Over controlemethoden door meters van cilindrische pijpdraden

De afgelopen jaren zijn bimetaalradiatoren met stalen collectoren en een externe aluminium behuizing terecht steeds populairder geworden onder sectionele verwarmingstoestellen.In overeenstemming met Europese technologieën worden de interne draden van verwarmingsapparaten van de meeste fabrikanten gemaakt met behulp van de walsmethode. Gewalste draden zorgen voor een duurzame en veilige schroefdraadverbinding, zoals blijkt uit het jarenlange succesvolle gebruik van bimetaalradiatoren.

In overeenstemming met GOST 31311-2005 “Verwarmingsapparaten. Algemene technische voorwaarden" (clausule 8.2.) Schroefdraadverbindingen van verwarmingsapparaten worden getest met draadmeters. Tegelijkertijd hebben individuele radiatorfabrikanten die schroefdraadtechnologie gebruiken, evenals brancheverenigingen zonder winstoogmerk, herhaaldelijk verschillende overheidsinstanties, departementen en diensten voorgesteld/aangesproken met de eis om de interne schroefdraad bovendien te controleren met gladde meters.

Dit artikel onderzoekt de geldigheid van deze voorstellen en de wenselijkheid van het introduceren van een dergelijke aanvullende eis aan de hand van het voorbeeld van de G1-schroefdraad, die op de meeste verwarmingsapparaten wordt gebruikt.

Laten we eerst eens kijken naar de basisvereisten voor het maken van pijpdraden.

1. De parameters van cilindrische pijpdraden worden bepaald door GOST 6357-81 “Basisnormen voor uitwisselbaarheid. Cilindrische pijpdraad”, volgens welke:

Het nominale draadprofiel en de afmetingen van de elementen moeten overeenkomen met die aangegeven in tekening 1:

Tekening 1

d is de buitendiameter van de buitendraad (buis); d1 - interne diameter van de externe draad; d2 - gemiddelde diameter van externe draad; D is de buitendiameter van de binnendraad (koppelingen); D1 - binnendiameter van de binnendraad; D2: gemiddelde diameter van de binnendraad; P - spoed; H is de hoogte van de oorspronkelijke driehoek; H1 - werkhoogte van het profiel; R is de kromtestraal van de boven- en onderkant van de draad.

De afmetingen van de bovenstaande indicatoren in millimeters voor de G1-schroefdraad worden weergegeven in Tabel 1:

tafel 1

Tegelijkertijd is het volgens dezelfde GOST 6357-81 toegestaan ​​om draden te maken met afwijkingen van de gespecificeerde waarden (toleranties), op voorwaarde dat de draad ook zal voldoen aan GOST 6357-81.

Schema's van tolerantievelden voor externe en interne schroefdraden worden getoond in Tekening 2.

Afwijkingen worden geteld vanaf het nominale (ideale) schroefdraadprofiel in de richting loodrecht op de schroefdraadas.

Tekening 2

es is de bovenste afwijking van de externe draaddiameters; ES - bovenste afwijking van interne draaddiameters; ei is de lagere afwijking van de externe draaddiameters; EI - lagere afwijking van interne draaddiameters.

— diametertoleranties d, d2, D1, D2

De numerieke waarden van de toleranties voor de diameters van externe en interne schroefdraden moeten overeenkomen met die gegeven in Tabel 3:

tafel 3

Merk op dat, volgens Tabel 1, de waarde van H1 (werkhoogte van het schroefdraadprofiel) gelijk is aan 1,478515 mm, en, in overeenstemming met Tabel 3, de toleranties op de binnendiameter van de binnendraad D1 en de buitendiameter van de buitendraad d is respectievelijk 640 μm en 360 μm. Tekening 3 toont interne en externe draadprofielen G1, gemaakt met de maximaal toegestane afwijking van het nominale profiel in overeenstemming met Tabel 3. Bovendien voldoen deze draadprofielen volledig aan de eisen van GOST 6357-81.

Tekening 3

Uit de tekening blijkt duidelijk dat in dit geval slechts 32,4% van de schroefdraadprofielhoogte betrokken is bij de schroefdraadverbinding.

