Prüfung des konischen Rohrgewindes, NPT

Jan 30, 2024

Bildquelle: Vermont Gage

Konische Rohrgewinde gehören zu den schwieriger herzustellenden und zu messenden Gewinden. Die ASME B1.20.1-2013 Pipe Threads, General Purpose (Zoll) ist die aktuelle Norm, die sowohl die Teilegewindespezifikationen als auch die Lehren für NPT-, NPSC-, NPTR-, NPSM- und NPSL-Gewinde abdeckt. Wir werden uns auf die National (American) Standard Pipe Taper (NPT)-Gewinde konzentrieren. Im Allgemeinen haben konische NPT-Rohrgewinde eine 60°-Gewindeform, die sich bei 0,75 Zoll / Fuß (1°47' Halbwinkel) verjüngt. Durch die Konizität ändern sich die Regeln für die Gut- und Schlecht-Messwertprüfung im Vergleich zu geraden Gewinden. Um die Lehren zu verstehen, müssen wir zunächst verstehen, wie die Teilgewinde funktionieren und welchen Zweck sie haben.

NPT-Teilgewinde haben ein konisches Innengewinde, das mit einem konischen Außengewinde verbunden ist. Gemäß der ASME-Norm „sollten sich die Gegengewinde immer an den Gewindeflanken berühren. Die Konstruktionstoleranzen sind so, dass sich die Spitzen und Wurzeln der Gegengewinde lösen, berühren oder stören können. Diese Verbindung dichtet möglicherweise nicht unbedingt ab, es sei denn, es wird ein Dichtmittel verwendet.“ ( Siehe ASME B1.20.1-2013 für die Abbildungen der Wurzel- und Scheitelabstände.) Wenn Sie eine druckdichte Abdichtung benötigen, muss ein Dichtmittel auf der mit dem Schraubenschlüssel festzuziehenden Länge (L2 außen und L3 innen) verwendet werden.

Die Abbildung in Abb. 1 zeigt die grundlegende Gewindeform der handfesten (L1) Teilanordnung aus Innen- und Außengewinde. Dazu gehören einige der im ASME-Standard genannten Definitionen.

Abbildung 1 | Bildquelle: Vermont Gage

Die festen Grenzwerte für die NPT-Gewindeform sind L1-Gewindestopfen und Ringlehren. Der L1-Gewindestopfen und die Ringlehren prüfen die L1-Eingriffslänge des Innen- und Außengewindes des NPT-Teils. Die Prüfung erfolgt als Referenz auf einen kalibrierten Flankendurchmesser bei einer bestimmten Länge des kegeligen Gewindes. Dieser Flankendurchmesser auf der Länge L1 ist oben in Abb. 1 als E1 dargestellt.

NPT-L1-Gewindelehrdorne verfügen über eine Grundkerbe, die auf dem E1-Steigungsdurchmesser auf der L1-Länge geschliffen ist. Das Innengewinde des Teils gilt als innerhalb der Toleranz, wenn die Kerbe auf der Lehre innerhalb von +/- 1 Umdrehung von der Fläche (bündig) des Teilgewindes liegt. (Siehe Abb. 2)

Abbildung 2 | Bildquelle: Vermont Gage

NPT-L1-Gewindelehrringe haben keine Kerbe. Die Dicke des Rings entspricht der L1-Grundlänge. Das große Ende des Rings entspricht dem Teilkreisdurchmesser E1. Das Außengewinde des Teils gilt als innerhalb der Toleranz, wenn die kleine Endfläche des NPT-L1-Messrings innerhalb von +/-1 Umdrehung vom kleinen Ende des Teilgewindes liegt. (Siehe Abb. 3)

Abbildung 3 | Bildquelle: Vermont Gage

Die obigen Abbildungen zeigen einen Teilfaden, wobei der Faden bis zum Ende des Teils gefüllt ist. Viele Rohrgewindeteile werden mit Fasen oder Senkungen hergestellt. Diese erfordern geringfügige Ausnahmen hinsichtlich der visuellen Position der Kerbe am NPT-L1-Stecker oder der kleinen Endfläche des NPT-L1-Rings. (Siehe ASME B1.20.1-2013, S. 12 Abs. 3.2.4.)

