INGENIEURGESPRÄCHE Ep.25: Marine-Rohrgewindetabelle: BSP-, NPT- und NPSM-Identifizierungs- und Dichtungsschnittstellen

Zwei Anschlüsse mit der Markierung 1/2, die keine Verbindung herstellen

Auf einer Montagebank eine Armatur markiert1/2trifft auf ein passendes Teil, das ebenfalls markiert ist1/2. Beide sind sauber, beide haben die in der Zeichnung geforderte Nenngröße und beide werden von ihren Lieferanten ehrlich beschrieben. Dennoch laufen sie ein paar Umdrehungen von Hand zusammen und bleiben dann stehen – oder sie schrauben sich bis zur Schulter fest und weinen, sobald die Leitung unter Druck steht. Es wurde nichts gefälscht und niemand war nachlässig. Die beiden Teile werden einfach auf zwei unterschiedliche Fadensysteme zugeschnitten, und ein Bruchteil, der identisch aussieht, bedeutet jeweils etwas anderes.

Dies ist die alltägliche Form der Rohrgewindeverwirrung und es handelt sich um ein Geometrieproblem, lange bevor es sich um ein Drehmomentproblem handelt. Eine Gewindetabelle für Seerohre ist nur dann sinnvoll, wenn sie drei Dinge voneinander trennt1/2Folgende Faktoren können nicht berücksichtigt werden: die Gewindeform (der Flankenwinkel), die Konizität und die Stelle, an der die Verbindung abdichten soll. Wenn Sie diese drei Dinge falsch machen, stellt keine noch so große Spann- oder Dichtungsmasse eine solide Verbindung her.

Was 1/2 Ihnen tatsächlich sagt

Nennrohrgrößen sind Größenangaben, keine Maße. Der Bruch bezeichnete einst die Bohrung des Rohrs, auf das ein Fitting geschraubt werden sollte, und ist heute noch als Bezeichnung erhalten. Dabei handelt es sich nicht um den gemessenen Außendurchmesser des Gewindes und auch nicht um die Bohrung. Ein Installateur, der ein mit 1/2 beschriftetes Teil misst und es mit „0,5 Zoll“ vergleicht, wird sich deutlich irren, bevor er jemals die Gewinde berührt.

Daher muss der Außendurchmesser gemessen und dann mit einer Tabelle abgeglichen werden, und die Bezeichnung auf dem Teil oder der Zeichnung ist der eigentliche Name des Systems. Derselbe geschriebene Bruch existiert in mehr als einem System, und diese Systeme sind nicht austauschbar.

Identifizieren Sie es in vier Schritten

Arbeiten Sie in einer festen Reihenfolge, sodass jedes Mal die gleichen Messwerte erfasst werden, unabhängig davon, wer an der Bank sitzt.

1. Lesen Sie die Konizität am Gewinde ab, nicht am Körper.Messen Sie den Gewindedurchmesser am ersten eingeschraubten Gewindegang und noch einmal am letzten. Ein konisches Gewinde ändert seinen Durchmesser entlang seiner Länge; ein paralleler Thread nicht. Der gemeinsame Kegel des BSP-Kegelgewindes und des NPT beträgt 1:16 im Durchmesser – 0,75 Zoll pro Fuß, ein Halbwinkel von 1°47′ zur Rohrachse. Vereinfacht ausgedrückt wächst der Durchmesser pro 16 mm Gewindelänge um etwa 1 mm. Messen Sie an den definierten Positionen – dem ersten und letzten Gewindegang – und nicht an einer geeigneten Stelle am Körper.

2. Messen Sie den Außendurchmesser über die Wellenkämme hinweg.Nehmen Sie den Messwert über den Gewindespitzen vor und vergleichen Sie ihn mit einer Tabelle für die Nenngröße. Es gibt keine Abkürzung: Der gemessene Durchmesser entspricht nicht dem Bruchteil und nicht der Bohrung.

3. Zählen Sie die Fäden pro Zoll.Eine Gewindesteigungslehre gibt die Steigung direkt an. Dieser Schritt ist notwendig, aber nicht ausreichend – wie die Tabelle unten zeigt, kann die Gewindezahl bei zwei verschiedenen Systemen bei gleicher Nenngröße identisch sein, sodass eine passende Steigung allein nur sehr wenig aussagekräftig ist.

4. Bestätigen Sie anhand der Bezeichnung oder eines Messgeräts.Messschieber und eine Steigungslehre sind eine Screening-Methode; Die richtige Bestätigung ist die Standardbezeichnung des Teils und, wenn es auf die Inspektion ankommt, eine Gut-/Schlecht-Gewindelehre für diesen Standard. Behandeln Sie die Dickenmessung als Erstidentifikation und nicht als Akzeptanz.

