O metodah kontrole z merilniki cilindričnih cevnih navojev

V zadnjih letih so bimetalni radiatorji z jeklenimi kolektorji in zunanjim aluminijastim ohišjem upravičeno vse bolj priljubljeni med sekcijskimi ogrevalnimi napravami.V skladu z evropskimi tehnologijami so notranji navoji grelnih naprav večine proizvajalcev izdelani po metodi valjanja. Valjani navoji zagotavljajo trajno in varno navojno povezavo, kar dokazujejo dolgoletna uspešna uporaba bimetalnih radiatorjev.

V skladu z GOST 31311-2005 "Ogrevalne naprave. Splošni tehnični pogoji" (klavzula 8.2.) Navojne povezave grelnih naprav se preskušajo z navojnimi merili. Hkrati so posamezni proizvajalci radiatorjev, ki uporabljajo navojno tehnologijo, kot tudi neprofitna industrijska združenja večkrat predlagali/pritožili različne državne organe, službe in službe z zahtevo po dodatni kontroli notranjih navojev z gladkimi merilniki.

Prispevek preučuje veljavnost teh predlogov in smiselnost uvedbe takšne dodatne zahteve na primeru navoja G1, ki se uporablja na večini grelnih naprav.

Najprej si poglejmo osnovne zahteve za izdelavo cevnih navojev.

1. Parametri cilindričnih cevnih navojev so določeni z GOST 6357-81 "Osnovni standardi zamenljivosti. Cilindrični cevni navoj", v skladu s katerim:

Nazivni profil navoja in dimenzije njegovih elementov morajo ustrezati tistim, ki so prikazani na risbi 1:

Risba 1

d je zunanji premer zunanjega navoja (cevi); d1 - notranji premer zunanjega navoja; d2 - povprečni premer zunanjega navoja; D je zunanji premer notranjega navoja (spojke); D1 - notranji premer notranjega navoja; D2 - povprečni premer notranjega navoja; P - korak navoja; H je višina prvotnega trikotnika; H1 - delovna višina profila; R je polmer ukrivljenosti vrha in dna niti.

Mere zgornjih indikatorjev v milimetrih za navoj G1 so prikazane v tabeli 1:

Tabela 1

Hkrati je v skladu z istim GOST 6357-81 dovoljeno izdelovati niti z odstopanji od določenih vrednosti (toleranc), pri čemer bo nit ustrezala tudi GOST 6357-81.

Sheme tolerančnih polj za zunanje in notranje navoje so prikazane na skici 2.

Odstopanja se štejejo od nominalnega (idealnega) profila navoja v smeri, pravokotni na os navoja.

Risba 2

es je zgornje odstopanje premerov zunanjih navojev; ES - zgornje odstopanje premerov notranjih navojev; ei nižje odstopanje premerov zunanjih navojev; EI - nižje odstopanje premerov notranjih navojev.

— tolerance premera d, d2, D1, D2

Številčne vrednosti toleranc za premere zunanjih in notranjih navojev morajo ustrezati tistim iz tabele 3:

Tabela 3

Upoštevajte, da je v skladu s tabelo 1 vrednost H1 (delovna višina profila navoja) enaka 1,478515 mm, v skladu s tabelo 3 pa so tolerance notranjega premera notranjega navoja D1 in zunanjega premera zunanji navoj d je 640 μm oziroma 360 μm. Na risbi 3 so prikazani profili notranjih in zunanjih navojev G1, izdelani z največjim dovoljenim odstopanjem od nominalnega profila v skladu s tabelo 3. Poleg tega ti profili navojev v celoti izpolnjujejo zahteve GOST 6357-81.

Risba 3

Iz risbe je jasno razvidno, da je v tem primeru le 32,4 % višine profila navoja vključenih v navojno povezavo.

Pri tem še posebej preseneča stališče nekaterih proizvajalcev grelnih naprav, pa tudi specializiranih industrijskih združenj, ki menijo, da je nesprejemljivo priznati navoj kot sprejemljiv, če je profil navoja le 38 % nominalne vrednosti. Očitno ti proizvajalci in združenja preprosto ne razumejo osnovnih osnov GOST 6357-81 glede tega, katera nit (s kakšnimi dimenzijami) se šteje za izdelano v skladu s tem GOST.

