螺纹密封

一．关于螺纹管接头
流体操作系统中，最常见的连接件是螺纹管接头。

1．NPT螺纹接头。

螺纹接头在工业中用于管道的连接。

NPT（国家管螺纹）接头是锥管螺纹，具有连接、密封的功能。

其密封是两个金属接触面产生的形变形成的密封，发生在锥螺纹的侧面，齿顶和齿根部位。

安装接头过程中，由于金属间的亲合力，特别是碳钢或不锈钢螺纹彼此咬合时，会产生螺纹的咬住和撕裂的现象。

安装NPT管螺纹接头时，必须使用润滑剂或是有润滑成份的密封材料覆盖螺纹上，防止螺纹损伤。

一种常用的密封材料是PTFE带。

在使用螺纹密封去润滑，埴充螺纹的侧面、齿顶、齿根时，要重点考虑下面几个方面。

当使用密封带时，对于大多数密封带，在螺纹上缠绕2到3圈就足够了。

不要让密封带超出螺纹的第一个牙外端，因为密封带会破碎进入流体系统，损坏系统部件的内部。

密封带以面对着螺纹头部顺时针的方向缠绕，如果方向不对，密封带不能恰当的密封和润滑，引起潜在的泄漏。

切下多余的密封带，拉紧密封带使其与螺纹紧密的贴合并压紧头部。

如果螺纹的齿顶露出会导致咬死。

如果维护时拆下螺纹接头，要确保去除旧密封带，并使用新的密封带。

螺纹上残余的旧密封带会导致随后的组装发生泄漏。

2．SAE圆柱螺纹接头
另一个普遍使用的螺纹类型是SAE（美国汽车工程师协会）圆柱螺纹。

SAE圆柱螺纹是一种只起连接作用，不承担密封功能。

密封作用由通常安装在外螺纹上弹性密封垫完成。

弹性密封垫受外螺纹的密封座和靠近内螺纹出口的密封面的压缩，形成密封。

这种螺纹密封方式具有了NPT螺纹密封的优势，对于安装人员来说，是容易维护、得到、再加工的。

在流体系统使用的其它类型的螺纹还有ISO圆柱和圆锥螺纹，NPTF干式密封螺纹，以及37°AN扩口接头。

3．ISO圆柱螺纹和锥螺纹接头
ISO（国际标准化组织）圆锥螺纹接头同NPT锥螺纹接头相同，依靠螺纹完成密封功能，圆柱螺纹如同SAE圆柱螺纹，依靠弹性元件、组合金属垫，或其它垫片完成密封功能。

4．NPTF锥管螺纹干式密封接头
干式密封螺纹的齿根高度相比齿顶高度要短，这样当螺纹齿合时，齿根与齿顶发生挤压变形。

从而当螺纹拧入时，齿顶、齿根和齿侧面紧密接触，形成了一个无润滑的密封。

不理想地方的是，一些金属如碳钢、不锈钢，由于其固有的特性，这种无润滑密封形式的螺纹接头会出现咬死的现象，造成第一次安装时比较难，不能重复使用。

5．37° AN扩口接头
这种接头使用圆柱螺纹，如同SAE和ISO的圆柱螺纹设计。

这种圆柱螺纹在接头中只起连接的作用。

37°AN扩口接头通常应用在液压设备中。

6．螺纹连接的劣势
虽然螺纹接头在工业流体设备是广泛使用，但在工艺、仪表管线中采用pipe管和螺纹管接头有其固有的劣势。

相比于Tubing管，内表面粗糙的pipe管会导致流动摩擦阻力增大，产生更大的压力损失。

另外，pipe管道系统使用的弯头产生的局部阻力更大，造成流体压头损失。

二．关于Tubing管接头
用于Tubing管连接的接头有下面几种：
1．挤压式管接头
挤压式管接头是最早开发出来的Tubing管接头，由三个部件组成：本体、螺母、卡套。