Allgemeine Referenz zur Größenidentifizierung

In der folgenden Tabelle sind die Messwerte aufgeführt, die am häufigsten zum Sortieren eines Teils nach Größe benötigt werden. Es ist auf den Bereich beschränkt, in dem der Nachweis solide ist – 1/8 bis 2 der Nenngröße – und es handelt sich um eine Identifikationsreferenz, nicht um eine Kompatibilitäts- oder Druckzulassung.

In dieser Tabelle stehen zwei unterschiedliche Größen nebeneinander und sollten nicht als eine Messschieberskala gelesen werden. Die G-Spalte ist der Gewindehauptdurchmesser – gemessen über die Gewindespitzen – ausgehend vom Parallelgewindestandard. Die NPT-Spalte ist der Nennaußendurchmesser des Rohrs, der zur Identifizierung der Größe verwendet wird, eine unterschiedliche Menge in verschiedenen Einheiten. Bei beiden handelt es sich um Identifikationsreferenzen, die den in diesem Artikel genannten Standards und von Standards abgeleiteten Tabellen entnommen sind. Es handelt sich nicht um eine kontinuierliche Messung und es handelt sich nicht um einen Fit- oder Druckwert.

Lesen Sie die 1/8-Reihe im Vergleich zur 1/4-Reihe und der gesamte Artikel erscheint. Bei einer Nenngröße von 1/8 hat das parallele G-Gewinde eine Geschwindigkeit von 28 Gewindegängen pro Zoll, während das NPT-Gewinde eine Geschwindigkeit von 27 aufweist. bei 1/4 sitzen die beiden bei 19 und 18. Sie sind eindeutig unterschiedlich. Aber bei 1/2 und noch einmal bei 3/4 erreichen beide Systeme 14 Fäden pro Zoll. Eine Steigungslehre kann nicht zwei 1/2-Fittings voneinander trennen. Was sie unterscheidet, ist der Flankenwinkel und die Konizität – genau das, was Ihnen eine Gewindezahl nie verrät.

Die drei Variablen, die darüber entscheiden, ob zwei Teile zusammenpassen

Die Fuge dichtet dort ab, wo die Norm die Druckdichtheit definiert, und nicht dort, wo der Installateur zufällig Klebeband oder Masse aufträgt. Beachten Sie auch, dass NPT und NPSM die gleiche 60°-Form und die gleichen Gewinde pro Zoll bei gleicher Nenngröße haben; Der Unterschied besteht darin, dass er konisch oder gerade ist, und das allein verändert die Dichtungsschnittstelle. Daneben gibt es verwandte Bezeichnungen – NPTF ist eine Trockendichtungsvariante des NPT-Kegels, und NPS und NPSL beschreiben gerade Gewinde für andere Zwecke – aber sie ändern nichts daran, wie die vier oben genannten Systeme identifiziert werden sollten.

Innerhalb der BSP-Familie trennen sich die Bezeichnungen noch weiter, und hier verursacht eine lockere Sprache echte Probleme. G ist das Parallelgewinde nach ISO 228-1. R ist das kegelige Außengewinde, Rp das parallele Innengewinde und Rc das kegelige Innengewinde des ISO 7-1 / EN 10226-Systems. Rp ist der parallele Innenfaden dieses Systems – es ist nicht einfach ein anderer Name für G, und die beiden Standards verwenden sie in unterschiedlichen gemeinsamen Anordnungen. Jeden „BSP“-Thread als ein Element zu behandeln ist der gleiche Fehler wie jede „1/2“ als ein Element zu behandeln.

Warum eine identische Fadenzahl immer noch nicht abdichtet

NPT und NPSM sind das Paar, das am häufigsten falsch eingeschätzt wird, und der Fehler verläuft meist in eine Richtung: Man geht davon aus, dass sich die beiden im Gewindeprofil und in der Steigung unterscheiden müssen, weil sie sich an der Verbindungsstelle so unterschiedlich verhalten. Das tun sie nicht. Bei beiden handelt es sich um 60°-V-Formen mit flachen Spitzen und Wurzeln, und bei einer bestimmten Nenngröße weisen sie die gleiche Anzahl von Gewindegängen pro Zoll auf. Der Unterschied besteht darin, dass NPT konisch und NPSM gerade ist.

