Acerca de los métodos de control mediante calibres de roscas de tuberías cilíndricas.
En los últimos años, los radiadores bimetálicos con colectores de acero y una carcasa exterior de aluminio se han vuelto cada vez más populares entre los dispositivos de calefacción seccionales.De acuerdo con las tecnologías europeas, las roscas internas de los dispositivos de calefacción de la mayoría de los fabricantes se fabrican mediante el método de laminación. Los hilos enrollados proporcionan una conexión roscada duradera y segura, como lo demuestran muchos años de uso exitoso de radiadores bimetálicos.
De acuerdo con GOST 31311-2005 “Dispositivos de calefacción. Condiciones técnicas generales" (cláusula 8.2.) Las conexiones roscadas de los dispositivos de calefacción se prueban con calibres de rosca. Al mismo tiempo, los fabricantes individuales de radiadores que utilizan tecnología roscada, así como las asociaciones industriales sin fines de lucro, han propuesto/apelado repetidamente a varios organismos, departamentos y servicios gubernamentales con el requisito de verificar adicionalmente las roscas internas con calibres lisos.
Este artículo examina la validez de estas propuestas y la conveniencia de introducir dicho requisito adicional utilizando el ejemplo de la rosca G1, que se utiliza en la mayoría de los dispositivos de calefacción.
Primero, veamos los requisitos básicos para fabricar roscas para tuberías.
- Los parámetros de las roscas de tuberías cilíndricas están determinados por GOST 6357-81 “Estándares básicos de intercambiabilidad. Rosca de tubo cilíndrico”, según el cual:
El perfil nominal de la rosca y las dimensiones de sus elementos deben corresponder a las indicadas en el Dibujo 1:
Dibujo 1
Las dimensiones de los indicadores anteriores en milímetros para la rosca G1 se muestran en la Tabla 1:
tabla 1
| Paso P | norte | H1 | R | |||
| 2,309 | 33,249 | 31,770 | 30,291 | 2,217774 | 1,478515 | 0,317093 |
Al mismo tiempo, de acuerdo con el mismo GOST 6357-81, se permite fabricar hilos con desviaciones de los valores especificados (tolerancias), sujeto a lo cual el hilo también cumplirá con GOST 6357-81.
Los esquemas de campos de tolerancia para roscas externas e internas se muestran en el Dibujo 2.
Las desviaciones se cuentan del perfil nominal (ideal) del hilo en la dirección perpendicular al eje del hilo.
Dibujo 2
— tolerancias de diámetro d, d2, D1, D2
Los valores numéricos de las tolerancias para los diámetros de rosca exterior e interior deben corresponder a los indicados en la Tabla 3:
Tabla 3
| Designación del tamaño del hilo | Paso P, mm | Rosca exterior | Hilo interno | ||||
| Diámetros de rosca | |||||||
| diámetro exterior de la rosca macho | diámetro promedio de la rosca externa | diámetro interno promedio de la rosca | diámetro interno de la rosca hembra | ||||
| Tolerancias, micras | |||||||
| td | Td2 | TD2 | TD1 | ||||
| Clase A | Clase B | Clase A | Clase B | ||||
| G1 | 2,309 | 360 | 180 | 360 | 180 | 360 | 640 |
Nótese que, según la Tabla 1, el valor de H1 (altura de trabajo del perfil de rosca) es igual a 1,478515 mm, y, de acuerdo con la Tabla 3, las tolerancias en el diámetro interno de la rosca interna D1 y el diámetro externo de la rosca externa d son 640 μm y 360 μm, respectivamente. El dibujo 3 muestra perfiles de rosca internos y externos G1, fabricados con la desviación máxima permitida del perfil nominal de acuerdo con la Tabla 3. Además, estos perfiles de rosca cumplen plenamente con los requisitos de GOST 6357-81.
Dibujo 3
El dibujo muestra claramente que en este caso sólo el 32,4% de la altura del perfil roscado está involucrado en la unión roscada.
En este sentido, sorprende especialmente la posición de algunos fabricantes de dispositivos de calefacción, así como de asociaciones industriales especializadas, que consideran inaceptable reconocer una rosca como aceptable si el perfil de la rosca es sólo el 38% del valor nominal. Aparentemente, estos fabricantes y asociaciones simplemente no comprenden los fundamentos elementales de GOST 6357-81 en términos de qué hilo (con qué dimensiones) se considera fabricado de acuerdo con este GOST.
