Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!
W ostatnich latach grzejniki bimetaliczne ze stalowymi rozdzielaczami i zewnętrzną aluminiową obudową zasłużenie zyskują coraz większą popularność wśród segmentowych urządzeń grzewczych. Zgodnie z europejskimi technologiami gwint wewnętrzny urządzeń grzewczych u większości producentów wykonywany jest przez radełkowanie.Gwint radełkowany zapewnia trwałe i bezpieczne połączenie gwintowane, o czym świadczy wieloletnie z powodzeniem użytkowanie grzejników bimetalicznych.
Zgodnie z GOST 31311-2005 „Urządzenia grzewcze. Ogólne warunki techniczne ”(punkt 8.2.) Połączenia gwintowane urządzeń grzewczych są badane za pomocą gwintowanych sprawdzianów. Jednocześnie poszczególni producenci grzejników stosujący technologię gwintowaną, a także stowarzyszenia branżowe non-profit, wielokrotnie proponowały / zwracały się do różnych agencji rządowych, departamentów, służb z wymogiem dodatkowego sprawdzenia gwintu wewnętrznego za pomocą gładkich sprawdzianów.
Niniejszy artykuł omawia kwestię zasadności tych propozycji i celowości wprowadzenia takiego dodatkowego wymogu na przykładzie gwintu G1, który jest używany w większości grzałek.
Najpierw spójrzmy na podstawowe wymagania dotyczące wykonywania gwintów rurowych.
- Parametry cylindrycznego gwintu rurowego określa GOST 6357-81 „Podstawowe standardy zamienności. Cylindryczny gwint rurowy”, zgodnie z którym:
Nominalny zarys gwintu i wymiary jego elementów muszą odpowiadać wskazanym na rysunku 1:
Rysunek 1
d - zewnętrzna średnica gwintu zewnętrznego (rury); d1 - średnica wewnętrzna gwintu zewnętrznego; d2 to średnia średnica gwintu zewnętrznego; D - zewnętrzna średnica gwintu wewnętrznego (sprzęgło); D1 - wewnętrzna średnica gwintu wewnętrznego; D2 to średnia średnica gwintu wewnętrznego; P - skok gwintu; H to wysokość oryginalnego trójkąta; H1 - wysokość robocza profilu; R jest promieniem zaokrąglenia górnej i dolnej części nici.
Wymiary powyższych cyfr w milimetrach dla gwintów G1 przedstawiono w tabeli 1:
Tabela 1
| Krok R | Н | Н1 | R | |||
| 2309 | 33249 | 31770 | 30291 | 2 .217774 | 1.478515 | 0.317093 |
Jednocześnie, zgodnie z tym samym GOST 6357-81, dozwolone jest wykonanie gwintu z odchyleniami od określonych wartości (tolerancji), z zastrzeżeniem, że gwint będzie również zgodny z GOST 6357- 81.
Schematy pól tolerancji dla gwintów zewnętrznych i wewnętrznych pokazano na rysunku 2.
Odchylenia mierzone są od nominalnego (idealnego) zarysu gwintu w kierunku prostopadłym do osi gwintu.
Rysunek 2
es - górne odchylenie zewnętrznych średnic gwintów; ES - górna odchyłka średnic wewnętrznych gwintów; ei - mniejsza odchyłka zewnętrznych średnic gwintów; EI - mniejsze odchylenie średnic wewnętrznych gwintów.