Dieser einzelne Unterschied ist entscheidend. Ein konisches Außengewinde benötigt zum Keilen und Abdichten ein konisches oder richtig passendes Gegenstück. Beim Einschrauben in ein gerades Gewinde geraten die beiden Formen in Konflikt: Die ersten paar Gewindegänge greifen ineinander und die übrigen verbinden sich nie richtig, so dass die Verbindung nur eine sehr geringe tragende Länge hat und das Wasser einen direkten Weg durch sie hindurch hat. Es handelt sich um eine echte Baugruppe – es fühlt sich so an –, aber es handelt sich nicht um eine druckdichte Verbindung. Die begleitende Aussage ist ebenso wichtig: Da die Form und die Tonhöhe gleich sind, können beide gemeinsam begonnen werden, und genau aus diesem Grund wird diese Diskrepanz nicht durch „es fädelt sich ein“ oder „es dauerte ein paar Umdrehungen“ aufgefangen. Es handelt sich hierbei nicht um eine Eignungsbestätigung. Auch Abmessungen, Toleranzen und Durchmesser unterscheiden sich, sodass NPT und NPSM separate, individuell spezifizierte Gewinde bleiben; „Das Gleiche bis auf die Verjüngung“ ist ebenfalls keine sichere Abkürzung.

Die Dichtungsschnittstelle ist der springende Punkt

Ob ein Gewinde so konstruiert ist, dass es an seinen Flanken abdichtet oder von diesen weg, entscheidet darüber, wie die Verbindung zusammengesetzt werden sollte und wo ein Leck gestoppt werden kann.

• Aus den Threads.BSP-Parallelverbindungen (G) werden am Gewinde überhaupt nicht druckdicht hergestellt. In der Norm wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Druckdichtheit dadurch erreicht wird, dass zwei Anzugsflächen außerhalb des Gewindes mit einer geeigneten Dichtung zusammengedrückt werden – einer Dichtung, einer geklebten Unterlegscheibe oder einem O-Ring an der Stirnfläche. NPSM verhält sich auf die gleiche Weise: Die Dichtung befindet sich außerhalb des Gewindes – auf einem Sitz, einer Dichtung oder einem O-Ring, je nach Verschraubungsdesign – und bei Drehverschraubungen mit Innengewinde ist dieser Sitz üblicherweise ein 30°-Kegel. An diesen Verbindungen dient der Faden der Retention und Ausrichtung; Die Dichtung befindet sich woanders und das Hinzufügen von mehr Klebeband zu einem parallelen Gewinde macht sie nicht zu einem Dichtungselement.
• Auf den Threads.BSP-Kegelverbindungen (EN 10226-1 / ISO 7-1) und NPT-Verbindungen werden durch Zusammenpassen der Gewinde druckdicht gemacht, und beide erfordern ein Dichtmedium – ein Gewindedichtmittel oder eine Verbindungsmasse für das BSP-Kegelsystem, ein Dichtmittel oder PTFE-Band, üblicherweise für NPT. Der Keil des 1:16-Kegels schließt die Verbindung.

Aus diesem Grund sind eine Undichtigkeit an einem Anschluss mit parallelem Gewinde und eine Undichtigkeit an einem Anschluss mit konischem Gewinde nicht dieselbe Diagnose. Bei einem konischen Gewinde bildet sich die Dichtung entlang der Eingriffslänge, es kommt also darauf an, wie weit das Gewinde reicht. Bei einem parallelen Gewinde mit Gleitringdichtung hält das Gewinde nur die Flächen zusammen, und ein Leck wird an der Dichtung oder am Sitz sichtbar – eine übermäßige Komprimierung hilft nicht. Und wenn die beiden Systeme gemischt werden, ist der Fix kein besserer Dichtstoff; es ist das richtige Gegenstück.

Die Meeresschnittstellen, wo das beißt

Unterhalb der Wasserlinie wird eine Gewindefehlanpassung von unbequem zu schwerwiegend, und die beteiligten Armaturen folgen einer wissenswerten Logik.

