Wat is de draadsnijtechniek voor stalen buizen?

De verwerkingstechnologie van stalen pijpdraden verwijst naar het proces van het machinaal bewerken van een bepaald tandpatroon, steek en tapsheid in het uiteinde van de stalen pijp door snijden of plastische vervorming (om schroefdraad te creëren). Dit maakt de losneembare verbinding van de stalen buis met andere pijpleidingcomponenten (zoals kleppen, buisfittingen en apparatuurinterfaces) mogelijk. De kern van deze technologie ligt in het nauwkeurig controleren van de geometrische parameters van de schroefdraden (zoals de tandhoek, spoed, gemiddelde diameter en conus), waardoor de afdichting, sterkte en betrouwbaarheid van de verbinding wordt gegarandeerd.

1. Belangrijkste verwerkingsmethoden

• Snijverwerking: De meest gebruikte methode is het gebruik van een draaddraaimachine (elektrisch of handmatig) om de matrijs te laten draaien, die vervolgens het uiteinde van de stalen buis afsnijdt om schroefdraad te vormen. Deze methode is geschikt voor de meeste soorten stalen buismaterialen (zoals koolstofstaal, roestvrij staal, gegalvaniseerde buis).
• Plastische vervorming:Het uiteinde van de stalen buis wordt geëxtrudeerd met behulp van een draadsnijmachine of een walsmachine om het metaal plastisch te laten vloeien en draden te vormen. Deze methode is geschikt voor materialen met een goede plasticiteit (zoals staal met een laag-koolstofgehalte), met een hoog rendement en een hoge draadsterkte. Het vereist echter relatief hoge apparatuurnormen.

2. Belangrijke procesparameters

• Draadprofiel:Het is verdeeld in 55 graden (Britse Whitworth-draad, zoals de G- en R-serie), 60 graden (Amerikaanse Unified-draad, zoals de NPT-serie) en metrische 60 graden (zoals de M-serie). Onder hen nemen pijpdraden meestal 55 graden of 60 graden profielen aan.
• Hoogte en aantal tanden:De steek is de afstand tussen overeenkomstige punten op de steekdiameter van twee aangrenzende tanden. Het wordt meestal uitgedrukt als het aantal tanden per inch (TPI) (een 1/2" NPT-schroefdraad heeft bijvoorbeeld 11 tanden per inch en de spoed is ongeveer 2,309 mm). 
• Kegelverhouding: Afdichtende pijpdraden (zoals NPT, R-serie) hebben doorgaans een kegelverhouding van 1:16 (dat wil zeggen, de diameter verandert met 1 mm voor elke 16 mm lengte), en afdichting wordt bereikt door deze kegelverhouding.
• Verwerkingsfrequentie:Het wordt bepaald op basis van de buisdiameter. Voor buizen met een kleine-diameter (DN15-DN32) worden deze twee keer verwerkt; voor buizen met een gemiddelde-diameter (DN40-DN50) worden ze drie keer verwerkt; voor buizen met een grote diameter (DN70 en hoger) worden ze drie tot vier keer verwerkt om volledige schroefdraadprofielen en gladde oppervlakken te garanderen.

3. Kwaliteitsinspectie en -controle
Inspectie van schroefdraadmeter: Gebruik de go-gauge (GO) en no-go-gauge (NO GO) om de spoeddiameter en spoed van de schroefdraad te meten. De go-meter moet volledig zijn ingestoken en de no- no-go-meter mag niet meer dan twee slagen worden ingebracht.

• Oppervlaktekwaliteit:De schroefdraad moet vrij zijn van gebroken draden, ongeordende draden en bramen. De oppervlakteruwheid moet aan de eisen voldoen (bijvoorbeeld Ra kleiner dan of gelijk aan 3,2 μm).
• Tolerantie kegelhoek en steekdiameter:De afwijking van de kegelhoek van de afdichtingsdraad moet kleiner dan of gelijk zijn aan 0,05 mm/m, en de tolerantie voor de steekdiameter moet binnen een extreem smal bereik worden geregeld (de tolerantie voor de steekdiameter van nauwkeurigheidsgraad 1 is bijvoorbeeld 0,01 mm).

