מהי טכניקת עיבוד הברגה לצינורות פלדה?

טכנולוגיית העיבוד של חוטי צינור פלדה מתייחסת לתהליך של עיבוד תבנית שן מסוימת, שיפוע והתחדדות לקצה צינור הפלדה באמצעות חיתוך או עיוות פלסטי (ליצירת חוטים). זה מאפשר את החיבור הניתן להסרה של צינור הפלדה עם רכיבי צינור אחרים (כגון שסתומים, אביזרי צינור וממשקי ציוד). הליבה של טכנולוגיה זו טמונה בשליטה מדויקת על הפרמטרים הגיאומטריים של החוטים (כגון זווית השן, גובה השן, הקוטר הממוצע והחדד), תוך הבטחת האיטום, החוזק והאמינות של החיבור.

1. שיטות עיבוד עיקריות

• עיבוד חיתוך: השיטה הנפוצה ביותר כוללת שימוש במכונת סיבוב חוטים (חשמלית או ידנית) כדי להניע את התבנית לסיבוב, ולאחר מכן חותכת את קצה צינור הפלדה ליצירת חוטים. שיטה זו מתאימה לרוב סוגי חומרי צינור הפלדה (כגון פלדת פחמן, נירוסטה, צינור מגולוון).
• דפורמציה פלסטית:קצה צינור הפלדה מוחל באמצעות מכונת השחלה או מכונת גלגול כדי לגרום למתכת לזרום פלסטית וליצור חוטים. שיטה זו מתאימה לחומרים בעלי פלסטיות טובה (כגון פלדת פחמן נמוכה-), עם יעילות גבוהה וחוזק חוט גבוה. עם זאת, זה דורש תקני ציוד גבוהים יחסית.

2. פרמטרים מרכזיים בתהליך

• פרופיל שרשור:הוא מחולק ל-55 מעלות (חוט Whitworth הבריטי, כגון סדרת G ו-R), 60 מעלות (חוט אמריקאי מאוחד, כגון סדרת NPT), ומטרי 60 מעלות (כגון סדרת M). ביניהם, חוטי צינור מאמצים בעיקר פרופילים של 55 מעלות או 60 מעלות.
• גובה ומספר שיניים:המרחק הוא המרחק בין נקודות מתאימות בקוטר הקצה של שתי שיניים סמוכות. זה מבוטא בדרך כלל כמספר השיניים לאינץ' (TPI) (לדוגמה, חוט NPT בגודל 1/2 אינץ' יש 11 שיניים לאינץ', והפסיעה היא בערך 2.309 מ"מ). 
• יחס חרוט: לחוטי צינור איטום (כגון NPT, סדרת R) יש בדרך כלל יחס חרוט של 1:16 (כלומר, הקוטר משתנה ב-1 מ"מ לכל 16 מ"מ של אורך), ואיטום מושג באמצעות יחס חרוט זה.
• תדירות עיבוד:זה נקבע על סמך קוטר הצינור. עבור צינורות-קטנים בקוטר (DN15-DN32), הם מעובדים פעמיים; עבור צינורות- בינוניים בקוטר (DN40-DN50), הם מעובדים שלוש פעמים; עבור צינורות בקוטר גדול (DN70 ומעלה), הם מעובדים שלוש עד ארבע פעמים כדי להבטיח פרופילי חוט מלאים ומשטחים חלקים.

3. בדיקת איכות ובקרה
בדיקת מד חוט: השתמש במד המעבר (GO) וב-No-Go Gauge (NO GO) כדי למדוד את קוטר הגובה והגובה של ההברגה. יש להכניס את מד הנסיעה במלואו, ואין להכניס את מד הנסיעה- יותר מ-2 סיבובים.

• איכות פני השטח:החוטים צריכים להיות נקיים מחוטים שבורים, חוטים לא מסודרים וקוצצים. חספוס פני השטח צריך לעמוד בדרישות (למשל, Ra פחות או שווה ל-3.2 מיקרומטר).
• סובלנות זווית חרוט וקוטר פסיעה:הסטייה של זווית החרוט של חוט האיטום צריכה להיות פחות או שווה ל-0.05 מ"מ/מ', ויש לשלוט על סובלנות קוטר הגובה בטווח צר במיוחד (לדוגמה, סובלנות קוטר הגובה של דיוק דרגה 1 היא 0.01 מ"מ).

חיבור הברגה של צינורות פלדה הוא שיטת החיבור הננתק הנפוצה ביותר במערכת הצנרת. משמעותו נעוצה בעיקר בהיבטים הבאים:

1. אמינות איטום
על ידי שימוש במתח ההברגה (כגון 1:16 המתח של NPT) או בחומרי איטום (כגון סרט איטום, חוט קנבוס), זה יכול למנוע ביעילות דליפה בינונית. הוא מתאים לשינוע של חומרי לחץ- גבוהים, טמפרטורה- גבוהה וחומר קורוזיבי (כגון נפט, גז טבעי, חומרי גלם כימיים).