En nuestra opinión, la necesidad de tolerancias tan significativas está asociada con el requisito del párrafo 5.1.6 “SP 73.13330.2016 Sistemas sanitarios internos de edificios”, según el cual “Al ensamblar unidades, se deben sellar las conexiones roscadas.
Como sellador para conexiones roscadas a temperaturas del medio transportado hasta 378 K (105°C), se recomienda utilizar cinta FUM o hilos de lino de acuerdo con GOST R 53484, impregnados con albayalde o albayalde., mezclado con aceite secante natural o pastas-selladores especiales para sellado”.
Pasemos ahora a considerar la cuestión principal de este artículo: ¿qué tan aconsejable es incluir en la documentación reglamentaria sobre el control de las roscas de los dispositivos de calefacción el requisito de la inspección obligatoria de las roscas internas con calibres lisos?
Analicemos la propuesta para controlar las roscas internas de los dispositivos de calefacción mediante un calibre de paso suave:
Consideremos la opción ideal cuando la rosca interna se realiza en estricta conformidad con GOST 6357-81, es decir. Idealmente según el perfil nominal sin tolerancias. En este caso, según la Tabla 2, el diámetro de la rosca interna será de 30,291 mm.
Intentemos comprobar este hilo con un calibre de paso suave.
De acuerdo con la cláusula 6.2. GOST 2533-88 “Medidores para roscas de tuberías. Las tolerancias de los tamaños de diámetro de calibres lisos para probar roscas externas e internas deben determinarse de acuerdo con las fórmulas proporcionadas en la Tabla 4.
Tabla 4
| Designación (teclea un número) calibre | Nombre y finalidad del tipo de calibre. | Diámetro del calibre | |
| Denominación | Desviación máxima | ||
| Calibres de rosca interna | |||
| relaciones públicas (23) | Calibre de tapón de paso suave |  |  |
| NO (24) | Calibre de enchufe suave y sin paso. |  |  |
Los valores de los indicadores H1 y Z1 se dan en la Tabla 5.
Tabla 5
| Valor TD1 según GOST 6357 | H1, µm | Z1 |
| de 375 µm a 710 µm | 26 | 52 |
Del análisis de los datos de las tablas anteriores se desprende que el diámetro del calibre de paso liso será igual a:
- valor nominal: D1+ 52 µm = 30,343 mm
- valor con desviación superior máxima: D1+ 52 µm + 13 µm = 30,356 mm
- valor con desviación máxima inferior: D1+ 52 µm - 13 µm = 30.330 mm
Tenga en cuenta que, según la cláusula 2.3. Apéndice 2 "Reglas para el uso de calibres" de GOST 24939-81 "Medidores para roscas cilíndricas", "un calibre que funcione suavemente debe entrar libremente en la rosca controlada bajo la influencia de su propio peso o una cierta fuerza".
En este sentido, obtenemos una imagen paradójica en la que un calibre de paso liso y sin desgaste, cuyo diámetro mínimo posible es de 30,330 mm, debería encajar libremente en una rosca, idealmente fabricada según GOST 6357-81, cuyo diámetro que es 30.291 mm (nominal), lo cual es básicamente imposible.
Por lo tanto, al verificar un hilo perfectamente hecho de acuerdo con GOST 6357-81 con un calibre de paso suave, se reconocerá que este hilo no cumple con GOST 6357-81, lo que en sí mismo es absurdo.
Esto explica en parte los casos en los que las conexiones roscadas realizadas de acuerdo con GOST 6357-81 clase A, que requieren un roscado más preciso en términos de desviaciones (tolerancias) permitidas, son rechazadas cuando se prueban con un calibre de paso suave.
Teniendo en cuenta lo anterior, podemos concluir que la introducción de un requisito adicional para verificar las roscas internas de los dispositivos de calefacción con calibres de paso liso no solo no garantizará el control sobre la ejecución de las roscas de acuerdo con GOST 6357-81, sino que , por el contrario, conducirá a una situación absurda cuando los dispositivos de calefacción fabricados en total conformidad con los requisitos GOST se considerarán defectuosos.
A continuación, analicemos la propuesta para monitorear las roscas internas de los dispositivos de calefacción utilizando un calibre suave y sin paso:
Consideremos la opción cuando la rosca interna se realiza en total conformidad con GOST 6357-81, pero con la tolerancia máxima proporcionada por GOST: 640 micrones (ver indicador TD1 Tabla 3). En este caso el diámetro de la rosca interior será de 30,931 mm.
