Inspección de roscas de tuberías cónicas, NPT

Jan 30, 2024

Fuente de la imagen: Vermont Gage

Las roscas de tubería cónica son una de las roscas más difíciles de producir y medir. El ASME B1.20.1-2013 Roscas de tubería, uso general (pulgadas) es el estándar actual que cubre tanto las especificaciones de roscas de piezas como los calibres para roscas NPT, NPSC, NPTR, NPSM y NPSL. Nos centraremos en las roscas National (American) Standard Pipe Taper (NPT). Por lo general, las roscas de tubería cónica NPT tienen una forma de rosca de 60° que se estrecha a 0,75 pulg./pie (1°47' medio ángulo). El cono hace que cambien las reglas para la inspección de calibre Pasa y No pasa en comparación con las roscas rectas. Para entender los calibres, primero debemos entender cómo funcionan las roscas de las piezas y su propósito.

Las roscas parciales NPT tienen una rosca interna cónica que se ensambla con una rosca externa cónica. Según la norma ASME, "las roscas de acoplamiento siempre deben estar en contacto con los flancos de la rosca. Las tolerancias de diseño son tales que las crestas y raíces de acoplamiento pueden despejarse, hacer contacto o interferir. Es posible que esta junta no se selle necesariamente, a menos que se use un sellador". ( Consulte ASME B1.20.1-2013 para ver las ilustraciones de los espacios libres de la raíz y la cresta). Si necesita un sello hermético a la presión, se debe usar un sellador en la longitud apretada con llave (L2 externa y L3 interna).

La ilustración de la Fig. 1 muestra la forma básica de la rosca del conjunto de roscas internas y externas apretado a mano (L1). Esto incluye algunas de las definiciones establecidas en el estándar ASME.

Figura 1 | Fuente de la imagen: Vermont Gage

Los calibres de límite fijo para la forma de rosca NPT son los calibres de tapón y anillo de rosca L1. El tapón roscado L1 y los calibres anulares inspeccionan la longitud de enganche L1 de la rosca interna y externa de la parte NPT. La inspección se realiza como referencia a un diámetro de paso calibrado a una longitud específica en la rosca cónica. Este diámetro de paso en la longitud L1 se muestra arriba como E1 en la Fig. 1.

Los calibres de tapón roscado NPT L1 tienen una muesca básica rectificada al diámetro de paso E1 en la longitud L1. La rosca de la parte interna se considera dentro de la tolerancia si la muesca en el calibre está dentro de +/- 1 vuelta desde la cara (al ras) de la rosca de la parte. (Ver Fig. 2)

Figura 2 | Fuente de la imagen: Vermont Gage

Los calibres anulares con rosca NPT L1 no tienen muesca. El grosor del anillo es igual a la longitud básica L1. El extremo grande del anillo es igual al diámetro de paso E1. La rosca de la parte externa se considera en tolerancia si la cara del extremo pequeño del anillo calibrador NPT L1 está dentro de +/-1 vuelta del extremo pequeño de la rosca de la parte. (Ver Fig. 3)

Figura 3 | Fuente de la imagen: Vermont Gage

Las ilustraciones anteriores muestran una rosca parcial con la rosca llena hasta el final de la pieza. Muchas piezas roscadas de tuberías se fabrican con chaflanes o escariados. Estos requieren excepciones menores a la ubicación visual de la muesca en el tapón NPT L1 o la cara del extremo pequeño del anillo NPT L1. (Ver ASME B1.20.1-2013, pág. 12 Párrafo 3.2.4.)

Los calibres de anillo y tapón NPT L1 no inspeccionan las longitudes de enganche L2 o L3 (apretado con llave) para las roscas NPT. ASME B1.20.1-2013 establece, en el párrafo 3.2.7, "Calibración suplementaria", "La conformidad con esta norma requiere que se cumplan todas las dimensiones básicas de diseño (dentro de las tolerancias aplicables), incluidos el cono, los truncamientos de rosca, el avance y el flanco ángulo sobre las longitudes L2 y L3". Las roscas de las piezas L2 y L3 se pueden inspeccionar mediante métodos ópticos junto con la medición y el control de las herramientas de corte.

Tenga cuidado al usar indicadores de otros sistemas de medición, como ANPT según SAE AS71051B o indicadores NPTF según ASME B1.20.5. Si bien muchas de las dimensiones básicas son las mismas, es posible que las tolerancias y los truncamientos no lo sean. El uso de medidores de otros estándares de tuberías requiere un conocimiento profundo de lo que los medidores realmente están inspeccionando y cómo estas diferencias afectarán las partes que se inspeccionan. Los medidores como el medidor de truncamiento ANPT Crest Check (6 pasos) se pueden usar para verificar los límites de truncamiento de una rosca NPT. Tanto la rosca de la parte ANPT como la NPT tienen los mismos límites de truncamiento. Es importante tener en cuenta que ASME B1.20.1-2013 no aprueba ni menciona el uso de los medidores de truncamiento ANPT Crest Check para inspeccionar roscas NPT. Al igual que con todos los calibres complementarios, tanto el fabricante de la pieza como el cliente deben acordar el uso de todos los calibres complementarios antes de fabricar las roscas de la pieza NPT.

Las roscas enchapadas plantean otro desafío para inspeccionar antes del enchapado. En muchos casos, no necesitará un calibre especial para inspeccionar las roscas de las tuberías preenchapadas. Puede usar un calibre estándar y calcular un punto de separación ajustado a la muesca del tapón o la cara del extremo pequeño del anillo. Consulte el párrafo 3.2.6 de la norma ASME para obtener más información. También se pueden hacer calibres personalizados si es necesario.

Para cerrar, necesitamos discutir brevemente la inspección o calibración de los calibres de anillo y tapón NPT L1. Muchos laboratorios y usuarios de instrumentos prefieren inspeccionar o calibrar instrumentos NPT con instrumentos maestros NPT. Esto funciona bien si se ordenan los medidores de trabajo y se fabrican en un conjunto de medidores maestros coincidentes. Es importante tener en cuenta que un tapón o anillo de calibre L1 que funcione no es un calibre maestro. Los calibres Master Ring y Master Plug requieren las siguientes tolerancias según el párrafo 7.2.1 en ASME B1.20.1-2013. "Los calibres maestros deben fabricarse con las dimensiones básicas con la mayor precisión posible, pero en ningún caso la variación acumulada debe exceder la mitad de la tolerancia acumulada total especificada en las columnas 13 y 14 de la tabla 9".

Al igual que con cualquier herramienta, comprender cómo funciona y qué hace es fundamental para fabricar piezas con tolerancia. Si cuida sus medidores, ellos cuidarán de usted y de las piezas que fabrique.

Mike Oddy es el director de ventas técnicas de Vermont Gage (Swanton, VT). Para obtener más información, llame al (802) 868-2701 Ext. 1123, envíe un correo electrónico a [email protected] o visite www.vermontgage.com.