- tolerancje średnicy d, d2, D1, D2
Liczbowe wartości tolerancji średnic zewnętrznych i wewnętrznych gwintów muszą odpowiadać podanym w tabeli 3:
Tabela 3
| Oznaczenie rozmiaru gwintu | Skok P, mm | Gwint zewnętrzny | Wątek wewnętrzny | ||||
| Średnice gwintu | |||||||
| średnica zewnętrzna gwintu | średnia średnica zewnętrzna gwintu | średnia średnica wewnętrzna gwintu | średnica wewnętrzna gwintu | ||||
| Tolerancje, µm | |||||||
| Td | Td2 | TD2 | TD1 | ||||
| Klasa A | Klasa B | Klasa A | Klasa B | ||||
| G1 | 2309 | 360 | 180 | 360 | 180 | 360 | 640 |
Należy zauważyć, że zgodnie z Tabelą 1 wartość H1 (wysokość robocza profilu gwintu) wynosi 1,478515 mm, a zgodnie z Tabelą 3 tolerancje średnicy wewnętrznej gwintu wewnętrznego D1 i średnicy zewnętrznej średnica gwintu zewnętrznego d wynosi odpowiednio 640 µm i 360 µm.Rysunek 3 pokazuje profile gwintów wewnętrznych i zewnętrznych G1, wykonane z maksymalnym dopuszczalnym odchyleniem od profilu nominalnego zgodnie z tabelą 3. Jednocześnie te profile gwintów w pełni odpowiadają wymaganiom GOST 6357-81.
Rysunek 3
Rysunek wyraźnie pokazuje, że w tym przypadku tylko 32,4% wysokości profilu gwintu dotyczy połączenia gwintowego.
W tym względzie szczególne znaczenie ma stanowisko niektórych producentów urządzeń grzewczych, a także wyspecjalizowanych stowarzyszeń branżowych, które uznają za niedopuszczalne uznanie gwintu za odpowiedni, jeżeli profil gwintu wynosi tylko 38% nominalnego niespodzianka. Najwyraźniej ci producenci i stowarzyszenia po prostu nie rozumieją podstawowych podstaw GOST 6357-81 pod względem tego, jaki rodzaj nici (o jakich wymiarach) uważa się za wykonany zgodnie z tym GOST.
Naszym zdaniem potrzeba tak znacznych tolerancji jest związana z wymogiem ust. 5.1.6 „SP 73.13330.2016 Wewnętrzne systemy sanitarne budynków”, zgodnie z którym „podczas montażu zespołów należy uszczelnić połączenia gwintowane.stosować taśmę FUM lub pasmo lniane zgodnie z GOST R 53484, impregnowane czerwonym ołowiem lub bielonym zmieszany z naturalnym olejem schnącym lub specjalnymi pastami uszczelniającymi
A teraz przejdźmy do głównego zagadnienia tego artykułu: na ile celowe jest wprowadzenie do dokumentacji regulacyjnej dotyczącej kontroli gwintu urządzeń grzewczych wymogu obowiązkowej weryfikacji gwintu wewnętrznego sprawdzianami gładkimi.
Przeanalizujmy propozycję sterowania gwintem wewnętrznym urządzeń grzewczych przy pomocy sprawdzianu gładkościowego:
Rozważmy idealną opcję, gdy gwint wewnętrzny jest wykonany w ścisłej zgodności z GOST 6357-81, tj. idealne na profilu nominalnym bez żadnych tolerancji. W tym przypadku zgodnie z Tabelą 2 wewnętrzna średnica gwintu wyniesie 30,291 mm.
Spróbujmy sprawdzić ten gwint gładkim miernikiem.
Zgodnie z punktem 6.2. GOST 2533-88 Sprawdziany do gwintów rurowych. Tolerancje” wymiarów średnic sprawdzianów gładkich do badania gwintów zewnętrznych i wewnętrznych należy wyznaczyć ze wzorów podanych w tabeli 4.
Tabela 4
| Oznaczenie (numer typu) kaliber | Nazwa i przeznaczenie typ kaliber | średnica kalibru | |
| Nominalny | Tolerancja | ||
| Mierniki do wewnętrznych gwint | |||
| PR (23) | Miernik do otworów gładkich |  |  |
| NIE (24) | Gładki stoper |  |  |
Wartości H1 i Z1 przedstawiono w tabeli 5.
Tabela 5
| Wartość TD1 wg GOST 6357 | H1, µm | Z1 |
| 375µm do 710µm | 26 | 52 |
Z analizy powyższych tabel wynika, że średnica sprawdzianu gładkiego będzie wynosić:
- wartość nominalna: D1+ 52 µm=30,343 mm
- wartość z odchyleniem od górnej granicy: D1+ 52 µm + 13 µm=30,356 mm
- dolna wartość graniczna: D1+ 52µm - 13µm=30.330mm
Zauważ, że zgodnie z punktem 2.3. Załącznik 2 „Zasady użytkowania sprawdzianów” do GOST 24939-81 „Sprawny do gwintów cylindrycznych”, „gładki sprawdzian przelotowy musi swobodnie wchodzić w kontrolowany gwint pod działaniem własnego ciężaru lub określonej siły”.
