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详述排气阀的螺纹密封常识帮助提高水暖工的自我修养。

返回列表来源:鼎兴 发布日期 2020-09-24 浏览:-

在西方文化中,水暖工常是被开玩笑的对象: 要么是大腹便便,邋里邋遢,要么是四处漏水找不着北,要么是社区主妇们争抢的香饽饽(参考美剧“绝望的主妇”里的麦克)。不管水暖工怎么被取笑,不可否认的一点是国外水暖工的收入不菲,其社会地位也不低。

在国内,水暖工收入尽管逐年略有上升,但是在多数人眼里仍被视同为民工,很难得到社会尤其多数未婚女性的认可。想要改变这个局面,水暖工只能从专业层面做起,提高自己作为水暖工的自我修养。为什么这样说呢?因为在国外,水暖工都经过技术学校多年的专业理论和实践培训,然后由师傅带领在现场施工几年后才能获得水暖工的上岗资格。


今天要给水暖工讲的第一个自我修养就是学会认识金属管道/阀门螺纹及其不同的连接和密封方式(仅限于中小型家用/商用系统的金属管道螺纹,对大口径的法兰连接、钢管/塑料管焊接和卡接暂不做介绍)。


螺纹标准

这是一个很多从业者至今都困惑的问题,经常有人问什么是G螺纹,什么是管螺纹,什么是美标螺纹,锥形螺纹是否能与直形螺纹匹配?


在谈到标准前,我们先来认识最基础的两个名词:外螺纹和内螺纹


螺纹连接是管道/阀门结合和密封的途径;相对于焊接,它具有可多次拆卸的绝对优势,利于整个系统的连接、维修和维护。


外螺纹,英文称为'Male Thread' , 体现了西方人的直白和开放,很容易让人理解;国内也有翻译为‘ 公螺纹 ’或‘ 阳螺纹 ’,鉴于我们东方人含蓄的美德,更多时候我们称之为‘外螺纹 ’,即指螺纹在外面。比如我们常见的螺丝钉,就是一种典型的外螺纹。


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内螺纹,英文'Female Thread' ,顾名思义,就是螺纹在里面。显而易见,外螺纹必须拧到内螺纹里面才能起到连接(Coupling)的作用,这也解释了为什么英文单词' Screw '(螺钉)这个单词会产生那么多歧义了。


言归正传,现在我们来看看全球通行的各种螺纹标准。


NPT螺纹→特立独行的美国标准

就跟美国在度量单位上的另类一样,NPT(National Pipe Thread),美国国家管道螺纹标准, 是仅在美国和加拿大使用的压力密封螺纹。从图示上可以看出,其螺纹直径由大到小,呈锥形,因此也称为‘ 锥形螺纹 ’,其密封通过外螺纹拧进内螺纹时金属间的挤压力量来实现,原则上这类螺纹不需要使用麻丝或生料带密封,通常只需两扣深度的密封胶即可,所以它也被称为“密封锥螺纹”。NPT的牙型角为60°。

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(图片来源于网络)


BSPT螺纹→英国锥形螺纹

BSPT(British Standard Pipe Thread),英国标准管道螺纹,它与美标NPT螺纹相似,但两者最大的区别是牙型角,如图所示,美标锥形螺纹的牙型角为60°,而英标为55°;尽管NPT和BSPT可相互连接,但他们不能起到良好的密封作用。这种螺纹在日本和中国比较常见。在我国对应的螺纹标准号有GBT 7306.1-2000和GBT 7306.2-2000,与国际标准化组织的IS07-1相符,属于55°密封管(锥)螺纹:即外螺纹为锥形,内螺纹可采用圆柱形或锥形。

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(图片来源于网络)


BSPP螺纹→英国标准非密封管螺纹

BSPP(British Standard Parallel Pipe)英国标准平行螺纹,亦称为直形螺纹,或G螺纹(来源于GAS,最初运用于燃气管道),国内也通常称之为管螺纹,这是全球最为广泛的螺纹形式,在英国、欧洲、亚洲、澳大利亚、新西兰、南非等大多数国家和地区使用。为什么称它为‘ 非密封管螺纹’呢?因为BSPP螺纹其直径一致,无大小变化,牙型角为55°,外螺能顺利地拧到内螺里面,金属之间无挤压支撑密封,需要借助其它密封材料实现密封。这也是我国水暖行业最常见的螺纹形式,国标为GB/T7307-2001,对应国际标准ISO 228-1。

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(图片来源于网络)


  • 螺纹标准字母含义:

    • G, 内外直形螺纹(ISO 228)

    • R, 锥形外螺 (ISO 7)

    • Rp, 直形内螺 (ISO 7/1)

    • Rc, 锥形内螺(ISO 7)

    • Rs, 直形外螺

    (信息来源于维基百科)


如何分辨管螺纹和锥螺纹?

