เทคนิคการประมวลผลเกลียวสำหรับท่อเหล็กคืออะไร?

เทคโนโลยีการประมวลผลของเกลียวท่อเหล็กหมายถึงกระบวนการตัดเฉือนรูปแบบฟัน ระยะพิทช์ และเรียวที่ปลายท่อเหล็กโดยการตัดหรือการเสียรูปพลาสติก (เพื่อสร้างเกลียว) ช่วยให้สามารถเชื่อมต่อท่อเหล็กแบบถอดออกได้กับส่วนประกอบท่ออื่นๆ (เช่น วาล์ว ข้อต่อท่อ และส่วนต่อประสานอุปกรณ์) แกนหลักของเทคโนโลยีนี้อยู่ที่การควบคุมพารามิเตอร์ทางเรขาคณิตของเกลียวอย่างแม่นยำ (เช่น มุมฟัน ระยะพิทช์ เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ย และเทเปอร์) ทำให้มั่นใจได้ถึงการปิดผนึก ความแข็งแรง และความน่าเชื่อถือของการเชื่อมต่อ

1. วิธีการประมวลผลหลัก

• การประมวลผลการตัด: วิธีการที่ใช้บ่อยที่สุดคือการใช้เครื่องกลึงเกลียว (แบบไฟฟ้าหรือแบบแมนนวล) เพื่อขับเคลื่อนแม่พิมพ์ให้หมุน จากนั้นจะตัดปลายท่อเหล็กเพื่อสร้างเกลียว วิธีนี้เหมาะสำหรับวัสดุท่อเหล็กเกือบทุกประเภท (เช่น เหล็กกล้าคาร์บอน สแตนเลส ท่อชุบสังกะสี)
• การเปลี่ยนรูปพลาสติก:ส่วนปลายของท่อเหล็กจะถูกรีดโดยใช้เครื่องต๊าปเกลียวหรือเครื่องรีดเพื่อให้โลหะไหลเป็นพลาสติกและเกิดเป็นเกลียว วิธีนี้เหมาะสำหรับวัสดุที่มีความเป็นพลาสติกดี (เช่น เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ-) ซึ่งมีประสิทธิภาพสูงและมีความแข็งแรงของเกลียวสูง อย่างไรก็ตามจำเป็นต้องมีมาตรฐานอุปกรณ์ค่อนข้างสูง

2. พารามิเตอร์กระบวนการที่สำคัญ

• รายละเอียดกระทู้:แบ่งออกเป็น 55 องศา (เกลียว British Whitworth เช่น ซีรีส์ G และ R), 60 องศา (เกลียว American Unified เช่น ซีรีส์ NPT) และเกลียวเมตริก 60 องศา (เช่น ซีรีส์ M) ในหมู่พวกเขา เธรดไปป์ส่วนใหญ่ใช้โปรไฟล์ 55 องศาหรือ 60 องศา
• สนามและจำนวนฟัน:ระยะพิทช์คือระยะห่างระหว่างจุดที่สอดคล้องกันบนเส้นผ่านศูนย์กลางพิตช์ของฟันสองซี่ที่อยู่ติดกัน โดยปกติจะแสดงเป็นจำนวนฟันต่อนิ้ว (TPI) (เช่น เกลียว NPT 1/2" มี 11 ฟันต่อนิ้ว และระยะพิทช์ประมาณ 2.309 มม.) 
• อัตราส่วนกรวย: การซีลเกลียวท่อ (เช่น NPT, R series) โดยทั่วไปจะมีอัตราส่วนกรวยที่ 1:16 (นั่นคือ เส้นผ่านศูนย์กลางจะเปลี่ยน 1 มม. ทุกๆ ความยาว 16 มม.) และการปิดผนึกทำได้โดยใช้อัตราส่วนกรวยนี้
• ความถี่ในการประมวลผล:จะพิจารณาจากเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อ สำหรับท่อขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเล็ก- (DN15-DN32) จะมีการประมวลผลสองครั้ง สำหรับท่อขนาดกลาง- (DN40-DN50) จะดำเนินการสามครั้ง สำหรับท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ (DN70 ขึ้นไป) จะได้รับการประมวลผลสามถึงสี่ครั้งเพื่อให้แน่ใจว่าได้โปรไฟล์เกลียวที่สมบูรณ์และพื้นผิวเรียบ

3. การตรวจสอบและควบคุมคุณภาพ
การตรวจสอบเกจเกลียว: ใช้โกเกจ (GO) และไม่-โกเกจ (NO GO) เพื่อวัดเส้นผ่านศูนย์กลางพิทช์และพิทช์ของเกลียว ต้องใส่เกจ go จนสุด และไม่ควรใส่เกจ no- เกิน 2 รอบ