W związku z tym otrzymujemy paradoksalny obraz, w którym gładko przechodzący kaliber, który nie ma zużycia, którego minimalna możliwa średnica wynosi 30,330 mm, musi swobodnie wchodzić w gwint idealnie wykonany zgodnie z GOST 6357-81, którego średnica wynosi 30,291 mm (nominał), co jest w zasadzie niemożliwe.
Tak więc podczas sprawdzania gwintu idealnie wykonanego zgodnie z GOST 6357-81 za pomocą sprawdzianu gładkiego, ten gwint zostanie rozpoznany jako niezgodny z GOST 6357-81, co samo w sobie jest absurdem.
To częściowo wyjaśnia przypadki, w których połączenia gwintowane wykonane zgodnie z GOST 6357-81 klasa A, wymagające dokładniejszego gwintowania pod względem tolerancji (tolerancji), są odrzucane podczas sprawdzania za pomocą gładkiego sprawdzianu.
Biorąc pod uwagę powyższe można stwierdzić, że wprowadzenie dodatkowego wymogu sprawdzania gwintu wewnętrznego urządzeń grzewczych przy pomocy sprawdzianów gładkich nie tylko nie zapewni kontroli wykonania gwintu zgodnie z GOST 6357-81 , ale wręcz przeciwnie, doprowadzi do absurdalnej sytuacji, gdy wykonane w pełnej zgodności z wymogami GOST, urządzenia grzewcze zostaną uznane za wadliwe.
Następnie przeanalizujemy propozycję sterowania gwintem wewnętrznym urządzeń grzewczych z gładkim sprawdzianem nieprzechodnim:
Rozważ opcję, gdy gwint wewnętrzny jest wykonany w pełnej zgodności z GOST 6357-81, ale z maksymalną tolerancją określoną przez GOST - 640 mikronów (patrz wskaźnik TD1 Tabela 3). W tym przypadku wewnętrzna średnica gwintu wyniesie 30,931 mm.
Spróbujmy sprawdzić ten wątek za pomocą gładkiego, niedziałającego miernika.
Z analizy danych podanych w Tablicach 4 i Tablicach 5 wynika, że średnica gładkiego nieprzejezdnego sprawdzianu będzie wynosić:
- wartość nominalna: D1+ 640 µm=30,931 mm
- wartość w górnej granicy odchylenia: D1+ 640 µm + 13 µm=30,944 mm
- wartość w odchyłce dolnej granicy: D1+ 640 µm - 13 µm=30,918 mm
Zauważ, że zgodnie z punktem 2.4. Dodatek 2 „Zasady użytkowania sprawdzianów” do GOST 24939-81 „Sprawny do gwintów cylindrycznych”, „gładki niebieżący sprawdzian nie powinien wchodzić w kontrolowany gwint pod wpływem własnego ciężaru lub określonej siły”.
W związku z tym ponownie otrzymujemy paradoksalny obraz, w którym gładki nieprzelotowy sprawdzian nieprzelotowy, który nie nosi śladów zużycia, którego minimalna możliwa średnica wynosi 30,918 mm, NIE powinien swobodnie wchodzić w gwint wykonany zgodnie z GOST 6357-81 z maksymalnymi tolerancjami, których średnica wynosi 30,931 mm, co jest w zasadzie niemożliwe.
Tak więc podczas sprawdzania gwintu wykonanego zgodnie z GOST 6357-81 za pomocą gładkiego, nieprzewodzącego sprawdzianu, ten gwint zostanie uznany za niezgodny z GOST 6357-81, co samo w sobie jest absurdem.
Biorąc pod uwagę powyższe, możemy stwierdzić, że wprowadzenie dodatkowego wymogu sprawdzania gwintu wewnętrznego urządzeń grzewczych o gładkich sprawdzianach nieprzechodnich nie zapewni kontroli wykonania gwintu na zgodność z GOST 6357-81 .