Die NPT-L1-Ring- und -Steckerlehren prüfen nicht die L2- oder L3-Eingriffslängen (mit Schraubenschlüssel festgezogen) für die NPT-Gewinde. In ASME B1.20.1-2013 heißt es unter Abschnitt 3.2.7 „Supplemental Gaging“: „Die Konformität mit dieser Norm erfordert, dass alle grundlegenden Konstruktionsabmessungen (innerhalb der geltenden Toleranzen) eingehalten werden, einschließlich Kegel, Gewindekürzungen, Steigung und Flanke.“ Winkel über die Längen L2 und L3. Die Teilgewinde L2 und L3 können mit optischen Methoden in Verbindung mit Messung und Steuerung der Schneidwerkzeuge geprüft werden.

Seien Sie vorsichtig bei der Verwendung von Messgeräten anderer Messsysteme, z. B. ANPT gemäß SAE AS71051B oder NPTF-Messgeräten gemäß ASME B1.20.5. Während viele der Grundabmessungen gleich sind, können die Toleranzen und Kürzungen unterschiedlich sein. Die Verwendung von Messgeräten aus anderen Rohrnormen erfordert umfassende Kenntnisse darüber, was die Messgeräte tatsächlich prüfen und wie sich diese Unterschiede auf die zu prüfenden Teile auswirken. Messgeräte wie das ANPT Crest Check (6 Step) Kürzungsmessgerät können verwendet werden, um die Kürzungsgrenzen eines NPT-Gewindes zu überprüfen. Sowohl die ANPT- als auch die NPT-Teilthreads haben die gleichen Kürzungsgrenzen. Es ist wichtig zu beachten, dass ASME B1.20.1-2013 die Verwendung der ANPT Crest Check-Kürzungslehren zur Prüfung von NPT-Gewinden weder genehmigt noch erwähnt. Wie bei allen Zusatzlehren müssen sich sowohl der Teilehersteller als auch der Kunde vor der Herstellung der NPT-Teilegewinde auf die Verwendung aller Zusatzlehren einigen.

Eine weitere Herausforderung bei der Prüfung von plattierten Gewinden vor dem Plattieren ist. In vielen Fällen benötigen Sie keine spezielle Lehre, um vorplattierte Rohrgewinde zu prüfen. Sie können eine Standardlehre verwenden und einen angepassten Abstand zur Kerbe des Stopfens oder zur kleinen Endfläche des Rings berechnen. Weitere Informationen finden Sie in Abschnitt 3.2.6 im ASME-Standard. Bei Bedarf können auch kundenspezifische Messgeräte angefertigt werden.

Abschließend müssen wir kurz auf die Inspektion bzw. Kalibrierung der NPT-L1-Stecker und -Ringe eingehen. Viele Labore und Messgerätebenutzer ziehen es vor, NPT-Messgeräte mit NPT-Master-Messgeräten zu prüfen oder zu kalibrieren. Dies funktioniert gut, wenn die Arbeitslehren bestellt und zu einem passenden Satz Hauptlehren zusammengefügt werden. Es ist wichtig zu beachten, dass ein funktionierender L1-Stecker oder -Ring kein Hauptmessgerät ist. Hauptring- und Hauptstecker-Messgeräte erfordern die folgenden Toleranzen gemäß Absatz 7.2.1 in ASME B1.20.1-2013. „Maßlehren sollten so genau wie möglich auf die Grundabmessungen angefertigt werden, aber in keinem Fall darf die kumulative Abweichung die Hälfte der in den Spalten 13 und 14 der Tabelle 9 angegebenen kumulativen Gesamttoleranz überschreiten.“

Wie bei jedem Werkzeug ist es für die Herstellung von Teilen mit Toleranzen von entscheidender Bedeutung, zu verstehen, wie es funktioniert und was es bewirkt. Wenn Sie sich um Ihre Messgeräte kümmern, kümmern sie sich auch um Sie und die von Ihnen hergestellten Teile.

Mike Oddy ist technischer Vertriebsleiter bei Vermont Gage (Swanton, VT). Weitere Informationen erhalten Sie unter (802) 868-2701 Durchwahl. 1123, senden Sie eine E-Mail an [email protected] oder besuchen Sie www.vermontgage.com.