• คุณภาพพื้นผิว:เกลียวต้องไม่มีสายไฟขาด สายไฟไม่เป็นระเบียบ และมีเสี้ยน ความหยาบของพื้นผิวควรเป็นไปตามข้อกำหนด (เช่น Ra น้อยกว่าหรือเท่ากับ 3.2 μm)
• ความคลาดเคลื่อนของมุมกรวยและเส้นผ่านศูนย์กลางพิทช์:ค่าเบี่ยงเบนของมุมกรวยของเกลียวซีลควรน้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.05 มม./ม. และควรควบคุมความคลาดเคลื่อนของเส้นผ่านศูนย์กลางพิทช์ภายในช่วงที่แคบมาก (เช่น ความคลาดเคลื่อนของเส้นผ่านศูนย์กลางพิตช์ของความแม่นยำเกรด 1 คือ 0.01 มม.)

การเชื่อมต่อแบบเกลียวของท่อเหล็กเป็นวิธีการเชื่อมต่อแบบถอดได้ที่ใช้กันมากที่สุดในระบบท่อ ความสำคัญส่วนใหญ่อยู่ในประเด็นต่อไปนี้:

1. ความน่าเชื่อถือในการปิดผนึก
โดยการใช้ความเรียวของเกลียว (เช่น ความเรียว 1:16 ของ NPT) หรือวัสดุปิดผนึก (เช่น เทปปิดผนึก ด้ายป่าน) จะสามารถป้องกันการรั่วไหลของปานกลางได้อย่างมีประสิทธิภาพ เหมาะสำหรับการขนส่งสื่อที่มีแรงดันสูง-อุณหภูมิสูง-และมีฤทธิ์กัดกร่อน (เช่น ปิโตรเลียม ก๊าซธรรมชาติ วัตถุดิบเคมี)

2. ความแรงของการเชื่อมต่อ
การเชื่อมต่อแบบเกลียวจะส่งแรงผ่านส่วนต่อของฟันซึ่งมีความต้านทานแรงดึงและแรงบิดสูงและสามารถตอบสนองแรงดันการทำงานของระบบท่อได้ (เช่น ท่อน้ำมันสามารถรับแรงดึงได้นับหมื่นตัน)

3. ความง่ายในการติดตั้งและบำรุงรักษา
การเชื่อมต่อแบบเกลียวไม่จำเป็นต้องมีการเชื่อม และกระบวนการติดตั้งก็รวดเร็ว ทำให้สะดวกสำหรับ-การก่อสร้างที่ไซต์งาน ในขณะเดียวกัน คุณสมบัติที่ถอดออกได้ช่วยอำนวยความสะดวกในการบำรุงรักษา การเปลี่ยน และปรับปรุงท่อ ซึ่งช่วยลดต้นทุนการบำรุงรักษา

4. การบังคับใช้ที่กว้างขวาง
เหมาะสำหรับวัสดุท่อเหล็กต่างๆ (เหล็กกล้าคาร์บอน สแตนเลส ท่อชุบสังกะสี) เส้นผ่านศูนย์กลางท่อ (DN15-DN100 ขึ้นไป) และสภาพการทำงาน (น้ำ แก๊ส น้ำมัน สารเคมี) เป็นวิธีการเชื่อมต่อมาตรฐานในด้านการก่อสร้าง เครื่องจักร ปิโตรเลียม และอุตสาหกรรมเคมี

มาตรฐานสากลสำหรับการประมวลผลเกลียวท่อเหล็กส่วนใหญ่กำหนดโดยองค์กรต่างๆ เช่น องค์การระหว่างประเทศเพื่อการมาตรฐาน (ISO), สถาบันปิโตรเลียมอเมริกัน (API) และคณะกรรมการบริหารมาตรฐานแห่งชาติของจีน (GB) ต่อไปนี้เป็นมาตรฐานหลัก:

1. มาตรฐาน ISO (เป็นที่ยอมรับในระดับสากล)

• ISO 7-1:1994 "การซีลเกลียวท่อ - ส่วนที่ 1: ขนาด ความคลาดเคลื่อน และเครื่องหมาย": ระบุขนาด ความคลาดเคลื่อน และเครื่องหมายสำหรับการซีลเกลียวท่อ 55 องศา รวมถึง "ความพอดีของเสา/กรวย" สำหรับเกลียวในทรงกระบอก (Rp) และเกลียวภายนอกทรงกรวย (R1) และ "ความพอดีของกรวย/กรวย" สำหรับเกลียวในทรงกรวย (Rc) และเกลียวภายนอกทรงกรวย (R2).
• ISO 228-1:2000 "เกลียวท่อซีลแบบไม่มี- - ส่วนที่ 1: ขนาด ความคลาดเคลื่อน และเครื่องหมาย": มาตรฐานนี้ระบุขนาด ความคลาดเคลื่อน และเครื่องหมายสำหรับเกลียวท่อซีลแบบไม่มี- 55 องศา (ซีรีส์ G) ซึ่งใช้ได้กับการใช้งานที่มีแรงดันต่ำ-และไม่มี-การซีล (เช่น ท่อส่งน้ำและก๊าซ)