这种设计是利用摩擦力抓紧管子。

优点之一是安装时不需要专用工具，而不象pipe接头需要套丝机和模具加工螺纹。

另外这种结构形成的的密封是线形密封，在很小的地方作用集中受力，形成了有效的金属与金属之间的密封。

可是由于这种接头是靠摩擦力抓紧管子，其缺点是只能承受低的压力，只有几种材料的接头提供，大多数是黄铜，而且当出现振动、热冲击等动负荷时，不能可靠地工作。

2．扩口接头
扩口管接头是随后出现的一种Tubing管接头。

对比于最初的挤压式管接头，扩口管接头可承受比较高的压力，应用范围广，可提供的材料多，并且有比较大的密封面，这样在设备维护时，接头可以重复使用。

扩口管接头由三个部件组成：螺母、管套、带锥度的本体组成。

当用于薄壁的或比较软的tubing管的连接场合，管套本身有扩口的作用。

这种接头的不足的方面是接头组件易松动。

安装时需要专业的扩口工具。

另外，在扩口部位会产生应力增加，如tubing管太薄弱或太脆弱，tubing管会出现轴向的破裂。

管口加工不良也会产生不佳的密封面。

3．咬合式管接头
咬合式管接头安装时不需要专用工具，并且对比于挤压式管接头，它能适应额定压力更高的场合。

它由螺母、本体、卡套构成，卡套有突出锋利的前端，可以咬入tubing管的表面，抱紧管子。

第二道密封是由卡套外锥面与接头本体的内锥面形成的宽大的接合面。

咬合式管接头是典型的单卡套设计，它要求卡套要完成两个功能：咬进管子并抱紧，并与管子、本体形成密封面。

即一个动作承担两个任务。

双卡套接头一个主要负责密封，一个负责抱紧管子，允许每个卡套根据其承担的任务进行特定的设计，从而完善了接头的性能。

4．机械抱紧式管接头
机械抱紧式管接头是典型的双卡套设计。

这类接头利用了实时加载密封的特性。

前卡套在一个弹性负荷的作用下挤压管子、接头本体并与之形成密封。

后卡套的设计分开了管子上的抱紧受力点与振动受力点，从而增强了连接的抗振性能。

与咬合式接头相比，这种设计还有一个强的优势，其复装性很好，复装时不会损坏接头部件和管子。

另外，接头的制造商提供一个间隙测量规，以确保初次安装时，正确、有效地抱死管子，特别是与不锈钢这种比较硬的材料连接时，有效地防止没拧紧而造成的泄漏。

NPT是美标锥形密封螺纹
NPTF是美标锥形干密封螺纹
NPT是指普通螺纹，密封性差一点
NPTF是干密封螺纹，二者差异很小
后者的精度等级要高很多，一般不用。

前者用处多一些，所谓的锥形是指外螺纹小径按一定锥度变大。

外径和P不变的。

内螺纹恰恰相反！ NPTF是干密封螺纹，密封是靠螺纹本身
NPT是普通的锥螺纹，密封时可以缠上密封胶带或者涂上密封胶 NPT 是National (American) Pipe Thread 的缩写，属于美国标准的 60 度锥管螺纹，锥度为1：16，常用于北美地区。

NPTF美国标准干密封管螺纹, 其牙型角为60度，锥度为1：16，锥度极限偏差为-0.005~+0.005mm/mm
区别：
NPT与NPTF螺纹各部分尺寸都一样。

不同的是NPTF干密封管螺纹的牙形精度比NPT螺纹高，旋合时不用任何填料就能保证密封，NPTF螺纹的牙顶与牙底是过盈配合，而NPT螺纹是过渡配合。

所以NPT螺纹使用于常温的低压的气体或液体，而NPTF螺纹主要用于高温高压对密封要求严格的场所。

NPT螺纹的内螺纹和外螺纹中径、大径是间隙配合,
NPTF螺纹的内螺纹和外螺纹中径和大径是过盈配合 1、区别：NPT是一般用途的美国标准锥管螺纹；NPTF是干密封式美国标准管螺纹。

