Ένα σημαντικό μέρος των διαρροών στις υδραυλικές γραμμές δεν οφείλεται σε λάθος υλικό, αλλά σε λανθασμένα αντιστοιχισμένο σπείρωμα. Τα σπειρώματα BSP, NPT, UNF και τα μετρικά μοιάζουν πολύ μεταξύ τους με την πρώτη ματιά· σε ορισμένες διαστάσεις, ένα αρσενικό εξάρτημα μπαίνει άνετα μερικές στροφές σε λάθος θύρα και μετά σφηνώνει. Σε αυτό το άρθρο εξετάζουμε τις τέσσερις οικογένειες σπειρωμάτων που συναντάμε συχνότερα στο πεδίο, πού επιτυγχάνει τη στεγανοποίηση η καθεμία και με ποιες μετρήσεις μπορείτε να επιβεβαιώσετε τη σωστή αντιστοίχιση.

Τέσσερις οικογένειες σπειρωμάτων, τέσσερις διαφορετικές λογικές

Τρία βασικά χαρακτηριστικά διακρίνουν τα πρότυπα σπειρωμάτων μεταξύ τους: η γωνία προφίλ του σπειρώματος, το αν το σπείρωμα είναι παράλληλο ή κωνικό και το σημείο όπου επιτυγχάνεται η στεγανοποίηση. Η εξωτερική διάμετρος και το βήμα είναι μόνο ένα κομμάτι της εικόνας.

BSP: προφίλ Whitworth 55°

Στην οικογένεια BSP (British Standard Pipe) η γωνία προφίλ του σπειρώματος είναι 55°· οι κορυφές και οι πυθμένες των σπειρών είναι στρογγυλεμένοι. Υπάρχουν δύο τύποι. Το BSPP είναι παράλληλο σπείρωμα (συμβολισμός G, ISO 228-1) και δεν στεγανοποιεί πάνω στο σπείρωμα· η στεγανοποίηση επιτυγχάνεται με ροδέλα στεγανοποίησης (bonded seal, μεταλλική ροδέλα με ελαστικό παρέμβυσμα), με O-ring ή με την κωνική έδραση 60° που συναντάται συχνά στα άκρα μαρκουτσιών. Το BSPT, αντίθετα, είναι σπείρωμα με κωνικότητα 1:16 (συμβολισμός R για το αρσενικό, Rc για το θηλυκό, ISO 7-1) και στεγανοποιεί πάνω στο σπείρωμα, με κατάλληλο υλικό στεγανοποίησης.

NPT: προφίλ 60°, κωνικότητα 1:16

Το NPT (ASME B1.20.1) είναι το αμερικανικό σπείρωμα σωλήνων. Η γωνία προφίλ είναι 60° και η κωνικότητα 1:16· οι κορυφές και οι πυθμένες των σπειρών είναι επίπεδοι. Η στεγανοποίηση επιτυγχάνεται καθώς τα κωνικά σπειρώματα σφηνώνουν μεταξύ τους κατά τη σύσφιξη, σε συνδυασμό με το υλικό στεγανοποίησης που εφαρμόζεται στις σπείρες. Επειδή τα κωνικά σπειρώματα στεγανοποιούν παραμορφούμενα εν μέρει κατά τη σύσφιξη, δεν είναι ιδανικά για σημεία που λύνονται και συναρμολογούνται συχνά.

UNF και JIC: παράλληλο σπείρωμα, ξεχωριστή επιφάνεια στεγανοποίησης

Το UNF (Unified National Fine) είναι παράλληλο σπείρωμα λεπτού βήματος με προφίλ 60°. Στα υδραυλικά, το σπείρωμα UNF δεν στεγανοποιεί από μόνο του· τη στεγανοποίηση την καθορίζει ο τύπος σύνδεσης με τον οποίο χρησιμοποιείται. Στις συνδέσεις JIC (SAE J514, ISO 8434-2) η στεγανοποίηση επιτυγχάνεται με επαφή μετάλλου με μέταλλο των κωνικών επιφανειών 37°, στις συνδέσεις ORFS (SAE J1453, ISO 8434-3) με το O-ring της μετωπικής επιφάνειας, ενώ στις θύρες με O-ring (SAE J1926, ISO 11926) με τη συμπίεση του O-ring, που βρίσκεται στην πλευρά του εξαγώνου του αρσενικού εξαρτήματος, μέσα στο φάλτσο του στομίου της θύρας. Ο κώνος JIC 37° δεν πρέπει να συγχέεται με τη σύνδεση εκχείλωσης SAE 45° που συναντάται σε γραμμές ψύξης και χαμηλής πίεσης.