2. มาตรฐาน API (เฉพาะอุตสาหกรรมน้ำมัน)

• ข้อมูลจำเพาะ API 5B"การประมวลผล การวัด และการตรวจสอบเกลียวสำหรับท่อ ท่อ และเหล็กกล้าในท่อ": มาตรฐานที่เชื่อถือได้ในอุตสาหกรรมปิโตรเลียม โดยกำหนดข้อกำหนดในการประมวลผล การวัด และการตรวจสอบสำหรับเกลียวของวัสดุท่อปิโตรเลียม (ท่อ ท่อ เหล็กกล้าในท่อ) รวมถึงพารามิเตอร์ทางเรขาคณิตและพิกัดความเผื่อสำหรับเกลียวพิเศษ เช่น เกลียวกลม (STC) และเกลียวสี่เหลี่ยมคางหมูออฟเซ็ต (BTC)
• API RP 5A5/ISO 15463:2003"ใน-การตรวจสอบไซต์งานตัวเรือนท่อ กระบอกสูบน้ำมัน และปลาย-ท่อเจาะที่เชื่อมต่อใหม่": เป็นการเสริม-ข้อกำหนดการตรวจสอบไซต์งานของ API 5B เพื่อให้มั่นใจในคุณภาพของเกลียวก่อนการติดตั้งบนไซต์-

3. มาตรฐาน GB (เทียบเท่าที่ใช้ในประเทศจีน)

• กิกะไบต์/ที 7306.1-2000"เกลียวท่อซีล 55 องศา - ส่วนที่ 1: เกลียวในทรงกระบอกและเกลียวนอกทรงกรวย": มาตรฐานนี้ใช้ ISO 7-1:1994 อย่างเท่าเทียมกัน และระบุขนาด ค่าเผื่อ และเครื่องหมายของเกลียวท่อซีล 55 องศา "ทรงกระบอก/ทรงกรวย"
• กิกะไบต์/ที 7306.2-2000"เกลียวท่อซีล 55 องศา - ส่วนที่ 2: เกลียวในทรงกรวยและเกลียวนอกทรงกรวย": มาตรฐานนี้ใช้ ISO 7-1:1999 อย่างเท่าเทียมกัน และระบุเกลียวของท่อซีล 55 องศาด้วย "ทรงกรวย/ทรงกรวยพอดี"
• กิกะไบต์/ที 12716-2011"เกลียวท่อทรงกรวย 60 องศา": ใช้ ASME B1.20.2M:2006 เป็นพื้นฐานสำหรับการแก้ไข โดยจะระบุขนาด ความคลาดเคลื่อน และเครื่องหมายของเกลียวท่อทรงกรวย 60 องศา (ซีรีส์ NPT) และใช้ได้กับเกลียวท่อซีลมาตรฐานอเมริกัน

ความแตกต่างในเทคนิคการประมวลผลเกลียวในระบบมาตรฐานต่างๆ ส่วนใหญ่จะอยู่ที่แง่มุมต่างๆ เช่น มุมโปรไฟล์ของฟัน ความเรียว วิธีการผสมพันธุ์ และสถานการณ์ที่เกี่ยวข้อง นี่คือความแตกต่างหลัก:

1. ความแตกต่างของมุมโปรไฟล์ฟัน

• อิมพีเรียล (ISO 7-1, GB/T 7306):มีมุมเกลียว 55 องศา ซึ่งได้มาจากเกลียว Whitworth ของจักรพรรดิ เหมาะสำหรับภูมิภาคต่างๆ เช่น ยุโรปและเอเชีย
• เมตริก (API 5B, GB/T 12716):มีมุมเกลียว 60 องศา ซึ่งได้มาจากเกลียวมาตรฐานแบบเมตริก เหมาะสำหรับ-ภูมิภาคที่ผลิตน้ำมัน เช่น อเมริกาเหนือและตะวันออกกลาง

