Какова технология обработки стальных труб?

Технология обработки резьбы стальных труб представляет собой процесс механической обработки определенного рисунка зубьев, шага и конусности на конце стальной трубы путем резки или пластической деформации (для создания резьбы). Это обеспечивает разъемное соединение стальной трубы с другими компонентами трубопровода (такими как клапаны, трубопроводная арматура и интерфейсы оборудования). Суть этой технологии заключается в точном контроле геометрических параметров резьбы (таких как угол зуба, шаг, средний диаметр и конусность), обеспечении герметичности, прочности и надежности соединения.

1. Основные методы обработки

• Обработка резки: Наиболее часто используемый метод предполагает использование резьбонарезного станка (электрического или ручного) для приведения во вращение штампа, который затем нарезает конец стальной трубы для формирования резьбы. Этот метод подходит для большинства типов стальных труб (например, углеродистой стали, нержавеющей стали, оцинкованных труб).
• Пластическая деформация:Конец стальной трубы экструдируется с помощью резьбонарезного станка или прокатного станка, чтобы металл стал пластичным и образовал резьбу. Этот метод подходит для материалов с хорошей пластичностью (например, низкоуглеродистой стали), отличающихся высоким КПД и высокой прочностью резьбы. Однако для этого требуются относительно высокие стандарты оборудования.

2. Ключевые параметры процесса

• Профиль темы:Он разделен на 55 градусов (британская резьба Уитворта, например, серии G и R), 60 градусов (американская унифицированная резьба, например, серия NPT) и метрическая 60 градусов (например, серия M). Среди них трубная резьба в основном имеет профили 55 или 60 градусов.
• Шаг и количество зубьев:Шаг — это расстояние между соответствующими точками делительного диаметра двух соседних зубьев. Обычно оно выражается в количестве зубьев на дюйм (TPI) (например, резьба NPT 1/2 дюйма имеет 11 зубьев на дюйм, а шаг составляет примерно 2,309 мм). 
• Коэффициент конуса: Уплотняющая трубная резьба (например, NPT, серия R) обычно имеет соотношение конуса 1:16 (т. е. диаметр изменяется на 1 мм на каждые 16 мм длины), и уплотнение достигается за счет этого соотношения конуса.
• Частота обработки:Определяется исходя из диаметра трубы. Трубы малого-диаметра (Ду15-Ду32) обрабатываются дважды; для труб среднего-диаметра (Ду40-Ду50) обработка производится трижды; трубы большого диаметра (DN70 и выше) обрабатываются три-четыре раза для обеспечения полного профиля резьбы и гладкой поверхности.

3. Проверка и контроль качества
Проверка калибра резьбы. Используйте калибр для прохода (GO) и калибра для-прохода (NO GO), чтобы измерить основной диаметр и шаг резьбы. Манометр хода должен быть вставлен полностью, а манометр запрета не должен вставляться более чем на 2 оборота.

• Качество поверхности:В резьбе не должно быть оборванных, неупорядоченных проводов и заусенцев. Шероховатость поверхности должна соответствовать требованиям (например, Ra меньше или равна 3,2 мкм).
• Допуск угла конуса и делительного диаметра:Отклонение угла конуса уплотнительной резьбы должно быть меньше или равно 0,05 мм/м, а допуск делительного диаметра должен контролироваться в чрезвычайно узком диапазоне (например, допуск делительного диаметра класса точности 1 составляет 0,01 мм).

Резьбовое соединение стальных труб является наиболее распространенным способом разъемного соединения в трубопроводной системе. Его значение главным образом заключается в следующих аспектах:

1. Надежность уплотнения
Используя конусность резьбы (например, конус 1:16 NPT) или уплотнительные материалы (например, уплотнительную ленту, пеньковую нить), можно эффективно предотвратить утечку среды. Он подходит для транспортировки высокого-давления, высокой-температуры и агрессивных сред (таких как нефть, природный газ, химическое сырье).

2. Прочность соединения
Резьбовое соединение передает нагрузки через зубчатое зацепление, обладает высокой прочностью на растяжение и кручение и выдерживает рабочее давление трубопроводной системы (например, нефтяная колонна выдерживает десятки тысяч тонн растягивающей нагрузки).

3. Простота установки и обслуживания.
Резьбовые соединения не требуют сварки, а процесс установки выполняется быстро, что делает его удобным для-монтажа на месте. В то же время съемная функция облегчает обслуживание, замену и ремонт трубопроводов, тем самым снижая затраты на техническое обслуживание.

4. Широкая применимость
Подходит для различных материалов стальных труб (углеродистая сталь, нержавеющая сталь, оцинкованные трубы), диаметров труб (DN15-DN100 и выше) и условий работы (вода, газ, масло, химические среды), это стандартный метод соединения в области строительства, машиностроения, нефтяной и химической промышленности.

Международные стандарты обработки резьбы стальных труб в основном разрабатываются такими организациями, как Международная организация по стандартизации (ISO), Американский институт нефти (API) и Национальный комитет управления стандартизации Китая (GB). Ниже приведены основные стандарты:

1. Стандарты ISO (признанные на международном уровне)

• ИСО 7-1:1994 «Уплотнение трубной резьбы - Часть 1: Размеры, допуски и маркировка»: определяет размеры, допуски и маркировку для уплотняющей трубной резьбы с углом 55 градусов, включая «посадку колонны/конуса» для цилиндрической внутренней резьбы (Rp) и конической наружной резьбы (R1), а также «посадку конуса/конуса» для конической внутренней резьбы (Rc) и конической внешней резьбы (R2).
• ИСО 228-1:2000 «Трубная резьба без-резьбового уплотнения - Часть 1: Размеры, допуски и маркировка»: этот стандарт определяет размеры, допуски и маркировку трубной резьбы с углом 55 градусов без уплотнения-(серия G), которая применима к устройствам с низким-давлением и без-уплотнений (например, водопроводам и газопроводам).