Μετρικά σπειρώματα: προφίλ 60°, βήμα σε χιλιοστά

Τα μετρικά σπειρώματα (ISO 261) έχουν προφίλ 60° και το βήμα τους δίνεται σε χιλιοστά, π.χ. M18x1,5. Στα υδραυλικά η πιο διαδεδομένη χρήση τους είναι οι συνδέσεις κώνου 24° με δακτύλιο σύσφιξης κατά DIN 2353 / ISO 8434-1· στο πεδίο αναφέρονται συνήθως ως «ρακόρ τύπου ermeto» (η ονομασία προέρχεται από σήμα κατατεθέν ενός κατασκευαστή). Και εδώ το σπείρωμα δεν στεγανοποιεί· η στεγανοποίηση γίνεται μεταξύ του κώνου 24° και του δακτυλίου σύσφιξης ή του κωνικού άκρου με O-ring. Στις μετρικές θύρες ISO 6149 η στεγανοποίηση επιτυγχάνεται με O-ring. Για την ίδια εξωτερική διάμετρο σωλήνα, τα σπειρώματα των παξιμαδιών διαφέρουν μεταξύ ελαφριάς (L) και βαριάς (S) σειράς: για σωλήνα 12 mm χρησιμοποιείται M18x1,5 στη σειρά L και M20x1,5 στη σειρά S.

Συγκριτικός πίνακας

Πρότυπο	Γωνία προφίλ	Μορφή σπειρώματος	Πού γίνεται η στεγανοποίηση;	Τυπικός συμβολισμός
BSPP	55°	Παράλληλο	Ροδέλα στεγανοποίησης (bonded seal), O-ring ή κώνος 60°	G 1/2
BSPT	55°	Κωνικό (1:16)	Πάνω στο σπείρωμα, με υλικό στεγανοποίησης	R 1/2, Rc 1/2
NPT	60°	Κωνικό (1:16)	Πάνω στο σπείρωμα, με υλικό στεγανοποίησης	1/2-14 NPT
UNF / JIC	60°	Παράλληλο	Κώνος 37° (JIC), O-ring (ORFS, θύρα με O-ring)	3/4-16 UNF
Μετρικό	60°	Παράλληλο	Κώνος 24° και δακτύλιος σύσφιξης, O-ring	M18x1,5

Γιατί δεν αρκεί μόνο το παχύμετρο;

Η ονομαστική διάσταση δεν είναι η πραγματική εξωτερική διάμετρος του σπειρώματος. Για παράδειγμα, η εξωτερική διάμετρος ενός αρσενικού σπειρώματος BSP 1/2" είναι περίπου 20,96 mm· η έκφραση «μισή ίντσα» προέρχεται από την παράδοση των ονομαστικών διαστάσεων σωλήνων. Ακόμη σημαντικότερο, οι εξωτερικές διάμετροι διαφορετικών προτύπων μπορεί να είναι πολύ κοντά μεταξύ τους. Το παχύμετρο σας δίνει μια κατά προσέγγιση διάμετρο· δεν σας λέει τη γωνία, το βήμα ή την κωνικότητα.

Η πιο χαρακτηριστική παγίδα βρίσκεται στις διαστάσεις 1/2" και 3/4": σε αυτές τις δύο διαστάσεις τόσο το BSP όσο και το NPT έχουν 14 σπείρες ανά ίντσα. Ένα αρσενικό εξάρτημα BSP μπαίνει άνετα μερικές στροφές σε θηλυκή θύρα NPT· η διαφορά προφίλ 55° έναντι 60° φανερώνεται μόνο κατά τη σύσφιξη. Στις υπόλοιπες διαστάσεις τα βήματα είναι κοντινά, αλλά διαφορετικά:

Ονομαστική διάσταση	BSP (σπείρες / ίντσα)	NPT (σπείρες / ίντσα)
1/8"	28	27
1/4"	19	18
3/8"	19	18
1/2"	14	14
3/4"	14	14
1"	11	11,5

Μέτρηση βήμα προς βήμα για σωστή ταυτοποίηση

Διάμετρος: Μετρήστε με παχύμετρο, στις κορυφές των σπειρών, την εξωτερική διάμετρο στο αρσενικό και την εσωτερική διάμετρο στο θηλυκό εξάρτημα. Στο κωνικό σπείρωμα υπάρχει διαφορά διαμέτρου μεταξύ της πρώτης και της τελευταίας σπείρας· στο παράλληλο σπείρωμα η διάμετρος είναι σταθερή.
Βήμα: Κρατήστε τον μετρητή βήματος σπειρώματος (χτένα) κόντρα στο φως· σωστό βήμα είναι εκείνο του οποίου η χτένα εφαρμόζει χωρίς να αφήνει κενό. Δοκιμάστε ξεχωριστά τις ιντσικές και τις μετρικές χτένες.
Γωνία προφίλ: Σε κοντινά βήματα, τόσο η χτένα 55° όσο και η χτένα 60° μπορεί να φαίνεται ότι εφαρμόζουν. Σύρετε τη χτένα κατά μήκος μερικών σπειρών και ελέγξτε το κενό στις κορυφές και στους πυθμένες.
Επιφάνεια στεγανοποίησης: Ελέγξτε αν το εξάρτημα έχει κώνο 37° ή 24°, αυλάκι O-ring, επίπεδη μετωπική επιφάνεια ή επιφάνεια έδρασης παρεμβύσματος. Η γωνία του κώνου είναι εξίσου καθοριστική με το σπείρωμα.
Αντίστοιχο εξάρτημα: Καταγράψτε επίσης φωτογραφία και διαστάσεις της θύρας ή του άκρου μαρκουτσιού στο οποίο θα συνδεθεί. Το φάλτσο, το φρεζάρισμα και η μορφή της επιφάνειας στην πλευρά της θύρας συχνά προδίδουν το πρότυπο.

