Gwinty rurowe – normy i wymiary standardowe

W tym artykule omówiono standardowe wymiary gwintów rurowych i ich znaczenie. Rury z gwintami zapewniają bezpieczne i szczelne połączenie między częściami rur a sąsiadującymi elementami. W przemyśle stosowanych jest wiele norm, takich jak DIN/ISO, JIS, BSP, NPT lub BSW.

Czym są gwinty rurowe?

Gwinty rurowe to specjalne typy gwintów, które są używane do łączenia rurociągów. Zostały one zaprojektowane tak, aby zapewnić szczelne wiązanie pod ciśnieniem i zapobiec ucieczce cieczy lub gazów. Ogromną zaletą jest możliwość ponownego poluzowania połączeń.

Zastosowanie gwintów rurowych

Gwinty rurowe są stosowane w ogólnej inżynierii mechanicznej do łączenia rur. Przykręcanie rur do maszyny odbywa się za pomocą rur gwintowanych. Można je zaprojektować do uszczelniania między innymi za pomocą gwintów stożkowych. Są one stosowane na przykład w przewodach hydraulicznych lub korkach spustowych.

Produkcja gwintów

Gwinty są wykonywane zarówno metodą obróbki skrawaniem, jak i metodą inną niż obróbka skrawaniem. W wariancie obróbki skrawaniem gwint jest wycięty z rury za pomocą specjalnego frezu. W wariancie bez obróbki skrawaniem gwint wtłacza się do materiału. Ma to tę zaletę, że tkanka materiału pozostaje nieuszkodzona i w końcu ma większą wytrzymałość. Poniżej przedstawiono kilka popularnych metod produkcji:

• Nacinanie: Nacinanie jest najczęstszą metodą produkcji gwintów rurowych. Zwykle stosuje się je do rur metalowych, np. ze stali lub stali nierdzewnej. Gwint nacina się na rurze za pomocą frezu do gwintów lub gwintownika. Frez do gwintów ma określony profil gwintu, który pasuje do żądanego gwintu. Nacinanie gwintów na rurach wymaga precyzyjnego i starannego osiowania, aby prawidłowo naciąć gwint.
• Walcowanie: Przy walcowaniu rura jest prowadzona przez dwa wyprofilowane rolki, które wyciskają gwint na zewnętrznej ściance rury. Proces ten jest często stosowany w przypadku rur wykonanych ze stopów lub rur o dużej wytrzymałości. Zaletą walcowania jest to, że gwint jest wytłaczany z materiału zamiast nacinania go, co może prowadzić do większej wytrzymałości i precyzji.
• Formowanie: Przy tworzeniu gwintów rurowych gwint wytwarzany jest poprzez formowanie rury zamiast usuwania materiału. Procedura ta jest często stosowana w przypadku rur plastikowych. W tym procesie rura jest podgrzewana i wtłaczana do formy o pożądanym profilu gwintu.
• Montaż: W niektórych przypadkach rury gwintuje się bezpośrednio podczas montażu. Na przykład na rurę nakręca się tzw. złączkę gwintowaną.

Dlaczego standardowe wymiary są ważne?

Standardowe wymiary są podstawą współpracy różnych podmiotów w branży. Wpływają one na następujące czynniki, na przykład:

• Jednolitość: Standaryzacja umożliwia producentom, instalatorom i klientom upewnienie się, że części pasują do siebie i zapewniają bezpieczne połączenie.
• Bezpieczeństwo: Prawidłowe i szczelne połączenie zapobiega wyciekom, które mogą prowadzić do zagrożeń.
• Efektywność kosztowa: Masowa produkcja znormalizowanych części skutkuje niższymi kosztami produkcji.
• Wydajność: Standardowe wymiary mogą zwiększyć wydajność produkcji, umożliwiając pracę ze standardowymi narzędziami i maszynami. Zmniejsza to wysiłek związany z adaptacją i konwersją procesów produkcyjnych.
• Komunikacja i dokumentacja: Standardowe wymiary ułatwiają komunikację i dokumentację na rysunkach technicznych, planach budowy, specyfikacjach technicznych i innych dokumentach technicznych. Zapobiega to nieporozumieniom i błędnym interpretacjom.