2. חוזק חיבור
חיבור ההברגה מעביר עומסים דרך חיבור השן, בעל חוזק מתיחה ופיתול גבוה, ויכול לעמוד בלחץ העבודה של מערכת הצנרת (למשל, מעטפת שמן יכולה לעמוד בעומס מתיחה בעשרות אלפי טונות).

3. קלות התקנה ותחזוקה
חיבורי הברגה אינם דורשים ריתוך, ותהליך ההתקנה מהיר, מה שהופך אותו לנוח לבנייה- באתר. יחד עם זאת, התכונה הניתנת לניתוק מקלה על תחזוקה, החלפה ושיפוץ של צינורות, ובכך מפחיתה את עלויות התחזוקה.

4. יישום רחב
מתאים לחומרי צינור פלדה שונים (פלדת פחמן, נירוסטה, צינור מגולוון), קוטרי צינור (DN15-DN100 ומעלה), ותנאי עבודה (מים, גז, נפט, מדיה כימית), זוהי שיטת חיבור סטנדרטית בתחומי הבנייה, המכונות, הנפט והתעשייה הכימית.

התקנים הבינלאומיים לעיבוד חוטי צינור פלדה מנוסחים בעיקר על ידי ארגונים כמו ארגון התקינה הבינלאומי (ISO), המכון האמריקאי לנפט (API) ווועדת התקינה הלאומית של סין (GB). להלן תקני הליבה:

1. תקני ISO (מוכרים בינלאומית)

• ISO 7-1:1994 "איטום חוט צינורות - חלק 1: מידות, סובלנות וסימונים": מציין את הממדים, הטלרנסים והסימונים עבור הברגות צינור איטום של 55 מעלות, כולל "התאמת עמודה/קונוס" עבור הברגים פנימיים גליליים (Rp) והברגות חיצוניות חרוטיות (R1) וההברגה הפנימית (R1) וההברגה הפנימית (R1) וההברגה הפנימית (R1) חוטים חיצוניים (R2).
• ISO 228-1:2000 "חוטי צינור איטום ללא-הברגה - חלק 1: מידות, סובלנות וסימונים": תקן זה מפרט את הממדים, הטלרנסים והסימונים עבור חוטי צינורות שאינם-אוטמים ב-55 מעלות (סדרת G), אשר ישימים ללחץ-נמוך, כמו צינורות איטום{{6}, כגון צינורות איטום ({{6}).

2. תקני API (ספציפיים לתעשיית הנפט)

• מפרט API 5B"עיבוד, מדידה ובדיקה של פתילים לצינורות, צינורות ופלדת צינורות": תקן סמכותי בתעשיית הנפט, הוא קובע את דרישות העיבוד, המדידה והבדיקה של הברגים של חומרי צינורות נפט (צינורות, צינורות, פלדת צינורות), לרבות פרמטרים גיאומטריים וסובלנות לחוטים עגולים וחוטים מלכודים (STC) (BTC).
• API RP 5A5/ISO 15463:2003"בדיקה-באתר של בתי צינורות חדשים, צילינדרים שמן וקצה-צינורות מקדחים מחוברים": זה משלים את-דרישות הבדיקה באתר של API 5B, ומבטיח את איכות החוטים לפני התקנתם באתר-.

3. תקן GB (מקביל שאומץ בסין)

• GB/T 7306.1-2000"חוטי צינור איטום של 55 מעלות - חלק 1: חוטים פנימיים גליליים וחוטים חיצוניים חרוטיים": תקן זה מאמץ את ISO 7-1:1994 באופן שווה, ומפרט את הממדים, הטלרנסים והסימונים של חוטי צינור איטום "גלילי/קוני" ב-55 מעלות.
• GB/T 7306.2-2000"חוטי צינור איטום של 55 מעלות - חלק 2: חוטים פנימיים חרוטיים וחוטים חיצוניים חרוטיים": תקן זה מאמץ את ISO 7-1:1999 באופן שווה, ומציין את חוטי צינור האיטום של 55 מעלות עם "התאמה לקונוס/קונוס".
• GB/T 12716-2011"חוט צינור חרוטי של 60 מעלות": אימצו ASME B1.20.2M:2006 כבסיס לתיקון. הוא מפרט את הממדים, הטלרנסים והסימונים של חוטי צינור חרוטי של 60 מעלות (סדרת NPT), והוא ישים לחוטי צינור איטום בסטנדרט אמריקאי.