Αν μετά τη μέτρηση εξακολουθείτε να έχετε αμφιβολίες, στείλτε μια ευκρινή φωτογραφία του εξαρτήματος μαζί με το παχύμετρο ή προωθήστε μας το δείγμα. Το σωστό εξάρτημα προτείνεται αφού επιβεβαιωθούν το πρότυπο σπειρώματος και ο τύπος στεγανοποίησης.

Οι συνέπειες της βίαιης σύσφιξης ασύμβατου σπειρώματος

Διαρροή: Οι διαφορετικές γωνίες προφίλ εμποδίζουν την πλήρη επαφή των πλευρών των σπειρών· στο κωνικό σπείρωμα το υλικό στεγανοποίησης δεν μπορεί να καλύψει το κενό, ενώ στο παράλληλο σπείρωμα το παρέμβυσμα δεν συμπιέζεται σωστά.
Μόνιμη ζημιά στο σπείρωμα: Η καταστροφή του σπειρώματος στο σώμα της αντλίας, στο μπλοκ βαλβίδων ή στη θύρα του κυλίνδρου μετατρέπει ένα απλό λάθος αντάπτορα σε δαπανηρή επισκευή σώματος.
Ψυχροσυγκόλληση (galling): Στα σπειρώματα από ανοξείδωτο χάλυβα, η βίαιη σύσφιξη μπορεί να προκαλέσει συγκόλληση των επιφανειών μεταξύ τους· το εξάρτημα συχνά αφαιρείται μόνο με κοπή.
Κίνδυνος για την ασφάλεια: Μια σύνδεση που συγκρατείται σε λίγες μόνο σπείρες μπορεί να χαλαρώσει και να αποσπαστεί υπό πίεση ή λόγω κραδασμών.

Αν η σύνδεση μπαίνει άνετα μερικές στροφές και ξαφνικά σκληραίνει, σταματήστε. Το να σφίξετε «λίγο ακόμα» με το κλειδί δεν λύνει το πρόβλημα· ελέγξτε ξανά το πρότυπο.

Όταν χρειάζεται να συνδυαστούν διαφορετικά πρότυπα

Σε ένα πλοίο είναι συνηθισμένο να βρίσκονται στην ίδια γραμμή μια αντλία βρετανικού προτύπου και μια βαλβίδα αμερικανικού προτύπου. Σε τέτοιες μεταβάσεις, η λύση είναι ένας αντάπτορας με τα δύο άκρα κατεργασμένα σε διαφορετικό πρότυπο: για παράδειγμα, αρσενικό BSPP στη μία πλευρά και αρσενικό JIC στην άλλη. Κατά την επιλογή αντάπτορα, αξιολογήστε συνδυαστικά την κλάση πίεσης των δύο άκρων, τον τύπο στεγανοποίησης και την κατεύθυνση συναρμολόγησης. Μεταβάσεις που δεν έχουν αντίστοιχο στον κατάλογο μπορούν να κατεργαστούν ειδικά σε εργαλειομηχανές CNC, βάσει τεχνικού σχεδίου ή δείγματος.

Λίστα ελέγχου

Μετρήσατε τη διάμετρο με παχύμετρο και το βήμα με μετρητή βήματος σπειρώματος;
Ελέγξατε στην πρώτη και στην τελευταία σπείρα αν το σπείρωμα είναι παράλληλο ή κωνικό;
Προσδιορίσατε την επιφάνεια στεγανοποίησης (γωνία κώνου, αυλάκι O-ring, επιφάνεια παρεμβύσματος);
Είναι γνωστό το πρότυπο του αντίστοιχου εξαρτήματος;
Αν απαιτείται μετάβαση μεταξύ διαφορετικών προτύπων, έχει οριστεί ο κατάλληλος αντάπτορας;
Αν δεν είστε βέβαιοι, ζητήσατε επιβεβαίωση με φωτογραφία ή δείγμα;