对于肉眼很难辨别直径变化的螺纹,可简单地将外螺拧入内螺中,如果较轻松地将螺纹拧到底部那肯定是管螺纹;如果越拧越紧则有可能是一方或双方为锥螺纹,准确的方式是使用游标卡尺测量,这样也可以排除螺纹加工精度不够造成的不匹配问题。


正螺纹与反螺纹

正螺纹是最常用到的螺纹,也就是顺时针拧紧,逆时针拧松的螺纹。反螺纹通常会用LH(Left Hand)标示,它并不是为左撇子设计的螺纹。这种螺纹多用于两个串联的螺纹密封,如散热器堵头变径和散热器排气阀,如果都使用正螺沿逆时针方向拧松时,没有扳手固定的情况下容易造成堵头一起被卸下来,因此需要采用逆时针紧,顺时针松的反螺纹方式。正反螺纹很好辨别:如果顺时针拧进去就是正螺,逆时针拧进去则是反螺。


管螺纹密封方式

目前最常用的是在外螺纹上缠绕麻丝或生料带然后拧入内螺。很多安装工人在使用麻丝密封时加入了铅油增强密封效果,尽管密封性能更强,但是由于铅油含铅,对安装人员或环境都可能造成危害,在卫生冷热水系统中绝对禁止使用。在缠绕生料带完毕后可抹上一层密封胶再拧入内螺中,使用了密封胶以后,再次拆卸时较费力,有时需要对密封部分加温才能拧松。麻丝、生料带或密封胶的使用方式已经很成熟在此就不再赘述。


 ‘O’ 型圈密封

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这种方式不用在外螺上缠绕密封材料或使用密封胶,减少了密封化学材料可能导致的污染和危害, 同时也大大降低了安装时间和成本。外螺底部的‘O’ 型圈在拧紧时与内螺纹特制的倒角挤压形成密封。这种方式需要由厂家对内外螺提前加工,在现场无法实现。而且这种方式多运用于口径较小的管道或阀门(2"以下)。


‘PTFE’密封

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这种密封方式常见于口径较小的阀门,在阀门的外螺上自带‘PTFE’密封材料,拧紧外螺纹时自然挤压形成类似于生料带的密封。


垫圈密封

在外螺底部有纸制或橡胶密封垫圈,这需要内螺纹的入口处有等同于垫圈面积的平台,利用垫圈完整地挤压密封。

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活接(UNION)

前面所介绍的内外螺密封都属于“死接”,对于过长的管道,或与锅炉、水泵、水表、阀门等连接时都必须使用方便拆卸的活接。离开了活接,整个系统的建成、维修维护、更换元件都无法完成。活接,英文名‘UNION’,音译过来也称为由壬,主要由活接螺母(Nut)、平接(Tailpiece)、垫圈(Gasket)、云头(End)这几部分组成,这种活接又称为独立式三件套活接(忽略了垫圈),主要运用于管道与管道之间的连接。


阀门与管道连接时尤其需要使用活接,否则无法完成:

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图中的阀门为三通式阀门,三个接口,如果不使用活接螺母,几乎无法安装、调试和维修。阀门的阀体上已加工了外螺云头,因此只用活接螺母,平接与垫圈即可。

有时,厂家为了降低成本,只提供了带外螺云头的阀门主体,省去了活接部分。这种方式的风险较大:安装人员可能配套劣质活接,或材质不符的,比如铜阀门主体配套铸铁活接;也有安装人员直接使用云头部分的外螺纹作为密封,这是致命的,因为云头的螺纹很浅,只是为了与活接螺母起到紧固的作用,密封是依赖垫圈或‘O’型圈完成。

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活接需要重视其密封方式,活接采用平面或球面密封:平面(或端面)使用纸垫圈或橡胶密封圈,球面使用‘O’ 型密封圈(小口径也有采用金属硬密封的)。活接螺母直接拧到云头外螺上拧紧即可密封,千万不能在云头的外螺上使用密封材料,否则螺母无法拧紧!


另外一个非常重要的细节是,活接的平接部分必须与硬管相连,绝对不能在平接上使用软管!其主要原因为,平接的外螺纹是密封螺纹,其顶部没有足够的平台面积用于垫圈密封;平接与软管的螺母连接时会随着软管一起转动,导致密封不严漏水。


上图的连接就是个典型的错误。在使用软管连接阀门时,必须拿掉阀门自带的活接部分,将软管的活接螺母直接拧到阀门的云头外螺上,使用垫圈密封。


随着水暖行业技术和产品的日渐成熟,安装的技巧和质量愈发引人关注,没有专业的安装,产品在系统中的运用性能会大打折扣。这也给我们的水暖工带来了更多机会,希望这些螺纹密封常识能多少提高我们水暖工的自我修养。


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