В трубной резьбе NPT используется конусность резьбы для обеспечения прочного соединения. Во время затягивания ключом конус резьбы заклинивает боковые стороны наружной и внутренней резьбы. При правильной установке это расклинивание создает упругое сжатие между нитями (деформация резьбы). Упругая деформация нитей создает нечто вроде натяжения пружины, которая крепко скрепляет нити. Деформация резьбы в сочетании с трением (посадка с натягом) между боковыми поверхностями фиксирует резьбу вместе в прочном, плотном соединении, которое не будет расшатываться при вибрации.

Затянутая под ключ резьба NPT (слева) и резьба NPTF (справа)

Повторное использование труб и фитингов с резьбой NPT

Тщательно осмотрите резьбу фитингов NPT на наличие возможных повреждений перед их повторным использованием. Повторное использование резьбы NPT, как правило, не рекомендуется из-за возможной необратимой деформации резьбы, вызванной чрезмерной затяжкой во время установки. Резьба NPT также может быть повреждена при многократной сборке и разборке, что делает ее повторное использование нецелесообразным. Общее правило заключается в замене фитингов с наружной резьбой NPT после двух-трех использований.

Хотя повторное использование фитингов с наружной резьбой NPT, как правило, не рекомендуется, может быть практичным повторное использование фитинга и получение прочного и герметичного соединения, если:

• Для обеспечения хорошего уплотнения требуется не больше обычного количества герметика . Не более шести витков резьбы от охватываемого конца соединения входят в охватывающий порт для плотной посадки.
   
• Помните, что правильная установка компонентов NPT является важным фактором, определяющим возможность их повторного использования без утечек или повреждения соединений с внутренней резьбой. Это ограничение на повторное использование связано с тем, что чрезмерная затяжка необратимо деформирует коническую резьбу.
   
• Герметики для фитингов и соединений NPT
  Конструкция трубной резьбы NPT допускает небольшой зазор между вершинами резьбы и сопрягаемыми основаниями. Этот зазор создает спиральный путь утечки вдоль гребней наружной резьбы. Спиральный путь утечки является причиной того, что соединения NPT требуют резьбового герметика для обеспечения герметичности.

При сборке резьбовых компонентов NPTF гребни резьбы сминаются с основаниями сопрягаемой резьбы. Это сдавливание является дополнением к посадке с натягом, обеспечиваемой конусом резьбы, заклинивающим боковые стороны резьбы. Как и соединения NPT, коническая резьба скрепляет соединения NPTF. И эти связи прочны и герметичны. Раздавливание гребней резьбы заполняет потенциальный спиральный путь утечки в соединениях NPT. Заполнение этого пути утечки является причиной того, что соединения NPTF обычно не нуждаются в резьбовых герметиках и почему NPTF считается соединением с сухим уплотнением.

Повторное использование труб и фитингов с резьбой NPTF
В конструкции трубной резьбы NPTF используются усеченные впадины резьбы. Усеченные впадины резьбы обеспечивают посадку с натягом, так что гребни резьбы прижимаются к противоположным впадинам резьбы. По этой причине, как правило, не следует повторно использовать фитинги с резьбой NPTF. Несмотря на эту рекомендацию по передовой практике, иногда происходит повторное использование фитингов с резьбой NPTF. Повторное использование NPTF требует тщательной проверки на предмет деформации резьбы и правильного зацепления резьбы, а также использования резьбового герметика для герметичного уплотнения. Никогда не используйте повторно фитинги NPTF для легковоспламеняющихся и горючих газов или жидкостей, а также для систем с опасными и агрессивными газами или жидкостями.

В некоторых случаях для резьбовых соединений NPTF требуется резьбовой герметик:

• При повторном использовании фитингов NPTF, что не рекомендуется
• Когда детали с резьбой NPTF и NPT смешиваются или используются вместе

Герметики представляют собой тефлоновую (ПТФЭ) ленту или герметизирующие составы для резьбы, также называемые смазкой для труб. При сборке соединений заполняют любые пустоты между гребнями и впадинами сопрягаемой резьбы, которые оставляют спиральный путь утечки. Герметики также обеспечивают смазку, которая делает установку металлической резьбы более управляемой, и помогают предотвратить истирание.