In dit opzicht is vooral de positie van sommige fabrikanten van verwarmingsapparaten, evenals van gespecialiseerde brancheverenigingen, die het onaanvaardbaar vinden om een ​​draad als acceptabel te erkennen als het draadprofiel slechts 38% van de nominale waarde bedraagt, verrassend. Blijkbaar begrijpen deze fabrikanten en verenigingen eenvoudigweg de elementaire grondbeginselen van GOST 6357-81 niet in termen van welke draad (met welke afmetingen) wordt beschouwd als gemaakt in overeenstemming met deze GOST.

Naar onze mening houdt de noodzaak van dergelijke significante toleranties verband met de eis van paragraaf 5.1.6 “SP 73.13330.2016 Interne sanitaire systemen van gebouwen”, volgens welke “Bij de montage van apparaten moeten de schroefdraadverbindingen worden afgedicht.
Als afdichtingsmiddel voor schroefdraadverbindingen bij temperaturen van het getransporteerde medium tot 378 K (105°C) wordt aanbevolen FUM-tape of vlasstrengen te gebruiken volgens GOST R 53484, geïmpregneerd met rood lood of wit lood., gemengd met natuurlijke drogende olie, of speciale afdichtingspasta’s.”

Laten we nu verder gaan met het hoofdprobleem van dit artikel: hoe raadzaam is het om in de regelgevende documentatie met betrekking tot de controle van de schroefdraad van verwarmingsapparaten een vereiste op te nemen voor verplichte inspectie van interne schroefdraad met gladde meters.

Laten we het voorstel analyseren voor het monitoren van de interne schroefdraden van verwarmingsapparaten met behulp van een gladde doorgangsmeter:

Laten we de ideale optie overwegen wanneer de interne draad is gemaakt in strikte overeenstemming met GOST 6357-81, d.w.z. idealiter volgens het nominale profiel zonder enige tolerantie. In dit geval zal de interne draaddiameter volgens Tabel 2 30,291 mm zijn.

Laten we proberen deze draad te controleren met een gladde doorgangsmeter.

In overeenstemming met artikel 6.2. GOST 2533-88 “Maten voor pijpdraden. Toleranties" diametermaten van gladde meters voor het testen van externe en interne schroefdraden moeten worden bepaald volgens de formules in Tabel 4.

Tabel 4

Aanduiding (typenummer) kaliber	Naam en doel van het kalibertype	Kaliber diameter
		Denominatie	Maximale afwijking
	Inwendige schroefdraadmeters
PR (23)	Gladde doorvoerplugmeter
NIET (24)	Gladde no-go-plugmeter

De waarden van indicatoren H1 en Z1 worden gegeven in Tabel 5.

Tabel 5

Uit de analyse van de gegevens in de bovenstaande tabellen volgt dat de diameter van de gladde doorgangsmeter gelijk zal zijn aan:

• nominale waarde: D1+ 52 µm = 30,343 mm
• waarde met maximale afwijking bovenaan: D1+ 52 µm + 13 µm = 30,356 mm
• waarde met maximale onderste afwijking: D1+ 52 µm - 13 µm = 30.330 mm

Merk op dat, volgens clausule 2.3. Bijlage 2 "Regels voor het gebruik van meters" bij GOST 24939-81 "Maten voor cilindrische schroefdraad", "een soepel lopende meter moet vrijelijk de gecontroleerde draad binnendringen onder invloed van zijn eigen gewicht of een bepaalde kracht."

In dit opzicht krijgen we een paradoxaal beeld waarin een gladde, slijtvaste doorvoermaat, waarvan de minimaal mogelijke diameter 30,330 mm is, vrij zou moeten passen in een schroefdraad die idealiter is gemaakt volgens GOST 6357-81, de diameter van dat is 30,291 mm (nominaal), wat in principe onmogelijk is.

Dus bij het controleren van een schroefdraad die perfect is gemaakt in overeenstemming met GOST 6357-81 met een gladde doorvoermaat, zal worden erkend dat deze schroefdraad niet voldoet aan GOST 6357-81, wat op zichzelf absurd is.

Dit verklaart gedeeltelijk de gevallen waarin schroefdraadverbindingen gemaakt in overeenstemming met GOST 6357-81 klasse A, die een nauwkeurigere schroefdraad vereisen in termen van toegestane afwijkingen (toleranties), worden afgewezen bij testen met een gladde doorgangsmeter.