Po našem mnenju je potreba po tako pomembnih tolerancah povezana z zahtevo odstavka 5.1.6 "SP 73.13330.2016 Notranji sanitarni sistemi stavb", v skladu s katerim "Pri sestavljanju enot morajo biti navojne povezave zatesnjene.
Kot tesnilno maso za navojne povezave pri temperaturah transportnega medija do 378 K (105 ° C) je priporočljivo uporabiti trak FUM ali lanene pramene v skladu z GOST R 53484, impregnirane z rdečico ali belilo., pomešan z naravnim sušilnim oljem ali posebnimi tesnilnimi pastami-tesnili.”

Zdaj pa preidimo na glavno vprašanje tega članka: kako priporočljivo je, da se v regulativno dokumentacijo o nadzoru navojev grelnih naprav vključi zahteva po obveznem pregledu notranjih navojev z gladkimi merilniki.

Analizirajmo predlog za nadzor notranjih navojev grelnih naprav z uporabo gladkega prehodnega merilnika:

Razmislimo o idealni možnosti, ko je notranji navoj izdelan v strogem skladu z GOST 6357-81, tj. idealno glede na nazivni profil brez kakršnih koli toleranc. V tem primeru bo po tabeli 2 notranji premer navoja 30,291 mm.

Poskusimo preveriti ta navoj z gladkim merilnikom.

V skladu s klavzulo 6.2. GOST 2533-88 Merila za cevne navoje. Tolerance" velikosti premera gladkih meril za preskušanje zunanjih in notranjih navojev je treba določiti v skladu s formulami iz tabele 4.

Tabela 4

Imenovanje (številka tipa) kaliber	Ime in namen vrste kalibra	Premer kalibra
		Denominacija	Največje odstopanje
	Merila notranjega navoja
PR (23)	Gladek prehodni merilnik čepa
NE (24)	Gladek merilnik vtikača brez premikanja

Vrednosti indikatorjev H1 in Z1 so podane v tabeli 5.

Tabela 5

Iz analize podatkov v zgornjih tabelah sledi, da bo premer gladkega prehoda enak:

• nazivna vrednost: D1+ 52 µm = 30,343 mm
• vrednost z največjim zgornjim odstopanjem: D1+ 52 µm + 13 µm = 30,356 mm
• vrednost z največjim spodnjim odstopanjem: D1+ 52 µm - 13 µm = 30,330 mm

Upoštevajte, da v skladu s klavzulo 2.3. Dodatek 2 "Pravila za uporabo meril" k GOST 24939-81 "Merila za cilindrične navoje", "mora gladko tekoče merilo prosto vstopiti v nadzorovano nit pod vplivom lastne teže ali določene sile."

V zvezi s tem dobimo paradoksalno sliko, v kateri bi se moral gladek prehodni profil brez obrabe, katerega najmanjši možni premer je 30,330 mm, prosto prilegati v navoj, idealno izdelan po GOST 6357-81, premer kar je 30,291 mm (nominalno), kar je načeloma nemogoče.

Tako bo pri preverjanju navoja, ki je popolnoma izdelan v skladu z GOST 6357-81 z gladkim prehodom, ta navoj prepoznan kot neskladen z GOST 6357-81, kar je samo po sebi absurdno.

To delno pojasnjuje primere, ko so navojne povezave, izdelane v skladu z GOST 6357-81 razreda A, ki zahtevajo natančnejše navoje glede na dovoljena odstopanja (tolerance), zavrnjene pri testiranju z gladkim merilnikom.

Ob upoštevanju zgoraj navedenega lahko sklepamo, da uvedba dodatne zahteve za preverjanje notranjih navojev grelnih naprav z gladkimi merilniki ne le ne bo zagotovila nadzora nad izvedbo navojev v skladu z GOST 6357-81, ampak , nasprotno, bo privedlo do absurdne situacije, ko se bodo grelne naprave, izdelane v celoti v skladu z zahtevami GOST, štele za okvarjene.

Nato analizirajmo predlog za nadzor notranjih navojev grelnih naprav z uporabo gladkega neprehodnega merilnika:

Razmislimo o možnosti, ko je notranji navoj izdelan v celoti v skladu z GOST 6357-81, vendar z največjo toleranco, ki jo zagotavlja GOST - 640 mikronov (glej indikator TD1 tabela 3). V tem primeru bo premer notranjega navoja 30,931 mm.