Преимущество тефлоновой ленты в том, что она дешева, ее легко носить с собой и она менее пачкается, чем герметизирующие пасты или компаунды. Технически тефлоновая лента не является резьбовым герметиком. Вместо этого он герметизирует соединения NPT, закупоривая спиральный путь вокруг гребней резьбы. Существуют различные типы и цвета тефлоновой ленты. Различия в цвете, толщине и составе материала обеспечивают варианты, соответствующие размеру трубопровода и тому, что он несет. Например, белая тефлоновая лента одинарной плотности широко используется в сантехнике.

Присадки или пасты для труб на основе растворителя, обычно наносятся кистью и совместимы с металлами и пластмассами. Существуют также анаэробные смоляные соединения, используемые для резьбовых герметиков. Анаэробные герметики не содержат растворителей и обеспечивают более долговечную герметизацию, но их химический состав должен быть правильно подобран для обеспечения совместимости при использовании с пластиковыми фитингами.

Пластмассовое колено с резьбой NPT

В журнале Plant Engineering есть полезная обзорная статья, посвященная рекомендациям по выбору герметика для трубной резьбы.

Пластмассовое колено с внутренней резьбой и наружной резьбой NPT серии FMA >> 

Как правило, подходящий герметик для резьбовых пластиковых соединений должен быть незатвердевающим, совместимым с типом пластика и не содержать смазку, которая облегчает перетягивание. Вы можете ознакомиться с Руководством по установке пластиковых фитингов с конической резьбой ISM для получения дополнительной информации об этом.

Заедание металлической трубной резьбы

Что раздражает?
Заедание резьбы — это тип износа металла, называемый адгезионным износом. Когда две металлические поверхности скользят друг относительно друга под достаточной нагрузкой, давление и трение заставляют металл отрываться или отрываться от одной поверхности и привариваться (холодная сварка) к другой поверхности. В результате образуются задиры, которые вызывают повреждение резьбы, протечки и заедание.

Во время сборки и разборки резьбовые соединения из нержавеющей стали, стали, алюминия или латуни могут истираться. Склонность к истиранию особенно характерна для соединений с конической резьбой. В то время как латунь и бронза устойчивы к истиранию, а полностью закаленная сталь очень устойчива к истиранию, истирание резьбы часто встречается в нержавеющей стали.

Длительные эффекты истирания

• Истирающие напряжения и разрывы резьбы, которые деформируют резьбовые соединения
• После истирания остаются крошечные металлические частицы и мусор, которые могут стать потенциальными загрязнителями
• Истирание резьбы внутреннего порта вызывает повреждение резьбы, которое дорого и трудно ремонтировать

Резьбовой фитинг из нержавеющей стали NPTF

Как предотвратить заедание
Используйте специальные уплотнительные ленты или резьбовые герметики для предотвращения заедания металлической резьбы, особенно с коническими резьбовыми соединениями из нержавеющей стали, такими как NPT и NPTF. Герметики и ленты для металлической резьбы, особенно для нержавеющей стали, разработаны таким образом, чтобы предотвратить истирание, заедание и коррозию.

Серия 2530 Резьбовая втулка Camozzi NPTF из нержавеющей стали >>> 

Тепло является важным фактором, вызывающим заедание металлической резьбы. Замедление затягивания резьбовых металлических соединений ключом приводит к меньшему выделению тепла от трения и позволяет более эффективно рассеивать генерируемое тепло.

Предотвращение заедания конической резьбы:

• Не затягивайте слишком сильно металлические соединения NPT и NPTF, особенно соединения из нержавеющей стали. Правильный герметик
• Используйте подходящие противозадирные смазки для металлов для соединений NPTF и смазывающие резьбовые герметики для соединений NPT.

Правильная установка соединений NPT и NPTF создает фрикционную посадку с натягом. Резьбовой конус скрепляет боковые стороны резьбы вместе. Эта сила этого расклинивания создает постоянное упругое напряжение (упругая деформация) на боковых сторонах резьбы. Это упругое напряжение и трение между сопрягаемыми поверхностями делают соединения NPT и NPTF герметичными и прочными.