Rekening houdend met het bovenstaande kunnen we concluderen dat de introductie van een aanvullende vereiste voor het controleren van de interne schroefdraden van verwarmingsapparaten met gladde doorgangsmeters niet alleen geen controle zal garanderen over de uitvoering van schroefdraden in overeenstemming met GOST 6357-81, maar Integendeel, het zal tot een absurde situatie leiden wanneer apparaten die volledig in overeenstemming zijn met de vereisten van GOST-verwarmingsapparaten als defect worden beschouwd.

Laten we vervolgens het voorstel analyseren voor het monitoren van de interne schroefdraden van verwarmingsapparaten met behulp van een gladde non-go-through meter:

Laten we de optie overwegen wanneer de interne draad volledig in overeenstemming is met GOST 6357-81, maar met de maximale tolerantie van GOST - 640 micron (zie indicator TD1 Tabel 3). In dit geval zal de binnendraaddiameter 30,931 mm zijn.

Laten we proberen deze draad te controleren met een soepele no-go-meter.

Uit de analyse van de gegevens in Tabel 4 en Tabel 5 volgt dat de diameter van een gladde no-go-meter gelijk zal zijn aan:

• nominale waarde: D1+ 640 µm = 30,931 mm
• waarde in de maximale bovenste afwijking: D1+ 640 µm + 13 µm = 30,944 mm
• waarde in de maximale onderste afwijking: D1+ 640 µm - 13 µm = 30,918 mm

Merk op dat, volgens clausule 2.4. Bijlage 2 "Regels voor het gebruik van meters" bij GOST 24939-81 "Maten voor cilindrische schroefdraad", "een gladde no-go-meter mag een gecontroleerde draad niet binnendringen onder invloed van zijn eigen gewicht of een bepaalde kracht."

In dit opzicht krijgen we opnieuw een paradoxaal beeld waarin een gladde, slijtvaste NON-pass-meter, waarvan de minimaal mogelijke diameter 30,918 mm is, NIET vrij mag passen in een schroefdraad gemaakt volgens GOST 6357-81 met maximale toleranties , waarvan de diameter 30,931 mm is, wat in principe onmogelijk is.

Dus bij het controleren van een schroefdraad gemaakt in overeenstemming met GOST 6357-81 met een gladde NON-GOING-maat, zal deze schroefdraad worden herkend als niet in overeenstemming met GOST 6357-81, wat op zichzelf absurd is.

Rekening houdend met het bovenstaande kunnen we concluderen dat de introductie van een aanvullende vereiste voor het controleren van de interne schroefdraden van verwarmingsapparaten met gladde niet-doorvoermeters geen controle zal garanderen over de uitvoering van de schroefdraden om te voldoen aan GOST 6357-81.

De bovenstaande analyse geeft dus duidelijk aan dat het gebruik van gladde meters niet alleen niet in staat is om ondubbelzinnig de overeenstemming of niet-overeenstemming van een draad met de vereisten van GOST 6357-81 vast te stellen, maar ook kan leiden tot de herkenning van een draad die voldoet volledig aan deze GOST als defect.

De regels voor het gebruik van gladde meters zelf zijn van bijzonder belang. Ze zijn vastgelegd in GOST 24939-81 "Maten voor cilindrische schroefdraad" (Bijlage 2 "Regels voor het gebruik van meters").

Voor een soepele doorgangsplugmeter is er dus een vereiste dat de meter vrijelijk in de gecontroleerde schroefdraad moet komen onder invloed van zijn eigen gewicht of een bepaalde kracht, en voor een soepele niet-doorgangsplugmeter is er een vereiste dat deze meter mag niet onder invloed van zijn eigen gewicht of een bepaalde sterkte in de gecontroleerde draad terechtkomen.

Tegelijkertijd bepalen noch de regels voor het gebruik van kalibers, noch GOST 24939-81, noch enige andere regelgevende documenten wie en hoe de omvang van deze kracht moet bepalen, en in welke richting deze op het kaliber moet inwerken.

