Quina és la tècnica de processament de rosca per a canonades d'acer?

La tecnologia de processament de fils de canonada d'acer es refereix al procés de mecanitzat d'un determinat patró de dents, pas i conicitat a l'extrem de la canonada d'acer mitjançant tall o deformació plàstica (per crear fils). Això permet la connexió desmuntable de la canonada d'acer amb altres components de la canonada (com ara vàlvules, accessoris de canonada i interfícies d'equip). El nucli d'aquesta tecnologia rau a controlar amb precisió els paràmetres geomètrics de les rosques (com l'angle de la dent, el pas, el diàmetre mitjà i la conicitat), assegurant el segellat, la resistència i la fiabilitat de la connexió.

1. Principals mètodes de processament

• Processament de tall: El mètode més utilitzat consisteix a utilitzar una màquina de tornejar fil (elèctrica o manual) per fer girar la matriu, que després talla l'extrem de la canonada d'acer per formar fils. Aquest mètode és adequat per a la majoria dels tipus de materials de canonada d'acer (com ara acer al carboni, acer inoxidable, canonada galvanitzada).
• Deformació plàstica:L'extrem de la canonada d'acer s'extrudeix mitjançant una màquina de roscat o una màquina de laminació per fer que el metall flueixi plàsticament i formi fils. Aquest mètode és adequat per a materials amb bona plasticitat (com ara l'acer baix-carboni), amb una alta eficiència i una gran resistència al fil. Tanmateix, requereix uns estàndards d'equips relativament alts.

2. Paràmetres clau del procés

• Perfil del fil:Es divideix en 55 graus (fil britànic Whitworth, com les sèries G i R), 60 graus (fils unificats americà, com la sèrie NPT) i mètriques 60 graus (com la sèrie M). Entre ells, els fils de canonades adopten majoritàriament perfils de 55 o 60 graus.
• Pas i nombre de dents:El pas és la distància entre els punts corresponents del diàmetre de pas de dues dents adjacents. Normalment s'expressa com el nombre de dents per polzada (TPI) (per exemple, un fil NPT d'1/2" té 11 dents per polzada i el pas és d'aproximadament 2,309 mm). 
• Relació del con: Els fils de canonada de segellat (com la sèrie NPT, R) solen tenir una relació de cons d'1:16 (és a dir, el diàmetre canvia 1 mm per cada 16 mm de longitud) i el segellat s'aconsegueix mitjançant aquesta relació de cons.
• Freqüència de processament:Es determina en funció del diàmetre de la canonada. Per a canonades de -diàmetre petit (DN15-DN32), es processen dues vegades; per a canonades de diàmetre mitjà (DN40-DN50), es processen tres vegades; per a canonades de gran diàmetre (DN70 i superior), es processen de tres a quatre vegades per garantir perfils de rosca complets i superfícies llises.

3. Inspecció i Control de Qualitat
Inspecció del calibre de rosca: utilitzeu el calibre de marxa (GO) i el calibre de no{0}}va (NO GO) per mesurar el diàmetre de pas i el pas de la rosca. L'indicador de marxa ha d'estar completament inserit i l'indicador de no-marcha no s'ha d'introduir més de 2 voltes.

• Qualitat de la superfície:Els fils han d'estar lliures de cables trencats, cables desordenats i rebaves. La rugositat de la superfície ha de complir els requisits (per exemple, Ra Inferior o igual a 3,2 μm).
• Tolerància a l'angle del con i al diàmetre de pas:La desviació de l'angle del con de la rosca de segellat ha de ser inferior o igual a 0,05 mm/m, i la tolerància del diàmetre de pas s'ha de controlar dins d'un rang extremadament estret (per exemple, la tolerància del diàmetre de pas de la precisió de grau 1 és de 0,01 mm).

La connexió roscada de canonades d'acer és el mètode de connexió desmuntable més utilitzat en el sistema de canonades. La seva importància rau principalment en els aspectes següents:

1. Fiabilitat del segellat
Mitjançant l'ús de la conicitat del fil (com la conicitat 1:16 de NPT) o materials de segellat (com la cinta de segellat, el fil de cànem), pot prevenir eficaçment les fuites mitjanes. És adequat per al transport d'alta-pressió, alta-temperatura i mitjans corrosius (com ara petroli, gas natural, matèries primeres químiques).