Резьбы NPT и NPTF будут свинчиваться, но они немного различаются диаметром вершины резьбы (большой диаметр) и основания резьбы (меньший диаметр), а также допустимыми допусками. Хотя гребни резьбы NPTF имеют ту же форму и большой диаметр, что и NPT, диапазон их допусков уже и более тщательно контролируется. Второстепенные диаметры NPTF немного меньше, чем у NPT, что делает их основание резьбы усеченным или более мелким, чем у резьбы NPT.

Хотя резьба NPTF имеет такую ​​же конусность, что и резьба NPT, они имеют усеченные или укороченные основания резьбы, которые пересекаются с вершинами сопрягаемой резьбы. Эта посадка с натягом придавливает гребни резьбы к усеченным основаниям резьбы. В результате получается механическое герметичное уплотнение, не требующее резьбового герметика.

NPT и NPTF используют конусную резьбу для создания помех между наружной и внутренней резьбой. Это взаимодействие вызывает упругую деформацию, поскольку соединения затягиваются и плотно удерживают сопрягаемые резьбы вместе. NPTF использует дополнительное натягивание резьбы, чтобы придавить гребни резьбы к основанию резьбы. Сдавливание гребней резьбы создает механическое герметичное уплотнение. Оба типа посадок с натягом требуют тщательной затяжки для получения желаемого эффекта. Недостаточное затягивание может привести к плохой герметизации и слабым соединениям, но чрезмерное затягивание может привести к устранению более сложных проблем. Чувствительность к крутящему моменту — это термин, используемый для обозначения необходимости тщательно контролируемой установки с затяжкой гаечным ключом NPT и NPTF.

Чувствительность к крутящему моменту означает, что NPT и NPTF чувствительны к чрезмерной затяжке, поскольку они могут необратимо деформировать резьбу. Основная причина этого заключается в том, что NPT и NPTF имеют коническую резьбу. В то время как конус создает функциональную посадку с натягом трения между боковыми сторонами резьбы, этот конус также может действовать как клин. Относительно легко перетянуть и навсегда деформировать резьбу или даже расколоть или треснуть охватывающее соединение. Вместо измерения крутящего момента он затягивается вручную плюс правильное расстояние затяжки гаечным ключом (плотное зацепление гаечным ключом), что обеспечивает хорошее соединение.

Примечание. Не используйте крутящий момент в качестве эталона для установки компонентов с резьбой NPT и NPTF, поскольку соединения труб всегда будут различаться:

• Возможны смешанные материалы для наружной и внутренней резьбы,
• Различные типы скользкости или смазывающей способности герметика
• Различия в толщине стенок компонентов
• Различия в шероховатости поверхности резьбы
• Различия в резьбах и их конусности
• И другие факторы

Установка, необходимая для прочных, герметичных соединений

Правильная установка NPT и NPTF начинается с затягивания пальцами или рукой, а также нескольких поворотов с затяжкой гаечным ключом. Такое затягивание гаечным ключом называется плотным зацеплением гаечным ключом. Простое эмпирическое правило для установки конической трубной резьбы, как металлической, так и пластиковой, заключается в затягивании от руки плюс один-два оборота гаечным ключом. Будьте осторожны с чрезмерной затяжкой соединений NPT и NPTF.

FTHT (Fit to Hand Tight) представляет собой резьбовой узел, затянутый вручную, но без нанесения герметика на резьбу.

TFFT (повороты после затяжки от руки) или TPFT (повороты после затяжки от руки) — рекомендуемое количество полных оборотов фитинга после затяжки соединения от руки.

FFWR (сопротивление гаечного ключа), также называемый методом лысок, представляет собой количество граней или шестигранников на фитинге, которое должно пройти положение сухой посадки, как только вы почувствуете сопротивление гаечному ключу. Сухая посадка – это положение, при котором фитинг затягивается вручную без какого-либо герметика или смазки на резьбе.