De schroefdraadverbinding van stalen buizen is de meest gebruikte losneembare verbindingsmethode in het leidingsysteem. De betekenis ervan ligt vooral in de volgende aspecten:

1. Betrouwbaarheid van afdichting
Door gebruik te maken van de tapsheid van de schroefdraad (zoals de 1:16 conus van NPT) of afdichtingsmaterialen (zoals afdichtingstape, hennepdraad), kan het medium lekkage effectief voorkomen. Het is geschikt voor het transport van hoge-druk, hoge- temperatuur en corrosieve media (zoals aardolie, aardgas, chemische grondstoffen).

2. Verbindingssterkte
De schroefdraadverbinding brengt belastingen over via de tandaangrijping, met een hoge trek- en torsiesterkte, en kan voldoen aan de werkdruk van het pijpleidingsysteem (een oliemantel kan bijvoorbeeld tienduizenden tonnen trekbelasting weerstaan).

3. Gemak van installatie en onderhoud
Voor schroefdraadverbindingen is lassen niet nodig en het installatieproces is snel, waardoor het gemakkelijk is om ter plaatse- te bouwen. Tegelijkertijd vergemakkelijkt de afneembare functie het onderhoud, de vervanging en renovatie van pijpleidingen, waardoor de onderhoudskosten worden verlaagd.

4. Brede toepasbaarheid
Geschikt voor verschillende stalen buismaterialen (koolstofstaal, roestvrij staal, gegalvaniseerde buis), buisdiameters (DN15-DN100 en hoger) en werkomstandigheden (water, gas, olie, chemische media). Het is een standaard verbindingsmethode op het gebied van constructie, machines, aardolie en chemische industrie.

De internationale normen voor het verwerken van stalen pijpdraden worden voornamelijk geformuleerd door organisaties zoals de International Organization for Standardization (ISO), het American Petroleum Institute (API) en de National Standardization Administration Committee of China (GB). Dit zijn de kernnormen:

1. ISO-normen (internationaal erkend)

• ISO 7-1:1994 "Pijpschroefdraadafdichting - Deel 1: Afmetingen, toleranties en markeringen": Specificeert de afmetingen, toleranties en markeringen voor 55 graden afdichtingsschroefdraden van pijpen, inclusief de "kolom/kegelpassing" voor cilindrische interne schroefdraad (Rp) en conische externe schroefdraad (R1), en de "conus/conuspassing" voor conische interne schroefdraad (Rc) en conische externe schroefdraad (R2).
• ISO 228-1:2000 "Niet-afdichtende pijpdraden met schroefdraad - Deel 1: Afmetingen, toleranties en markeringen": deze norm specificeert de afmetingen, toleranties en markeringen voor 55 graden niet-afdichtende pijpschroefdraden (G-serie), die van toepassing zijn op lage- druk, niet-afdichtende toepassingen (zoals water- en gaspijpleidingen).

2. API-standaarden (specifiek voor de olie-industrie)

• API-specificatie 5B"Verwerking, meting en inspectie van schroefdraad voor buizen, pijpen en pijpleidingenstaal": een gezaghebbende norm in de aardolie-industrie. Deze norm bepaalt de verwerkings-, meet- en inspectie-eisen voor de schroefdraad van materialen voor aardoliepijpleidingen (buizen, pijpen, pijpleidingstaal), inclusief geometrische parameters en toleranties voor speciale schroefdraad zoals ronde schroefdraad (STC) en offset trapeziumvormige schroefdraad (BTC).
• APIRP 5A5/ISO 15463:2003'Inspectie op-site van nieuwe buisbehuizingen, oliecilinders en eind-verbonden boorpijpen': het vormt een aanvulling op de-inspectievereisten op locatie van API 5B, waardoor de kwaliteit van de schroefdraad wordt gegarandeerd voordat deze op-site wordt geïnstalleerd.

3. GB-standaard (equivalent aangenomen in China)

• GB/T 7306.1-2000"55 graden afdichtende pijpdraden - Deel 1: Cilindrische binnendraden en conische buitendraden": deze norm neemt op equivalente wijze ISO 7-1:1994 over en specificeert de afmetingen, toleranties en markeringen van de "cilindrische/conische pasvorm" 55 graden afdichtende pijpdraden.
• GB/T 7306.2-2000"55 graden afdichtende pijpdraden - Deel 2: Conische binnendraden en conische buitendraden": deze norm neemt gelijkwaardig ISO 7-1:1999 over en specificeert de 55 graden afdichtende pijpdraden met "kegel/kegelpassing".
• GB/T 12716-2011"60 graden conische pijpdraad": ASME B1.20.2M:2006 aangenomen als basis voor herziening. Het specificeert de afmetingen, toleranties en markeringen van conische pijpdraden van 60 graden (NPT-serie) en is van toepassing op Amerikaanse standaard afdichtingspijpdraden.