2. Força de connexió
La connexió roscada transmet càrregues a través de l'enganxament de les dents, amb una alta resistència a la tracció i la torsió, i pot satisfer la pressió de treball del sistema de canonades (per exemple, la carcassa d'oli pot suportar desenes de milers de tones de càrrega de tracció).

3. Facilitat d'instal·lació i manteniment
Les connexions roscades no requereixen soldadura i el procés d'instal·lació és ràpid, per la qual cosa és convenient per a la-construcció al lloc. Al mateix temps, la característica desmuntable facilita el manteniment, substitució i renovació de canonades, reduint així els costos de manteniment.

4. Àmplia aplicabilitat
Adequat per a diversos materials de canonada d'acer (acer al carboni, acer inoxidable, canonada galvanitzada), diàmetres de canonada (DN15-DN100 i superior) i condicions de treball (aigua, gas, petroli, mitjans químics), és un mètode de connexió estàndard en els camps de la construcció, maquinària, petroli i indústria química.

Els estàndards internacionals per al processament de rosques de canonades d'acer són formulats principalment per organitzacions com l'Organització Internacional per a la Normalització (ISO), l'Institut Americà del Petroli (API) i el Comitè d'Administració de Normalització Nacional de la Xina (GB). Els següents són els estàndards bàsics:

1. Normes ISO (reconegudes internacionalment)

• ISO 7-1:1994 "Segellat de rosques de canonada - Part 1: Dimensions, toleràncies i marques": especifica les dimensions, toleràncies i marques per a rosques de tubs de segellat de 55 graus, inclòs l'"ajust de columna/con" per a rosques internes cilíndriques (Rp) i rosques externes còniques (R1), i la rosca interna "cònica/cònica" (R1) fils (R2).
• ISO 228-1:2000 "Rosques de canonades de segellat sense -rosca - Part 1: dimensions, toleràncies i marques": aquesta norma especifica les dimensions, toleràncies i marques per a les rosques de canonades no segellants de 55 graus (sèrie G), que s'aplican a aplicacions de baixa-pressió, no{6}conductes d'aigua i gasoductes (com ara canonades).

2. Estàndards API (específics per a la indústria del petroli)

• Especificació de l'API 5B"Processament, mesura i inspecció de rosques per a tubs, canonades i acer de canonades": una norma autoritzada a la indústria del petroli, estipula els requisits de processament, mesurament i inspecció per a les rosques dels materials de canonades de petroli (tubs, canonades, acer de canonades), inclosos paràmetres geomètrics i toleràncies per a rosques especials com ara rosques rodones i trapezoïdals (BTC).
• API RP 5A5/ISO 15463:2003"-Inspecció in situ de carcasses de tubs nous, cilindres d'oli i tubs de perforació connectats-extrems": complementa els-requisits d'inspecció in situ de l'API 5B, garantint la qualitat de les rosques abans de la seva instal·lació al lloc-.

3. Estàndard GB (equivalent adoptat a la Xina)

• GB/T 7306.1-2000"Rosques de tubs de segellat de 55 graus - Part 1: Rosques interiors cilíndriques i rosques exteriors còniques": aquesta norma adopta la norma ISO 7-1:1994 de manera equivalent i especifica les dimensions, toleràncies i marques de les rosques de segellat de 55 graus d'"ajust cilíndric/cònic".
• GB/T 7306.2-2000"Rosques de canonada de segellat de 55 graus - Part 2: Rosques interiors còniques i rosques exteriors còniques": aquesta norma adopta la norma ISO 7-1:1999 de manera equivalent i especifica les rosques de canonada de segellat de 55 graus amb "ajust de con/con".
• GB/T 12716-2011"Rosca de canonada cònica de 60 graus": s'ha adoptat ASME B1.20.2M: 2006 com a base per a la revisió. Especifica les dimensions, toleràncies i marques de les rosques de canonada cònica de 60 graus (sèrie NPT) i és aplicable a les rosques de canonada de segellat estàndard nord-americà.