Poskusimo preveriti to nit z gladkim merilnikom.

Iz analize podatkov, podanih v tabeli 4 in tabeli 5, sledi, da bo premer gladkega brezpotja enak:

• nazivna vrednost: D1+ 640 µm = 30,931 mm
• vrednost v največjem zgornjem odstopanju: D1+ 640 µm + 13 µm = 30,944 mm
• vrednost v največjem spodnjem odstopanju: D1+ 640 µm - 13 µm = 30,918 mm

Upoštevajte, da v skladu s klavzulo 2.4. Dodatek 2 "Pravila za uporabo meril" k GOST 24939-81 "Merilne naprave za cilindrične navoje", "gladka prepovedana merilna naprava ne sme vstopiti v nadzorovano nit pod vplivom lastne teže ali določene sile."

V zvezi s tem spet dobimo paradoksalno sliko, v kateri gladek, brez obrabe neprepustni merilnik, katerega najmanjši možni premer je 30,918 mm, NE bi smel prosto prilegati navoju, izdelanemu po GOST 6357-81 z največjimi tolerancami , katerega premer je 30,931 mm, kar je načeloma nemogoče.

Tako bo pri preverjanju navoja, izdelanega v skladu z GOST 6357-81, z gladkim NEGODEČIM profilom, ta navoj prepoznan kot neskladen z GOST 6357-81, kar je samo po sebi absurdno.

Ob upoštevanju zgoraj navedenega lahko sklepamo, da uvedba dodatne zahteve za preverjanje notranjih navojev grelnih naprav z gladkimi neskoznimi merilniki ne bo zagotovila nadzora nad izvedbo navojev za skladnost z GOST 6357-81.

Tako zgornja analiza jasno kaže, da uporaba gladkih meril ne le ne more nedvoumno ugotoviti skladnosti ali neskladnosti navoja z zahtevami GOST 6357-81, ampak lahko vodi tudi do prepoznavanja navoja, ki je v celoti ustreza tem GOST kot okvarjen.

Posebej zanimiva so sama pravila za uporabo gladkih meril. Določeni so v GOST 24939-81 "Merila za cilindrične navoje" (Dodatek 2 "Pravila za uporabo meril").

Tako za gladko prehodno merilo čepa obstaja zahteva, da mora merilo prosto vstopiti v kontrolirani navoj pod vplivom lastne teže ali določene sile, za gladko neprehodno merilo čepa pa je zahteva, da ta merilnik ne sme vstopiti v nadzorovano nit pod vplivom lastne teže ali določene trdnosti.

Hkrati pa niti Pravila za uporabo kalibrov niti GOST 24939-81 niti kateri koli drugi regulativni dokumenti ne določajo, kdo in kako naj določi velikost te sile in v kateri smeri naj deluje na kaliber.

Iz tega lahko naredimo nedvoumen zaključek, po katerem ni enotne metodologije za uporabo kalibrov, ki bi jo določili ustrezni predpisi.

Poleg tega je po našem mnenju pri razpravi o zahtevah za preskušanje navojev grelnih naprav priporočljivo upoštevati podobne pogoje standardov za elemente ogrevalnega sistema, ki so neposredno povezani z grelnimi napravami.

Torej, v razdelku "2. Regulativne reference" GOST 30815-2002 "Avtomatski termostati za grelne naprave sistemov za ogrevanje vode v stavbah" GOST 6357-81 je omenjen, vendar se v nadaljevanju besedila ne uporablja. Morda iz tega razloga v novi izdaji GOST 30815-2019 GOST 6357-81 popolnoma ni na seznamu regulativnih referenc.

Poleg tega v GOST 21345-2005 "Stožčasti in cilindrični krogelni ventili" GOST 6357 tudi ni omenjen.

Tako v standardih GOST 30815-2019 in GOST 21345-2005 za elemente ogrevalnih sistemov, ki so neposredno povezani z grelnimi napravami, ni zahtev za preskušanje niti glede skladnosti z GOST 6357-81.