Intentemos comprobar este hilo con un calibre suave y sin avance.
Del análisis de los datos proporcionados en la Tabla 4 y la Tabla 5, se deduce que el diámetro de un calibre liso sin paso será igual a:
- valor nominal: D1+ 640 µm = 30,931 mm
- valor en la desviación máxima superior: D1+ 640 µm + 13 µm = 30,944 mm
- valor en la desviación máxima inferior: D1+ 640 µm - 13 µm = 30,918 mm
Tenga en cuenta que, según la cláusula 2.4. Apéndice 2 "Reglas para el uso de calibres" de GOST 24939-81 "Medidores para roscas cilíndricas", "un calibre suave y sin paso no debe entrar en una rosca controlada bajo la influencia de su propio peso o una determinada fuerza".
En este sentido, volvemos a obtener una imagen paradójica en la que un calibre de NO paso liso y sin desgaste, cuyo diámetro mínimo posible es de 30,918 mm, NO debe encajar libremente en una rosca hecha de acuerdo con GOST 6357-81 con tolerancias máximas. , cuyo diámetro es de 30,931 mm , lo cual es básicamente imposible.
Por lo tanto, al verificar un hilo hecho de acuerdo con GOST 6357-81 con un calibre suave NO PASADO, se reconocerá que este hilo no cumple con GOST 6357-81, lo que en sí mismo es absurdo.
Teniendo en cuenta lo anterior, podemos concluir que la introducción de un requisito adicional para verificar las roscas internas de los dispositivos de calefacción con calibres lisos y sin paso no garantizará el control sobre la ejecución de las roscas para cumplir con GOST 6357-81.
Por lo tanto, el análisis anterior indica claramente que el uso de calibres lisos no solo no es capaz de establecer inequívocamente el cumplimiento o incumplimiento de un hilo con los requisitos de GOST 6357-81, sino que también puede conducir al reconocimiento de un hilo que cumple totalmente con este GOST como defectuoso.
De particular interés son las reglas para el uso de trochas lisas. Se establecen en GOST 24939-81 "Medidores para roscas cilíndricas" (Apéndice 2 "Reglas para el uso de calibres").
Por lo tanto, para un calibre de tapón de paso suave existe el requisito de que el calibre debe entrar libremente en la rosca controlada bajo la influencia de su propio peso o de una cierta fuerza, y para un calibre de tapón de paso suave existe el requisito de que este calibre no debe entrar en la rosca controlada bajo la influencia de su propio peso o de una determinada fuerza.
Al mismo tiempo, ni las Reglas para el uso de calibres, ni GOST 24939-81, ni ningún otro documento reglamentario establecen quién y cómo debe determinar la magnitud de esta fuerza y en qué dirección debe actuar sobre el calibre.
De esto podemos sacar una conclusión inequívoca, según la cual no existe una metodología única para el uso de calibres establecida por la normativa pertinente.
Además, en nuestra opinión, al discutir los requisitos para probar las roscas de los dispositivos de calefacción, es aconsejable considerar condiciones similares de las normas para los elementos del sistema de calefacción conectados directamente a los dispositivos de calefacción.
Así, en el apartado “2. Referencias reglamentarias" GOST 30815-2002 "Termostatos automáticos para dispositivos de calefacción de sistemas de calentamiento de agua en edificios" Se menciona GOST 6357-81, sin embargo, no se utiliza más en el texto. Quizás por esta razón, en la nueva edición de GOST 30815-2019, GOST 6357-81 está completamente ausente de la lista de referencias reglamentarias.
Además, en GOST 21345-2005 "Válvulas de bola cónicas y cilíndricas" tampoco se menciona GOST 6357.
Por lo tanto, en los estándares GOST 30815-2019 y GOST 21345-2005 para elementos de sistemas de calefacción conectados directamente a dispositivos de calefacción, no existen requisitos para probar hilos para verificar el cumplimiento de GOST 6357-81.
En este sentido, no está claro cuál es el objetivo exacto que persiguen los autores de las propuestas de controlar las roscas de los dispositivos de calefacción mediante calibres lisos adicionales, sin establecer ningún control en las roscas de los elementos de los sistemas de calefacción conectados directamente a los dispositivos de calefacción.