Les diferències en les tècniques de processament de fils entre diversos sistemes estàndard es troben principalment en aspectes com l'angle del perfil de la dent, la conicitat, el mètode d'aparellament i els escenaris aplicables. Aquestes són les diferències bàsiques:

1. Diferència en els angles del perfil de les dents

• Imperial (ISO 7-1, GB/T 7306):Presenta un angle de rosca de 55 graus, derivat del fil imperial Whitworth, adequat per a regions com Europa i Àsia.
• Mètrica (API 5B, GB/T 12716):Presenta un angle de rosca de 60 graus, derivat de la rosca estàndard mètrica, adequat per a regions productores de petroli-com ara Amèrica del Nord i Orient Mitjà.

2. Diferència d'angle del con

• Rosca de canonada segellada imperial (ISO 7-1, GB/T 7306): La conicitat de la rosca externa cònica (R1, R2) és 1:16 (el diàmetre canvia 1 mm per cada 16 mm de longitud), aconseguint segellat a través de la conicitat.
• Rosca de canonada segellada mètrica (API 5B, GB/T 12716): La conicitat dels fils de la canonada cònica (NPT) també és 1:16, però el perfil de la rosca és més inclinat (60 graus enfront de 55 graus) i és adequat per a nivells de pressió més alts (per exemple, la pressió de treball de la carcassa d'oli pot arribar a diversos milers de lliures per polzada quadrada).

3. Diferències en els mètodes de cooperació

• Rosca del tub de segellat imperial:Es divideixen en "ajust de columna/con" (rosca interna cilíndrica Rp i rosca externa cònica R1) i "ajust de con/con" (rosca interna cònica Rc i rosca externa cònica R2). Entre ells, l'"ajust de columna/con" és el mètode de segellat més utilitzat.
• Rosca de canonada segellada mètrica:Només utilitza "cone/cone fit" (rosca interna cònica i rosca externa cònica), aconseguint segellat a través del propi cònic del fil, sense necessitat de materials de segellat addicionals (com ara cinta).

4. Diferències en els escenaris aplicables

• ISO 7-1, GB/T 7306:Aplicable a canonades civils i industrials de baixa-pressió i-temperatura normal-(com ara canonades d'aigua, gas, aire condicionat), així com algunes canonades químiques. 
• API 5B:Dissenyades específicament per a canonades subterrànies de la indústria del petroli i el gas (com carcasses i tubs), aquestes canonades estan sotmeses a pressions extremadament elevades (fins a més de 1000 bar), temperatures i corrosió (com el sulfur d'hidrogen i el diòxid de carboni). La resistència i el rendiment de segellat de les rosques d'aquestes canonades són molt superiors a les de les canonades normals.

5. Diferències en l'equivalència estàndard

• GB/T 7306.1-2000és una adopció equivalent de la ISO 7-1:1994 (el contingut tècnic és totalment el mateix, amb només modificacions editorials), facilitant l'entrada de productes xinesos al mercat internacional. 
• GB/T 12716-2011 i ASME B1.20.2M:2006: s'adopta amb modificacions (conservant les tecnologies de les característiques xineses, com ara mètodes de prova senzills per a la producció nacional a petita-escala), millor adaptat a les característiques del material de la Xina (com la plasticitat de l'acer de baix-carboni).

La tecnologia de processament de fil de canonada d'acer és la tecnologia bàsica per connectar sistemes de canonades. La seva qualitat afecta directament el rendiment de segellat, la resistència i la fiabilitat del sistema. Els estàndards internacionals (com ara ISO 7-1, API 5B, GB/T 7306) proporcionen especificacions unificades per al processament de fils. Les diferències entre els diferents estàndards es troben principalment en l'angle del perfil de la rosca, el conic, el mètode de concordança i els escenaris aplicables. En aplicacions pràctiques, s'ha de seleccionar el tipus de rosca i l'estàndard adequats en funció de les condicions de treball (pressió, temperatura, medi) per garantir la seguretat i l'economia de la connexió.