V zvezi s tem ni jasno, kakšen natančen cilj zasledujejo avtorji predlogov za nadzor navojev grelnih naprav z dodatnimi gladkimi merilniki, ne da bi vzpostavili kakršen koli nadzor na navojih elementov ogrevalnih sistemov, ki so neposredno povezani z grelnimi napravami.

Po našem mnenju je popolnoma nesmiselno voditi kakršno koli razpravo o uporabi gladkih merilnikov za nadzor notranjih navojev grelnih naprav ob prisotnosti:

• odstopanja med nazivnim premerom notranjega navoja in nazivnim premerom gladke izvrtine iz tega člena,
• pomanjkanje enotne odobrene metodologije za uporabo kalibrov,
• odsotnost kakršnih koli zahtev za navoje in metode njihovega nadzora v zvezi z elementi ogrevalnih sistemov, neposredno povezanih z grelnimi napravami.

Poleg tega, da bi ugotovili odvisnost, kako rezultati testiranja z gladkimi merilniki vplivajo na trdnost navojnih povezav grelnih naprav, smo izvedli vrsto preskusov. Za testiranje je bilo izbranih osem vzorcev treh vrst radiatorskih delov:

• aluminij (AL),
• bimetalni z jeklenimi vertikalnimi in horizontalnimi toplotnoprevodnimi kanali (BM),
• aluminijasti radiatorji z jeklenimi vertikalnimi toplotnoprevodnimi kanali (ASVK).

Vsi vzorci so bili testirani z navojnimi (go in non-go) merilniki, dodatno pa so bili testirani še z gladkimi merilniki. Rezultati testiranja z gladkimi merilniki so prikazani v tabeli 6.

Vzorca 7 in 8 sta bila izbrana tako, da se neprehodni gladki profil prosto prilega brez napora z rahlim zamikom v navojno luknjo odsekov radiatorja. Vzorci so bili privijačeni z navojnimi čepi, ki jih priporoča proizvajalec radiatorjev. Statični natezni preskusi so bili opravljeni, dokler vzorci niso bili odpovedani v certificiranem laboratoriju.

Tabela 6

Rezultati statičnega nateznega preskusa

Rezultati testiranja so potrjeni z uradnimi protokoli preskusnega laboratorija, video in foto snemanjem.

Na primeru vzorca št. 4 je jasno razvidno, da pri preskušanju bimetalnega radiatorja pride do deformacije v navojni povezavi.

Pri testiranju aluminijastega radiatorja in radiatorja z jeklenim toplovodnim kanalom je prišlo do uničenja v telesu radiatorskega dela.

Iz podanih podatkov sledi, da navoj radiatorja, ki ni bil preizkušen z gladkim prehodom (vzorec 1, 6) ali neprehodnim (vzorec 7, 8) profilom, vendar v celoti ustreza Zahteve GOST - 6357 pri testiranju z navojnimi merili tvorijo takšno navojno povezavo, katere meja, sorazmerna deformacija, ki večkrat presega vrednosti tlaka, ki jih lahko prenesejo drugi elementi ogrevalnih sistemov.

Indikativno je tudi, da so radiatorji, katerih navoji niso bili testirani z nobenim gladkim merilom, glede zanesljivosti in varnosti v smislu uničenja navojne povezave pokazali podobne, v nekaterih primerih tudi boljše rezultate v primerjavi s tistimi radiatorji, katerih navoji so bili testirani tako gladki kalibri.

To še enkrat dokazuje, da preverjanje navojev z gladkimi merilniki nikakor ne vpliva na trdnost navojne povezave grelnega radiatorja in posledično na varnost in zanesljivost te naprave.

Poleg tega se je pri vzorcih št. 7 in št. 8 izkazalo, da je porušitvena obremenitev navojne povezave višja od porušitvene obremenitve telesa aluminijastega radiatorskega dela in radiatorja z navpičnim jeklenim kanalom. Posebej pomembno je, da so aluminijasti radiatorji z jekleno vertikalno kanaleto pokazali slabše rezultate kot klasični aluminijasti radiator.

Na podlagi vsega zgoraj navedenega v tem članku lahko nedvoumno sklepamo, da so trenutno zagotovljene metode za nadzor notranjih navojev grelnih naprav samo z uporabo navojev (točka 8.2. GOST 31311-2005) več kot zadostne za proizvodnjo ogrevalne naprave, ki so zanesljive in varne za potrošnike.