• Durchbruchbeschläge.Eine Standard-Rumpfdurchführung mit Flansch – die Pilz- oder Hautverschraubung – wird mit einem geraden Außengewinde hergestellt. Das ist Absicht: Ein gerader Hals kann auf die Rumpfdicke zugeschnitten werden und trotzdem mit einem Seehahn mit geradem Gewinde oder einem Flanschadapter kombiniert werden. Die Familie ist auf der anderen Seite sichtbarDurch-Rumpf-Montagebereich.
• Seehähne mit Flansch.In der in den Marine-Installationsrichtlinien beschriebenen Konfiguration verfügt ein Seehahn mit Flansch über ein gerades Innengewinde am Außenbordende und ein NPT-Innengewinde (Kegelgewinde) am Innenbordende. Diese Anordnung sorgt dafür, dass eine gerade Rumpfdurchführung am Flansch auf den Seehahn trifft, während die Innenseite einen NPT-Schlauchstutzen oder ein NPT-Ventil aufnimmt. Es beschreibt diese Klasse von Seehähnen mit Flansch; Es wird nicht behauptet, dass jedes Seeventil auf jedem Schiff auf diese Weise gebaut ist.
• Inline-Ventile.Ein einfaches Inline-Ventil hat normalerweise an beiden Enden ein NPT-Gewinde. Diese Gewinde sind nicht dafür vorgesehen, direkt auf einer Rumpfdurchgangsöffnung mit geradem Gewinde zu landen, und ein solches Ventil sollte nicht als Ersatz für einen geflanschten Seehahn an dieser Verbindung dienen.
• Kombinationsfäden.Einige Rumpfdurchbrüche werden mit einem sogenannten Kombinationsgewinde geschnitten, bei dem der Gewindeabschnitt aus NPT besteht und weiter innen in ein gerades Gewinde übergeht. Dies ist ein Kompromiss, der den Einbau eines NPT-Ventils in einen geraden Rumpfdurchgang ermöglicht. Es handelt sich um eine für diese Fittings spezifische, nicht standardmäßige Form, und die Verbindung hängt dann von diesem individuellen Design und nicht von einem standardmäßigen, austauschbaren Gewindepaar ab.

Die Regel, die in den Leitlinien für die Installation von Seehähnen wiederholt wird, ist kurz und es lohnt sich, sie als das zu benennen, was sie ist – eine häufig zitierte Branchenanforderung und keine für diesen Artikel überprüfte Klausel: Die bei einer Seehahninstallation verwendeten Gewinde sollten kompatibel sein, NPT zu NPT und gerade zu gerade. Wo dies nicht der Fall ist, ist das Scheitern undramatisch. Die Threads beginnen; Sie lassen sich einfach nicht vollständig einrasten, und was übrig bleibt, ist eine kurze, schwache und leckageanfällige Verbindung, die ihre Schwäche erst offenbart, wenn das Boot im Wasser ist. Dichtmasse und Gewalt reparieren ein nicht passendes Gewinde nicht – sie verbergen es.

Was bei der Bestellung zu beachten ist und was bei der Bank zu prüfen ist

Die meisten Thread-Streitigkeiten werden durch Informationen und nicht durch Werkzeuge beigelegt, und zwei kurze Listen decken dies ab.

Für die Beschaffung, wenn ein Teil spezifiziert oder beschafft wird:

• Nennen Sie das Gewindesystem und die Bezeichnung, nicht nur die Größe – zum Beispiel „G 1/2, parallel, nach ISO 228-1“ oder „1/2-14 NPT, nach ASME B1.20.1“. Ein bloßes „1/2“ ist keine Spezifikation.
• Bitten Sie darum, die Norm und das Gewinde auf der Zeichnung und der Verpackung zu kennzeichnen oder anzugeben, damit das Teil beim Empfang und nicht erst bei der Inbetriebnahme überprüft werden kann.
• Wenn die Quelle unsicher ist, fordern Sie die drei Messwerte an: Außendurchmesser über den Spitzen, Gewindegänge pro Zoll und ob sich das Gewinde verjüngt.

Zur Montage, bevor etwas abgedichtet oder festgezogen wird:

• Identifizieren Sie zuerst die Familie – messen Sie den Kegel, dann den Außendurchmesser, dann die Steigung und bestätigen Sie die Bezeichnung.
• Passen Sie Familie an Familie an: gerade an gerade, konisch an konisch, mit der richtigen Gewindeform auf jeder Seite.
• Betrachten Sie „es lässt sich einfädeln“ oder „es geht ein paar Umdrehungen“ nicht als Beweis für den Sitz einer Verbindung unter der Wasserlinie.

Außer einem Messschieber, einer Neigungslehre und der Bezeichnung des Teils ist hierfür keine spezielle Ausrüstung erforderlich – die Identifizierung muss jedoch erfolgen, bevor das Dichtmittel aufgetragen wird, und nicht erst, nachdem das Leck auftritt.

Besprechen Sie die Garnanforderungen vor der Bestellung

Wenn Sie Marine-Hardware mit Gewinde spezifizieren oder beschaffen und herausfinden möchten, welches Gewindesystem eine bestimmte Armatur haben sollte – oder wie dies auf einer Bestellung angegeben werden soll, damit es bei Erhalt überprüft werden kann – senden Sie uns die Komponente, die beabsichtigte Verbindung und die Zeichnung oder das Muster, die Sie haben, zusammen mit den oben beschriebenen Messwerten. Wir können die Gewindeanforderungen und die Identifizierungsprüfungen für Ihre Anwendung besprechen und Ihnen dabei helfen, eine klare Spezifikation festzulegen.