Натяжение резьбы вручную (A) и натяжение резьбы гаечным ключом (B)

Установка компонентов с резьбой NPT герметичные уплотнения:

1. Убедитесь, что наружная и внутренняя резьбы чистые и не имеют заусенцев и зазубрин
2. Правильно нанесите подходящий и совместимый герметик на наружную резьбу
3. Затяните фитинг вручную, пока он не затянется от руки в отверстии с внутренней резьбой
.
4. С помощью гаечного ключа затяните резьбовое соединение до точки зацепления резьбы с затяжкой гаечным ключом*
5. Для фигурных фитингов затяните гаечным ключом до минимального рекомендованного оборота после затяжки вручную, а затем затяните по мере необходимости, чтобы получить желаемую ориентацию

Этот вариант действий по установке компонентов с резьбой NPT и NPTF представляет собой более подробный и тщательный способ сборки этих соединений, обеспечивающий наилучшую гарантию герметичности уплотнения:

1. Убедитесь, что наружная и внутренняя резьбы чистые и не имеют заусенцев и зазубрин
2. Убедитесь, что внутренняя и наружная резьбы нарезаны правильно, проверив их в соответствии с соответствующим стандартом резьбы
3. Вверните и затяните фитинг до упора от руки
4. Сосчитайте оставшуюся открытую резьбу, а также отметьте оба компонента в этом положении сухой посадки, которое является точкой затяжки резьбы от руки или от руки
5. Разберите резьбовые детали и правильно нанесите подходящий и совместимый герметик или смазку на наружную резьбу
6. Снова затяните детали вручную, пока они не окажутся в положении сухой посадки
7. С помощью гаечного ключа затяните резьбовое соединение до точки зацепления резьбы с затяжкой гаечным ключом
8. Для фигурных фитингов затяните гаечным ключом до минимального рекомендованного оборота после затяжки вручную, а затем затяните по мере необходимости, чтобы получить желаемую ориентацию

* Точка зацепления резьбы под ключ для фитингов NPT и NPTF размером менее 1 дюйма обычно составляет от 1-1/2 до 3 оборотов. Затяжка гаечным ключом для фитингов от 1 до 2 дюймов составляет от 1 до 2-1/2 оборотов. Обратитесь к «Руководству по машинному оборудованию» для получения более подробной информации о затягивании резьбы ключом.

«Руководство по машинному оборудованию» — это настоятельно рекомендуемый справочник, в котором указано точное расстояние затяжки ключа (резьбовое зацепление) для установки резьбы NPT и NPTF. Имейте в виду, что между производителями и допустимыми допусками резьбы могут быть расхождения.

В целом, особенно для фигурных фитингов (тройники, колена и т. д.), никогда не отворачивайте установленный фитинг, чтобы обеспечить правильное выравнивание. Ослабление установленных фитингов труб разрушает герметик, что приводит к протечке.

Отличие установки NPTF от NPT
Как правило, резьбовой герметик не требуется для резьбы NPTF. Кроме того, измерение резьбы NPTF для подтверждения того, что она соответствует стандартам резьбы NPTF, является более сложной задачей, чем относительно несложное использование проверки «годен» / «не годен» для соединений NPT. Измерение NPTF предполагает использование двух калибров-пробок для внутренней резьбы и двух других калибров-колец для наружной резьбы. Если измерение не выполняется, следуйте обычному процессу установки NPT.

Требования к проверке резьбы NPTF

NPTF и класс резьбы
NPTF Трубная резьба для сухих уплотнений имеет две классификации резьбы: класс 1 и класс 2. Эти классы резьбы отличаются только проверками, требуемыми стандартом резьбы NPTF. Резьба класса 2 идентична резьбе класса 1, за исключением дополнительных проверок резьбы.

Резьба класса 1 NPTF
Класс 1 NPTF Измерение проверяет конусность резьбы и диаметр шага, а также длину резьбы, затянутую вручную и ключом. Усечения гребня и впадины класса 1 не измеряются, поскольку обычно считается, что резьба изготавливается с помощью хорошо контролируемой оснастки. Некоторые пользователи добавляют резьбовой герметик в резьбу класса 1 NPTF, когда это требуется в критических условиях.

Резьба NPTF класса 2
Измерение NPTF класса 2 добавляет необходимые проверки на усечение резьбы и вершины. Калибровка класса 2 обеспечивает наибольшую гарантию получения герметичного уплотнения от сдавливания гребней резьбы во время установки. В некоторых случаях среда, протекающая через систему, является слишком коррозионной для герметиков, но герметичные уплотнения имеют решающее значение.