2. ความแตกต่างของมุมกรวย

• เกลียวท่อปิดผนึกอิมพีเรียล (ISO 7-1, GB/T 7306): ความเทเปอร์ของเกลียวนอกทรงกรวย (R1, R2) คือ 1:16 (เส้นผ่านศูนย์กลางเปลี่ยนแปลง 1 มม. ทุกๆ ความยาว 16 มม.) ทำให้สามารถซีลผ่านเทเปอร์ได้
• เกลียวท่อแบบปิดผนึกเมตริก (API 5B, GB/T 12716): ความเรียวของเกลียวท่อทรงกรวย (NPT) ก็คือ 1:16 เช่นกัน แต่โปรไฟล์ของเกลียวจะชันกว่า (60 องศา เทียบกับ 55 องศา ) และเหมาะสำหรับการให้คะแนนแรงดันที่สูงกว่า (เช่น แรงดันใช้งานของท่อน้ำมันสามารถเข้าถึงได้หลายพันปอนด์ต่อตารางนิ้ว)

3. ความแตกต่างในวิธีความร่วมมือ

• เกลียวท่อปิดผนึกอิมพีเรียล:โดยแบ่งออกเป็น "ความพอดีของเสา/กรวย" (เกลียวภายในทรงกรวย Rp และเกลียวภายนอกทรงกรวย R1) และ "ความพอดีของกรวย/กรวย" (เกลียวในทรงกรวย Rc และเกลียวภายนอกทรงกรวย R2) "พอดีคอลัมน์/กรวย" เป็นวิธีปิดผนึกที่ใช้บ่อยที่สุด
• เกลียวท่อปิดผนึกเมตริก:ใช้เฉพาะ "เกลียวในทรงกรวย/เกลียวนอก" เท่านั้น (เกลียวในทรงกรวยและเกลียวนอกทรงกรวย) เพื่อการซีลผ่านเทเปอร์ของเกลียวเอง โดยไม่จำเป็นต้องใช้วัสดุซีลเพิ่มเติม (เช่น เทป)

4. ความแตกต่างในสถานการณ์ที่เกี่ยวข้อง

• ISO 7-1, GB/T 7306:ใช้ได้กับท่อส่งน้ำและท่ออุตสาหกรรมที่มีแรงดันต่ำ -ปกติ- (เช่น ท่อส่งน้ำ แก๊ส เครื่องปรับอากาศ) รวมถึงท่อส่งสารเคมีบางชนิด 
• เอพีไอ 5B:ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับท่อใต้ดินในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ (เช่น ท่อและท่อ) ท่อเหล่านี้อยู่ภายใต้แรงดันสูงมาก (สูงถึงมากกว่า 1,000 บาร์) อุณหภูมิและการกัดกร่อน (เช่น ไฮโดรเจนซัลไฟด์และคาร์บอนไดออกไซด์) ความแข็งแรงและประสิทธิภาพการปิดผนึกของเกลียวในท่อเหล่านี้สูงกว่าท่อธรรมดามาก

5. ความแตกต่างในความเท่าเทียมมาตรฐาน

• กิกะไบต์/ที 7306.1-2000เป็นการปรับใช้ ISO 7-1 ที่เทียบเท่ากัน:1994 (เนื้อหาทางเทคนิคเหมือนกันหมด มีเพียงการแก้ไขบรรณาธิการเท่านั้น) ช่วยอำนวยความสะดวกในการนำสินค้าจีนเข้าสู่ตลาดต่างประเทศ 
• กิกะไบต์/ที 12716-2011 และ ASME B1.20.2M:2006: นำมาใช้พร้อมกับการปรับเปลี่ยน (การรักษาเทคโนโลยีคุณลักษณะของจีนไว้ เช่น วิธีการทดสอบอย่างง่ายสำหรับการผลิตภายในประเทศขนาดเล็ก-) ปรับให้เข้ากับคุณลักษณะวัสดุของจีนได้ดีขึ้น (เช่น ความเป็นพลาสติกของเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ-)

เทคโนโลยีการประมวลผลของเกลียวท่อเหล็กเป็นเทคโนโลยีหลักในการเชื่อมต่อระบบท่อ คุณภาพส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพการซีล ความแข็งแรง และความน่าเชื่อถือของระบบ มาตรฐานสากล (เช่น ISO 7-1, API 5B, GB/T 7306) ให้ข้อกำหนดที่เป็นหนึ่งเดียวสำหรับการประมวลผลเธรด ความแตกต่างระหว่างมาตรฐานต่างๆ ส่วนใหญ่จะอยู่ที่มุมโปรไฟล์เกลียว ความเทเปอร์ วิธีจับคู่ และสถานการณ์ที่เกี่ยวข้อง ในการใช้งานจริง ควรเลือกประเภทเกลียวและมาตรฐานที่เหมาะสมโดยพิจารณาจากสภาพการทำงาน (ความดัน อุณหภูมิ ปานกลาง) เพื่อให้มั่นใจในความปลอดภัยและประหยัดในการเชื่อมต่อ