Tak więc powyższa analiza jednoznacznie wskazuje, że zastosowanie sprawdzianów gładkich nie tylko nie jest w stanie jednoznacznie stwierdzić zgodności lub niezgodności gwintu z wymaganiami GOST 6357-81, ale może również doprowadzić do uznania gwintu, który jest w pełni zgodny z tym GOST, jako wadliwy.
Szczególnie interesujące są zasady używania kalibrów gładkich. Są one określone w GOST 24939-81 „Mierniki do gwintów cylindrycznych” (Załącznik 2 „Zasady stosowania sprawdzianów”).
Tak więc dla sprawdzianu trzpieniowego gładkiego wymagane jest, aby sprawdzian swobodnie wchodził w kontrolowany gwint pod działaniem własnego ciężaru lub określonej siły, a dla sprawdzianu trzpieniowego nie powinien wchodzić w kontrolowane rzeźbienie pod wpływem własnego ciężaru lub określonej siły.
Jednocześnie ani Zasady stosowania mierników, ani GOST 24939-81, ani żadne inne dokumenty regulacyjne nie określają, kto i jak powinien określać wielkość tej siły i w jakim kierunku powinien działać wskaźnik.
Możemy z tego wyciągnąć jednoznaczny wniosek, zgodnie z którym nie ma jednego sposobu stosowania mierników ustanowionego przez odpowiednie regulacyjne akty prawne.
Dodatkowo naszym zdaniem przy omawianiu wymagań dotyczących badań gwintów urządzeń grzewczych wskazane jest uwzględnienie podobnych warunków norm dla elementów instalacji grzewczej podłączonych bezpośrednio do urządzeń grzewczych.
Więc w sekcji „2. Odniesienia normatywne” GOST 30815-2002 „Automatyczne termostaty do urządzeń grzewczych systemów podgrzewania wody w budynkach” Wspomniany jest GOST 6357-81, jednak nie jest on używany w poniższym tekście. Być może z tego powodu w nowym wydaniu GOST 30815-2019 GOST 6357-81 jest całkowicie nieobecny na liście odniesień regulacyjnych.
Ponadto GOST 6357 nie jest również wymieniony w GOST 21345-2005 „Zawory stożkowe i cylindryczne”
Tak więc w normach GOST 30815-2019 i GOST 21345-2005 dla elementów systemów grzewczych bezpośrednio mocowanych do grzejników nie ma wymagań dotyczących testowania gwintów na zgodność z GOST 6357-81.
W związku z tym nie jest jasne jaki dokładnie cel przyświecają autorom propozycji sterowania gwintem urządzeń grzewczych z dodatkowo gładkimi manometrami bez ustalania jakiejkolwiek kontroli gwintu elementów instalacji grzewczej bezpośrednio podłączonych do urządzenia grzewcze.
Uważamy, że dyskusja na temat stosowania gładkich sprawdzianów do sprawdzania gwintów wewnętrznych urządzeń grzewczych w obecności:naszym zdaniem jest bezcelowa.
- niezgodności w tym artykule między nominalną średnicą gwintu wewnętrznego a nominalną średnicą sprawdzianu ślizgowego,
- brak jednolitej zatwierdzonej metodologii stosowania kalibrów,
- brak jakichkolwiek wymagań dotyczących gwintów i sposobów ich regulacji w odniesieniu do elementów instalacji grzewczych podłączonych bezpośrednio do urządzeń grzewczych.
Dodatkowo w celu ustalenia zależności, w jaki sposób wyniki badań sprawdzianami gładkimi wpływają na wytrzymałość połączenia gwintowego urządzeń grzewczych, przeprowadziliśmy szereg badań. Do badań wybrano osiem próbek trzech rodzajów kształtowników grzejnika:
- aluminium (AL),
- bimetaliczny ze stalowymi pionowymi i poziomymi kanałami przewodzącymi ciepło (BM),
- grzejniki aluminiowe ze stalowymi pionowymi kanałami przewodzącymi ciepło (ASVK).