不同点如下：
1）螺纹牙高h不一样．NPTF内、外螺纹之间没有间隙，而NPT的内、外螺纹之间可能有过盈也可能有间隙。

2）NPT内、外螺纹均为圆锥形，而NPTF外螺纹为圆锥形，内螺纹有圆锥形和圆柱形两种。

3）NPT有右旋和左旋两种螺纹，而NPTF只有一种右旋螺纹。

2、1/2NPTF的牙数是14牙。

-NPTF与NPT相同，为基于美国标准（ANSI）的管用锥形螺纹量规，有L1 L2 L3 三种类型
—NPTF与NPT螺纹量规的差异为切口被分为2级（MAX，MIN），如果在MAX 和MIN 中间，则为合格。

通常，采用L1量规。

L1/L3塞规检验时，螺纹规缺口与部件螺纹端面(注意: 非螺纹起始点)齐平为理想状态。

允许螺纹规缺口拧进比部件。

螺纹端面深1-1/2圈(允许的螺纹最大尺寸)和高1/2圈(允许的螺纹最小尺寸) 的之间。

L6 塞规是对于螺纹顶部(非根部)截断面锥度和形状检验的，与L1配合。

如果L1在基本尺寸（理想状态），L6必须介入B和BT面之间。

如果L1在最大尺寸，L6必须介入MX和MXT 面之间。

如果L1在最小尺寸, L6必须介入MN和MNT面之间。

美制管螺纹分为两大类，一类是美国标准管螺纹（干密封和软管接头螺纹除外），另一类是干密封式美国标准管螺纹。

美国标准管螺纹包括：
NPT－一般用途的美国标准锥管螺纹；
NPSC－管接头用美国标准直管螺纹；
NPTR－导杆连接用美国标准锥管螺纹；
NPSM－设备上的自由配合机械连接用美国标准直管螺纹；
NPSL－锁紧螺母的松动配合机械连接用美国标准直管螺纹。

干密封式美国标准管螺纹有四种类型：
1型干密封式美国标准锥管螺纹NPTF;
2型干密封式SAE短锥管螺纹PTF－SAE－SHORT;
3型干密封式美国标准燃油用直管内螺纹NPSF;
4型干密封式美国标准普通直管内螺纹NPSI;
干密封式美国标准管螺纹的显著特征是控制牙顶和牙底的削平量以保证牙顶和牙底处金属和金属的接触首先发生或与侧面接触同时发生。

牙顶和牙底的接触可以防止螺纹渗漏，并保证在使用润滑剂和密封填料的情况下形成密封紧连接。

干密封式美国标准管螺纹中仅密封式外管螺纹是锥形的，而干密封式内管螺纹按规定可以是圆柱形的，也可以是圆锥形的。

NPT 是National (American) Pipe Thread 的缩写，属于美国标准的60 度锥管螺纹。

NPT螺纹分：一般密封圆柱管螺纹和一般密封圆锥管螺纹
一、美制一般密封螺纹圆锥外螺纹的基准平面的理论位置位于垂直于螺纹轴线,与小端(参考平面)相距一个基准距离(L1)的平面内；
二、基本尺寸：
螺纹中径尺寸D2=d2=D-0.8*P
螺纹小径尺寸D1=d1=D-1.6*P
三、配合方式：
圆柱内螺纹与圆锥外螺纹组成“柱/锥”配合；圆锥内螺纹与圆锥外螺纹组成“锥/锥”配合。

四、公差
美制一般密封圆锥螺纹基准平面轴向位置的极限偏差为-P~+P；
五、螺纹长度
美制一般密封圆锥外螺纹最小聪明有效螺纹长度不小于其基准距离的实际尺寸+装配余量之和；
美制一般密封螺纹最小有效螺纹长度不小于其基准平面位置的实际偏差+基准距离的基本尺寸+装配余量之和；
六、标记
美制一般密封管螺纹的完整标记：螺纹特征代号、螺纹尺寸代号和旋向代号；
美制一般密封圆锥管螺纹的特征代号：NPT
美制一般密封圆柱内螺纹的特征代号：NPSC
例：尺寸代号为4，左旋一般美制一般圆锥管螺纹：
中国标准：NPT 4-LH
美国标准：4-8NPT-LH
尺寸代号为3，右旋一般美制一般圆柱管内螺纹：
中国标准：NPSC3
美国标准：3-8NPSC
PT是55度密封圆锥管螺纹，NPT是60度密封锥管螺纹,后面跟的就是尺寸了。