідно відстань по діагоналі між вершинами, серединами гребенів і западинами між ними.
• У технічній документації вказується висота профілю, що дорівнює відстані між спроєктованими до гострого трикутника вершинами і западинами, а також їхній радіус заокруглення. Аналогічний показник - це робоча висота, що дорівнює відстані між заокругленими вершиною зубця і западиною.
• Кут профілю - показує кутовий розмір вершини зубця в градусах, для трубного профілю загальноприйнятий показник приймають рівним 55°.
• Хід - відстань між будь-якою точкою на поверхні різьбової насічки до її проекції при повороті деталі на 360°.
• Для конічних різьб додатково встановлюється кут конуса в градусах і конусність.

Трубне різьблення розміри та види

Існує кілька різновидів трубних різьблень, деякі з них регламентовані вітчизняними державними стандартами, інші, що зустрічаються в зарубіжному обладнанні, співвідносяться з американськими стандартами.

Циліндричне трубне різьблення з кутом профілю 55°

Трубна циліндрична різьба з трикутним профілем описана в ГОСТ 6357-81. У документі наведено його типорозміри в міліметрах і дюймах від 1/16" (7,723 мм) до 6" (163,830 мм), а також відповідні своїм зовнішнім діаметрам довжини кроків, які дорівнюють 0,907, 1,337, 1,814 і 2,309 мм. Крім цього, вказані середні та внутрішні діаметри, висота профілю у вихідному трикутнику та її робочий показник, а також радіуси заокруглень.

У стандарті регламентована довжина різьбової насічки для двох класів точності А і В. Довжина різьблень може бути нормальною N і довгою L. Значення довжин безпосередньо пов'язані з трубними діаметрами. Для класу N крайні показники 4 - 12 і 13 - 40 мм, відповідно для L ці значення меж діапазону - вище 12 і понад 40 мм.

Конічна з профілем 55°

Розмірні параметри і допуски трубного конічного різьблення регламентовані ГОСТ 6211-81. За всіма основними показниками, а саме зовнішнім діаметром від 1/16" до 6", його середнім і внутрішнім значенням, довжиною чотирьох типорозмірів кроків, його характеристики повністю збігаються з циліндричним. Для конусного різьблення встановлено кут конуса, що дорівнює 3°34'48", і конусність 1:16.

Оскільки основні розміри і форма профілю трубного циліндричного і конічного різьблення збігаються, допускається з'єднання деталей із внутрішньою циліндричною і зовнішньою конічною різьбовими насічками.

Циліндрична з кутом конуса 60°

Трубне циліндричне різьблення з вершиною трикутника в 60° не регламентоване вітчизняними держстандартами, в зарубіжній технічній документації воно позначається як NPSM (national pipe straight mechanical). Її параметри задаються американськими стандартами ANSI/ASME. Відмінні риси NPSM-різьблення:

• кут профілю 60°;
• розміри від 1/16" до 12";
• число ниток на дюйм: 27, 18, 14, 11 1/2, 8 залежно від трубного діаметра.

Конічна з профілем 60°

Профіль і розміри цього виду конічного різьблення регламентується ГОСТ 6111-52, його відмінні риси:

• розміри: від 1/16" до 2";
• число ниток в 1 дюймі (25,4 мм) довжини і крок: залежно від розміру 27 (0,941 мм), 18 (1,411 мм), 14 (1,814 мм), 11 1/2 (2,209 мм).
• кутовий розмір конуса і конусність: відповідно дорівнюють 3°34′48″ і співвідношенню 1:16.

Цьому типу відповідає дюймова NPT-різьба (national pipe taper), регламентована американськими стандартами ANSI/ASME. На відміну від вітчизняних нормативів, вони поширюються на діаметри до 12", при цьому у всіх типорозмірів понад 2" число ниток дорівнює 8.

Умовні позначення

Наведеним вище держстандартом ГОСТ 6357-81 встановлено такі позначення трубних дюймових різьблень:

• найменування: літера G для циліндричних і R (позначення за ГОСТ 6211) для конусних;
• розміри в дюймах;
• позначення напрямку різьбової нитки, ліве доповнюють літерами LH;
• клас точності: А або В;
• довжина згвинчування в міліметрах.

Приклад G 1 1/4 LH - А - 36.

Умовне позначення конусних видів за ГОСТ 6111-52 містить у собі їхню назву (літера К) і типорозмір у дюймах, наприклад: К 1 1/4.

Нарізка трубного різьблення своїми руками

У промисловій сфері різьбову насічку отримують методами нарізування лезами, різцями, накочування роликами, видавлювання пресами з шаблонами, вирізання абразивними кругами, хімічним або електрохімічним витравлюванням.

Зрозуміло, що всі перераховані технології неприйнятні для використання в побутових умовах, і єдиним ефективним методом нарізування різьблення залишається використання плашок і мітчиків.

Наразі для нарізання різьблення на трубах у побутових умовах широко використовують клупи - ручні або механічні пристосування зі змінними різьбонарізними головками. За принципом дії вони нагадують плашки радянських часів, у яких оправку з різьбовою головкою повертали двома ручками.

Сучасний ручний клупп має одну потужну рукоятку з тріскачкою, прикріплену до відправлення, і оснащується комплектом змінних головок. Їхні стандартні дюймові типорозміри 1/4", 3/8", 1 2", 3/4", 1", 1 1/4".

Технічно процес отримання різьбової насічки за допомогою ручного клуппа складається з такої послідовності операцій:

1. Фіксують трубний відрізок у лещатах або притискають його до будь-якої поверхні на стіні або підлозі, підкладаючи під деталь твердий предмет.
2. Знімають зовнішню фаску на торці труби, використовуючи болгарку з кругом по металу, наждачний папір, напилок.
3. Готують до роботи клупп, вставляючи в нього головку потрібного діаметра.
4. Покривають машинним маслом або іншим рідким мастилом ділянку труби в зоні проведення робіт, а також різаки. Щоб виключити налипання стружки під час проведення робіт, краще використовувати для цих цілей спеціальний спрей.
5. Приступають до нарізки, притискаючи головку клупа до торця і намагаючись витримати суворо перпендикулярне положення інструменту щодо осі оброблюваної деталі.
6. Повільно обертають головку, поєднуючи поступальний і зворотний рухи, напрямок обертання задають перемикачем на тріскачці.
7. Періодично витягують інструмент і очищають його різці та трубну оболонку від стружки, що утворилася.
8. Після закінчення робіт чистять і розбирають інструмент, перевіряють якість нитки накручуванням на неї відповідних фасонних деталей (муфт).

Різьблення трубне циліндричне знаходить широке застосування і є основним видом під час різьбових з'єднань трубопровідних магістралей, підключення до них арматури і різного типу обладнання. Якщо пересічний споживач збирає металевий трубопровід або конструкцію з труб для будь-яких цілей без зварювання, він має можливість придбати готові водогазопровідні труби з уже нарізаним різьбленням або нанести аналогічну насічку на різьбі самостійно за допомогою клуппа.