Wszystkie próbki zostały przebadane sprawdzianami gwintowanymi (przelotowymi i przelotowymi), dodatkowo zostały przebadane sprawdzianami gładkimi. Wyniki sprawdzania sprawdzianami gładkimi przedstawiono w tabeli 6.
Próbki 7 i 8 dobrano tak, aby nieprzejezdny gładki kaliber swobodnie bez wysiłku z niewielkim luzem wchodził w gwintowany otwór sekcji chłodnicy. Próbki przykręcono zaślepkami gwintowanymi zalecanymi przez producenta grzejnika. Badania statycznej wytrzymałości na rozciąganie do zniszczenia próbek przeprowadzono w certyfikowanym laboratorium.
Tabela 6
Wyniki statycznej próby rozciągania
| Numer próbki | Typ grzejnika | Test miernika gładkiego otworu | Sprawdzanie za pomocą gładkiego niebieżącego sprawdzianu | Obciążenie niszczące, N | Granica proporcjonalności.Bar |
| 1 | BM | negatywny | pozytywne | 48 791 | 604,10 |
| 2 | ASVK | pozytywne | pozytywne | 41 884 | 525,71 |
| 3 | ASVK | pozytywne | pozytywne | 35 309 | 444,65 |
| 4 | BM | pozytywny | pozytywny | 108 272 | 1249,13 |
| 5 | AL | pozytywne | pozytywne | 39 924 | 502.09 |
| 6 | BM | negatywny | pozytywny | 102 473 | 1061,17 |
| 7 | BM | pozytywne | ujemne | 46 272 | 563 ,17 |
| 8 | BM | pozytywne | ujemne | 52 987 | 619,63 |
Wyniki testów potwierdzają oficjalne protokoły laboratorium badawczego, nagrania wideo i zdjęcia.
Na przykładzie próbki nr 4 wyraźnie widać, że podczas badania grzejnika bimetalicznego dochodzi do deformacji połączenia gwintowego.
Podczas testowania grzejnika aluminiowego oraz grzejnika ze stalowym kanałem przewodzącym ciepło doszło do zniszczenia korpusu sekcji grzejnika.
Z podanych danych wynika, że gwint grzejnika, który nie został przebadany sprawdzianem gładkościernym (próbka 1, 6) lub nieprzepustowym (próbka 7, 8), ale w pełni odpowiada wymagania GOST - 6357, podczas badania za pomocą manometrów gwintowanych tworzy takie połączenie gwintowane, którego granica proporcjonalnego odkształcenia wielokrotnie przekracza ciśnienia, które mogą wytrzymać inne elementy systemów grzewczych.
Również wskazuje na to, że grzejniki, których gwinty nie zostały przetestowane żadnym gładkim kalibrem, pod względem ich niezawodności i bezpieczeństwa w zakresie zniszczenia połączeń gwintowych, wykazały podobne, aw niektórych przypadkach nawet lepsze wyniki w porównaniu do tych grzejników , których gwinty zostały przetestowane za pomocą obu sprawdzianów płaskich.
To po raz kolejny udowadnia, że sprawdzenie gwintu gładkimi sprawdzianami w żaden sposób nie wpływa na wytrzymałość połączenia gwintowego grzejnika, a co za tym idzie na bezpieczeństwo i niezawodność tego urządzenia.
Ponadto dla próbek nr 7 i nr 8 siła zrywająca połączenia gwintowego okazała się większa niż siła niszcząca korpusu sekcji chłodnicy aluminiowej i chłodnicy z pionowym kanałem stalowym . Szczególnie znamienne jest to, że grzejniki aluminiowe ze stalowym kanałem pionowym zachowywały się gorzej niż konwencjonalny grzejnik aluminiowy.
Na podstawie wszystkich powyższych informacji w tym artykule możemy jednoznacznie stwierdzić, że obecnie dostępne metody sterowania gwintem wewnętrznym urządzeń grzewczych tylko za pomocą manometrów gwintowanych (punkt 8.2. GOST 31311-2005) są ponad wystarczające do produkcji niezawodnych i bezpiecznych dla konsumentów urządzeń grzewczych.