2. Стандарты API (специально для нефтяной промышленности)

• API-спецификация 5B«Обработка, измерение и контроль резьбы для труб, труб и трубопроводной стали»: авторитетный стандарт в нефтяной промышленности. Он устанавливает требования к обработке, измерению и проверке резьбы из материалов нефтяных труб (труб, труб, трубопроводной стали), включая геометрические параметры и допуски для специальных резьб, таких как круглая резьба (STC) и смещенная трапециевидная резьба (BTC).
• API РП 5А5/ИСО 15463:2003«Проверка на-корпусах новых трубок, масляных баллонов и концевых-подсоединенных бурильных труб»: документ дополняет требования API 5B к проверке на-на месте, гарантируя качество резьб перед их установкой на-площадке.

3. Стандарт GB (эквивалент, принятый в Китае)

• ГБ/Т 7306.1-2000«Трубная уплотнительная резьба 55 градусов - Часть 1: Цилиндрическая внутренняя резьба и коническая наружная резьба»: этот стандарт эквивалентно принимает ISO 7-1:1994 и определяет размеры, допуски и маркировку «цилиндрической/конической посадки» трубной резьбы с уплотнением 55 градусов.
• ГБ/Т 7306.2-2000«Уплотняющая трубная резьба 55 градусов - Часть 2: Коническая внутренняя резьба и коническая наружная резьба»: этот стандарт эквивалентно принимает ISO 7-1:1999 и определяет уплотняющую трубную резьбу 55 градусов с «посадкой конус/конус».
• ГБ/Т 12716-2011«Коническая трубная резьба 60 градусов»: за основу для пересмотра принят ASME B1.20.2M:2006. Он определяет размеры, допуски и маркировку конической трубной резьбы 60 градусов (серия NPT) и применим к уплотнительной трубной резьбе американского стандарта.

Различия в методах обработки резьбы среди различных стандартных систем в основном заключаются в таких аспектах, как угол профиля зуба, конусность, метод сопряжения и применимые сценарии. Вот основные различия:

1. Разница в углах профиля зубьев.

• Британский стандарт (ISO 7-1, GB/T 7306):Имеет угол резьбы 55 градусов, заимствованный из императорской резьбы Витворта, подходящий для таких регионов, как Европа и Азия.
• Метрика (API 5B, GB/T 12716):Имеет угол резьбы 60 градусов, полученный из стандартной метрической резьбы, подходящий для нефтедобывающих регионов-, таких как Северная Америка и Ближний Восток.

2. Разница углов конуса

• Герметичная трубная резьба Imperial (ISO 7-1, GB/T 7306): Конусность конической наружной резьбы (R1, R2) составляет 1:16 (диаметр меняется на 1 мм на каждые 16 мм длины), обеспечивая уплотнение за счет конуса.
• Метрическая герметичная трубная резьба (API 5B, GB/T 12716): Конусность конической трубной резьбы (NPT) также составляет 1:16, но профиль резьбы более крутой (60 градусов против 55 градусов) и подходит для более высоких номинальных давлений (например, рабочее давление масляного корпуса может достигать нескольких тысяч фунтов на квадратный дюйм).

3. Различия в методах сотрудничества

• Трубная резьба с императорским уплотнением:Они подразделяются на «посадка колонна/конус» (цилиндрическая внутренняя резьба Rp и коническая внешняя резьба R1) и «посадка конус/конус» (коническая внутренняя резьба Rc и коническая внешняя резьба R2). Среди них наиболее часто используемым методом уплотнения является «посадка колонны/конуса».
• Метрическая герметичная трубная резьба:Используется только «посадка конус/конус» (коническая внутренняя резьба и коническая внешняя резьба), обеспечивая уплотнение за счет собственной конусности резьбы, без необходимости использования дополнительных уплотнительных материалов (таких как лента).

4. Различия в применимых сценариях

• ИСО 7-1, ГБ/Т 7306:Применимо к гражданским и промышленным трубопроводам низкого-давления и нормальной-температуры (например, трубопроводам воды, газа, систем кондиционирования воздуха), а также некоторым химическим трубопроводам. 
• API 5Б:Специально разработанные для подземных трубопроводов в нефтегазовой промышленности (например, обсадные трубы и насосно-компрессорные трубы) эти трубы подвергаются чрезвычайно высоким давлениям (до более 1000 бар), температурам и коррозии (например, сероводород и углекислый газ). Прочность и герметичность резьбы этих труб значительно выше, чем у обычных труб.

5. Различия в стандартной эквивалентности

• ГБ/Т 7306.1-2000является эквивалентом ISO 7-1:1994 (техническое содержание полностью такое же, с лишь редакционными изменениями), облегчающее выход китайской продукции на международный рынок. 
• ГБ/Т 12716-2011 и АСМЭ Б1.20.2М:2006.: Принято с изменениями (с сохранением китайских технологий, таких как простые методы испытаний для мелкомасштабного отечественного производства), лучше адаптировано к характеристикам материалов Китая (таким как пластичность низко-углеродистой стали).

Технология обработки стальной трубной резьбы является основной технологией соединения трубопроводных систем. Его качество напрямую влияет на герметичность, прочность и надежность системы. Международные стандарты (такие как ISO 7-1, API 5B, GB/T 7306) предоставляют унифицированные спецификации обработки резьбы. Различия между различными стандартами в основном заключаются в угле профиля резьбы, конусности, методе согласования и применимых сценариях. В практических применениях соответствующий тип и стандарт резьбы следует выбирать в зависимости от условий работы (давление, температура, среда), чтобы обеспечить безопасность и экономичность соединения.