Wspólne normy dotyczące gwintów rurowych

W Niemczech jest kilka norm dotyczących gwintów rurowych, które są często stosowane w przemyśle europejskim. Określa je Niemiecki Instytut Normalizacyjny (DIN). Ważne jest, aby znać stosowany standard, np. Gwinty BSP i NPT nie są ze sobą kompatybilne:

• Metryczne gwinty ISO- (ISO 68-01): Cylindryczny standard, w którym średnice zewnętrzne i wewnętrzne są precyzyjne do milimetra. Podstawowy standard w krajach, w których stosowane są systemy metryczne.
• BSP (Brytyjski standardowy gwint rurowy): Powszechnie stosowany cylindryczny standard dostępny w dwóch wariantach: BSPT (Brytyjski standardowy stożkowy gwint rurowy) i BSPP (Brytyjski standardowy równoległy gwint rurowy). Ten pierwszy to stożkowy gwint rurowy, a drugim gwintem rurowym prostym, tj. średnica gwintu pozostaje taka sama na całej długości.
• NPT (Narodowy stożkowy gwint rurowy): Gwint NPT jest standardem amerykańskim, który charakteryzuje się zewnętrzną lub wewnętrzną średnicą stożkową.
• Gwint Whitwortha (BSW i BSF): Pierwotnie opracowany w Wielkiej Brytanii gwint Whitwortha jest nadal używany w niektórych obszarach, takich jak brytyjski przemysł motoryzacyjny i w zastosowaniach historycznych.

Często występuje również termin „gwint calowy”. Gwinty calowe to ogólny termin oznaczający gwinty mierzone w calach.

Jak określić rozmiar gwintu rurowego?

Aby określić rozmiar gwintu rurowego, należy najpierw przyjrzeć się bliżej różnicom pomiędzy gwintami calowymi i metrycznymi:

Następujące parametry dotyczą gwintów metrycznych:

• Średnica gwintu: W przypadku gwintów metrycznych średnica gwintu jest mierzona w milimetrach (mm). Średnica ta jest często określana jako „średnica nominalna” i jest kluczowym miernikiem dla gwintów metrycznych. Jeśli gwint metryczny ma średnicę nominalną 10 mm, na przykład, zewnętrzna średnica gwintu również wynosi 10 mm.
• Podziałka gwintu: Podziałka gwintu wskazuje, ile jest gwintów na milimetr. Podziałka gwintu 1,5 mm oznacza na przykład, że na milimetr przypada 1,5 gwintu. Podziałka gwintu określa dokładność gwintu.

Podziałka gwintu jest również określona dla gwintów calowych. W tym przypadku odnosi się on jednak do liczby gwintów na cal. Inną ważną cechą gwintów calowych jest pomiar długości. Odnosi się to do fizycznej długości gwintu lub rury mierzonej w calach (lub ułamkach cala). Ten pomiar wskazuje, jak długo gwint lub rura jest nienaruszona, niezależnie od liczby gwintów. Na przykład rura o długości 6 cali może mieć długość fizyczną 6 cali, niezależnie od liczby gwintów.

Należy zauważyć, że rzeczywisty rozmiar rury może się nieznacznie różnić od nominalnej szerokości, szczególnie w przypadku starych rur lub w różnych krajach o różnych standardach.

Podczas konwersji z cali do systemu metrycznego zastosowanie mają następujące wartości:

• 1,00 cala = 2,54 cm = 25,4 mm

Wymiary standardowe

Uwaga: W tym miejscu podano nominalną średnicę stożkowego gwintu zewnętrznego. W przypadku stożkowego gwintu wewnętrznego lub równoległego gwintu wewnętrznego R musi zostać zastąpione Rc lub Rp. (Patrz*) Gwint stożkowy: Na długości od punktu średnicy zaślepki położenia do punktu minimalnej średnicy. Równoległy gwint wewnętrzny: Na długości od końca rury lub połączenia rury.