En nuestra opinión, es absolutamente inútil discutir el uso de calibres lisos para controlar las roscas internas de los dispositivos de calefacción en presencia de:
- las discrepancias entre el diámetro nominal de la rosca interior y el diámetro nominal del agujero liso especificado en este artículo,
- falta de una metodología unificada aprobada para el uso de calibres,
- la ausencia de requisitos para hilos y métodos de control en relación con elementos de sistemas de calefacción conectados directamente a dispositivos de calefacción.
Además, para establecer la dependencia de cómo los resultados de las pruebas con galgas lisas afectan la resistencia de las conexiones roscadas de los dispositivos de calefacción, realizamos una serie de pruebas. Para las pruebas se seleccionaron ocho muestras de tres tipos de secciones de radiadores:
- aluminio (AL),
- bimetálico con canales conductores de calor verticales y horizontales de acero (BM),
- Radiadores de aluminio con canales conductores de calor verticales de acero (ASVK).
Todas las muestras se probaron con calibres roscados (pasa y no pasa) y, además, se probaron con calibres lisos. Los resultados de las pruebas con calibres lisos se muestran en la Tabla 6.
Las muestras 7 y 8 se seleccionaron de modo que el calibre liso que no pasa encajara libremente sin esfuerzo con un ligero juego en el orificio roscado de las secciones del radiador. Las muestras se atornillaron con tapones roscados recomendados por el fabricante del radiador. Se realizaron pruebas de tracción estática hasta que las muestras fallaron en un laboratorio certificado.
Tabla 6
Resultados de la prueba de tracción estática.
| Numero de muestra | Tipo de radiador | Comprobación con un calibre de paso suave | Comprobación con un indicador suave de no avance | Carga de rotura, norte | Límite de proporcionalidad. Bar |
| 1 | BM | negativo | afirmativamente | 48 791 | 604,10 |
| 2 | ASVK | afirmativamente | afirmativamente | 41 884 | 525,71 |
| 3 | ASVK | afirmativamente | afirmativamente | 35 309 | 444,65 |
| 4 | BM | afirmativamente | afirmativamente | 108 272 | 1249,13 |
| 5 | Alabama | afirmativamente | afirmativamente | 39 924 | 502,09 |
| 6 | BM | negativo | afirmativamente | 102 473 | 1061,17 |
| 7 | BM | afirmativamente | negativo | 46 272 | 563,17 |
| 8 | BM | afirmativamente | negativo | 52 987 | 619,63 |
Los resultados de las pruebas son confirmados por los protocolos oficiales del laboratorio de pruebas, tomas de video y fotografías.
En el ejemplo de la muestra No. 4, se ve claramente que al probar un radiador bimetálico, se produce una deformación en la conexión roscada.
Al probar un radiador de aluminio y un radiador con canal conductor de calor de acero, se produjo destrucción en el cuerpo de la sección del radiador.
De los datos proporcionados se deduce que la rosca de un radiador de calefacción que no ha sido probada con un calibre de paso suave (muestras 1, 6) o sin paso (muestras 7, 8), pero que cumple totalmente con los requisitos de GOST - 6357, cuando se prueba con medidores de rosca, forma una conexión roscada, cuyo límite, cuya deformación proporcional excede muchas veces los valores de presión que pueden soportar otros elementos de los sistemas de calefacción.
También es indicativo que los radiadores cuyas roscas no fueron probadas con ningún calibre liso, en términos de confiabilidad y seguridad en términos de destrucción de la conexión roscada, mostraron resultados similares, y en algunos casos mejores, en comparación con aquellos radiadores cuyas roscas fueron probadas con ambos. calibres suaves.
Esto demuestra una vez más que comprobar la rosca con calibres lisos no afecta en modo alguno la resistencia de la conexión roscada del radiador de calefacción y, como consecuencia, la seguridad y fiabilidad de este dispositivo.
Además, para las muestras No. 7 y No. 8, la carga de falla de la conexión roscada resultó ser mayor que la carga de falla del cuerpo de la sección del radiador de aluminio y del radiador con un canal de acero vertical. Es especialmente significativo que los radiadores de aluminio con canal vertical de acero mostraron peores resultados que los radiadores de aluminio convencionales.
Con base en todo lo anterior en este artículo, podemos llegar a una conclusión inequívoca de que los métodos proporcionados actualmente para monitorear las roscas internas de los dispositivos de calefacción utilizando solo calibres de rosca (cláusula 8.2. GOST 31311-2005) son más que suficientes para la producción de dispositivos de calefacción que sean fiables y seguros para los consumidores.