ההבדלים בטכניקות עיבוד החוטים בין מערכות סטנדרטיות שונות נעוצים בעיקר בהיבטים כמו זווית פרופיל השן, התחדדות, שיטת ההזדווגות ותרחישים ישימים. להלן ההבדלים העיקריים:

1. הבדל בזוויות פרופיל השן

• Imperial (ISO 7-1, GB/T 7306):כולל זווית חוט של 55 מעלות, הנגזרת מחוט Whitworth האימפריאלי, מתאים לאזורים כמו אירופה ואסיה.
• מדד (API 5B, GB/T 12716):כולל זווית הברגה של 60 מעלות, הנגזרת מהחוט הסטנדרטי המטרי, מתאים לאזורים{1}}ייצורי נפט כגון צפון אמריקה והמזרח התיכון.

2. הפרש זווית חרוט

• הברט צינור אטום אימפריאלי (ISO 7-1, GB/T 7306): המתח של החוט החיצוני החרוטי (R1, R2) הוא 1:16 (הקוטר משתנה ב-1 מ"מ לכל אורך של 16 מ"מ), משיג איטום דרך החוד.
• חוטי צינור אטומים מטריים (API 5B, GB/T 12716): המתח של חוטי הצינור החרוט (NPT) הוא גם 1:16, אך פרופיל ההברגה תלול יותר (60 מעלות לעומת 55 מעלות), והוא מתאים לדירוג לחץ גבוה יותר (לדוגמה, לחץ העבודה של מעטפת השמן יכול להגיע לכמה אלפי פאונד לאינץ' רבוע).

3. הבדלים בשיטות שיתוף פעולה

• חוטי צינור איטום קיסרי:הם מחולקים ל"התאמה של עמוד/קונוס" (הברגה פנימית גלילית Rp והברגה חיצונית חרוטית R1) ו"התאמת חרוט/קונוס" (הברגה פנימית חרוטית Rc והברגה חיצונית חרוטית R2). ביניהם, "התאמה לעמוד/קונוס" היא שיטת האיטום הנפוצה ביותר.
• חוט צינור אטום מטרי:משתמש רק ב"התאמה לקונוס/קונוס" (הברגה פנימית חרוטית והברגה חיצונית חרוטית), משיגה איטום דרך המתח של החוט עצמו, ללא צורך בחומרי איטום נוספים (כגון סרט).

4. הבדלים בתרחישים ישימים

• ISO 7-1, GB/T 7306:ישים לצינורות אזרחיים ותעשייתיים בלחץ-נמוך,-בטמפרטורה רגילה (כגון צינורות מים, גז, מיזוג אוויר), וכן כמה צינורות כימיים. 
• API 5B:תוכנן במיוחד עבור צינורות תת קרקעיים בתעשיית הנפט והגז (כגון מארזים וצינורות), צינורות אלו נתונים ללחצים גבוהים במיוחד (עד מעל 1000 בר), טמפרטורות וקורוזיה (כגון מימן גופרתי ופחמן דו חמצני). החוזק וביצועי האיטום של החוטים בצינורות אלו גבוהים בהרבה מאלו של צינורות רגילים.

5. הבדלים בשקילות סטנדרטית

• GB/T 7306.1-2000הוא אימוץ שווה ערך של ISO 7-1:1994 (התוכן הטכני זהה לחלוטין, עם שינויים עריכה בלבד), מה שמקל על כניסתם של מוצרים סיניים לשוק הבינלאומי. 
• GB/T 12716-2011 ו-ASME B1.20.2M:2006: אומץ עם שינויים (שמירה על טכנולוגיות מאפיינים סיניים, כגון שיטות בדיקה פשוטות לייצור מקומי-בקנה מידה קטן), מותאם טוב יותר למאפייני החומר של סין (כגון הפלסטיות של פלדת פחמן נמוכה-).

טכנולוגיית העיבוד של חוט צינור פלדה היא טכנולוגיית הליבה לחיבור מערכות צינור. איכותו משפיעה ישירות על ביצועי האיטום, החוזק והאמינות של המערכת. תקנים בינלאומיים (כגון ISO 7-1, API 5B, GB/T 7306) מספקים מפרטים מאוחדים לעיבוד חוטים. ההבדלים בין תקנים שונים נעוצים בעיקר בזווית פרופיל החוט, המתח, שיטת ההתאמה ותרחישים ישימים. ביישומים מעשיים, יש לבחור את סוג החוט ואת התקן המתאים בהתבסס על תנאי העבודה (לחץ, טמפרטורה, בינוני) כדי להבטיח את הבטיחות והחיסכון של החיבור.