De verschillen in draadverwerkingstechnieken tussen verschillende standaardsystemen liggen vooral in aspecten als de tandprofielhoek, conus, paringsmethode en toepasselijke scenario's. Dit zijn de belangrijkste verschillen:

1. Verschil in tandprofielhoeken

• Imperiaal (ISO 7-1, GB/T 7306):Beschikt over een draadhoek van 55 graden, afgeleid van de imperiale Whitworth-draad, geschikt voor regio's zoals Europa en Azië.
• Metrisch (API 5B, GB/T 12716):Beschikt over een draadhoek van 60 graden, afgeleid van de metrische standaarddraad, geschikt voor olieproducerende regio's zoals Noord-Amerika en het Midden-Oosten.

2. Kegelhoekverschil

• Imperial afgedichte pijpdraad (ISO 7-1, GB/T 7306): De conische buitendraad (R1, R2) is 1:16 (de diameter verandert met 1 mm voor elke lengte van 16 mm), waardoor afdichting door de conus wordt bereikt.
• Metrische afgedichte pijpdraden (API 5B, GB/T 12716): De tapsheid van de conische pijpdraden (NPT) is ook 1:16, maar het schroefdraadprofiel is steiler (60 graden versus 55 graden) en is geschikt voor hogere drukwaarden (de werkdruk van het olieomhulsel kan bijvoorbeeld enkele duizenden ponden per vierkante inch bereiken).

3. Verschillen in samenwerkingsmethoden

• Imperiale afdichtingspijpdraden:Ze zijn onderverdeeld in "kolom-conuspassing" (cilindrische binnendraad Rp en conische buitendraad R1) en "conus-conuspassing" (conische binnendraad Rc en conische buitendraad R2). Onder hen is "kolom/kegelpassing" de meest gebruikte afdichtingsmethode.
• Metrische afgedichte pijpdraad:Maakt alleen gebruik van "conus/conuspassing" (conische binnendraad en conische buitendraad), waardoor afdichting wordt bereikt door de eigen conus van de schroefdraad, zonder dat er extra afdichtingsmaterialen (zoals tape) nodig zijn.

4. Verschillen in toepasselijke scenario’s

• ISO 7-1, GB/T 7306:Van toepassing op civiele en industriële pijpleidingen met lage- druk en normale- temperatuur (zoals water-, gas- en airconditioningpijpleidingen), evenals sommige chemische pijpleidingen. 
• API5B:Deze buizen zijn speciaal ontworpen voor ondergrondse pijpleidingen in de olie- en gasindustrie (zoals behuizingen en tubing) en worden blootgesteld aan extreem hoge drukken (tot ruim 1000 bar), temperaturen en corrosie (zoals waterstofsulfide en kooldioxide). De sterkte en afdichtingsprestaties van de schroefdraden in deze buizen zijn veel hoger dan die van gewone buizen.

5. Verschillen in standaardequivalentie

• GB/T 7306.1-2000is een gelijkwaardige adoptie van ISO 7-1:1994 (de technische inhoud is volledig hetzelfde, met alleen redactionele wijzigingen), waardoor de toegang van Chinese producten tot de internationale markt wordt vergemakkelijkt. 
• GB/T 12716-2011 en ASME B1.20.2M:2006: Aangenomen met aanpassingen (met behoud van Chinese kenmerkende technologieën, zoals eenvoudige testmethoden voor kleinschalige- binnenlandse productie), beter aangepast aan de materiële kenmerken van China (zoals de plasticiteit van-koolstofstaal).

De verwerkingstechnologie van stalen buisdraad is de kerntechnologie voor het verbinden van pijpleidingsystemen. De kwaliteit ervan heeft rechtstreeks invloed op de afdichtingsprestaties, sterkte en betrouwbaarheid van het systeem. Internationale normen (zoals ISO 7-1, API 5B, GB/T 7306) bieden uniforme specificaties voor draadverwerking. De verschillen tussen verschillende standaarden liggen vooral in de draadprofielhoek, tapsheid, matchingmethode en toepasselijke scenario's. In praktische toepassingen moet het juiste schroefdraadtype en de juiste standaard worden geselecteerd op basis van de werkomstandigheden (druk, temperatuur, medium) om de veiligheid en zuinigheid van de verbinding te garanderen.