Hieruit kunnen we een ondubbelzinnige conclusie trekken, volgens welke er geen enkele methodologie bestaat voor het gebruik van kalibers die zijn vastgelegd in de relevante regelgeving.

Bovendien is het naar onze mening raadzaam om bij het bespreken van de vereisten voor het testen van de draden van verwarmingsapparaten vergelijkbare voorwaarden te overwegen van de normen voor verwarmingssysteemelementen die rechtstreeks op verwarmingsapparaten zijn aangesloten.

Dus in sectie “2. Regelgevingsreferenties" GOST 30815-2002 "Automatische thermostaten voor verwarmingsapparaten van waterverwarmingssystemen in gebouwen" GOST 6357-81 wordt genoemd, maar wordt verder in de tekst niet gebruikt. Misschien om deze reden is GOST 6357-81 in de nieuwe editie van GOST 30815-2019 volledig afwezig in de lijst met wettelijke referenties.

Bovendien wordt GOST 6357 in GOST 21345-2005 "Conische en cilindrische kogelkranen" ook niet genoemd.

Dus in de normen GOST 30815-2019 en GOST 21345-2005 voor elementen van verwarmingssystemen die rechtstreeks zijn aangesloten op verwarmingsapparaten, zijn er geen vereisten voor het testen van draden om te voldoen aan GOST 6357-81.

In dit verband is het niet duidelijk welk precies doel wordt nagestreefd door de auteurs van voorstellen om de draden van verwarmingsapparaten te controleren met behulp van aanvullende gladde meters, zonder enige controle in te stellen op de draden van elementen van verwarmingssystemen die rechtstreeks op verwarmingsapparaten zijn aangesloten.

Naar onze mening is het absoluut zinloos om enige discussie te voeren over het gebruik van gladde meters voor het controleren van de interne schroefdraden van verwarmingsapparaten in de aanwezigheid van:

• de afwijkingen tussen de nominale diameter van de binnendraad en de nominale diameter van de gladde boring gespecificeerd in dit artikel,
• gebrek aan een uniforme goedgekeurde methodologie voor het gebruik van kalibers,
• de afwezigheid van enige vereisten voor draden en methoden voor de controle ervan met betrekking tot elementen van verwarmingssystemen die rechtstreeks zijn aangesloten op verwarmingsapparaten.

Om vast te stellen hoe afhankelijk de resultaten van testen met gladde meters de sterkte van schroefdraadverbindingen van verwarmingsapparaten beïnvloeden, hebben we bovendien een reeks tests uitgevoerd. Er werden acht monsters van drie typen radiatorsecties geselecteerd om te testen:

• aluminium (AL),
• bimetaal met stalen verticale en horizontale warmtegeleidende kanalen (BM),
• aluminium radiatoren met stalen verticale warmtegeleidende kanalen (ASVK).

Alle monsters werden getest met meters met schroefdraad (go en no-go), en werden bovendien getest met gladde meters. De resultaten van testen met gladde meters worden weergegeven in Tabel 6.

De monsters 7 en 8 werden zo geselecteerd dat de niet-doorlatende gladde meter zonder moeite vrij en met een lichte speling in het schroefdraadgat van de radiatorsecties paste. De monsters werden vastgeschroefd met door de radiatorfabrikant aanbevolen schroefpluggen. Er werden statische trekproeven uitgevoerd totdat de monsters in een gecertificeerd laboratorium faalden.

Tabel 6

Resultaten van statische trekproeven

De testresultaten worden bevestigd door officiële protocollen van het testlaboratorium, video- en foto-opnamen.

Aan de hand van het voorbeeld van monster nr. 4 is duidelijk zichtbaar dat bij het testen van een bimetaalradiator vervorming optreedt in de schroefdraadverbinding.

Bij het testen van een aluminium radiator en een radiator met een stalen warmtegeleidingskanaal vond vernieling plaats in het lichaam van het radiatorgedeelte.

Uit de gegeven gegevens volgt dat de schroefdraad van een verwarmingsradiator, die niet is getest met een gladde doorgang (monster 1, 6) of niet-doorgang (monster 7, 8), maar wel volledig voldoet aan de De vereisten van GOST - 6357 vormen, wanneer getest met draadmeters, een dergelijke schroefdraadverbinding, waarvan de limiet waarvan de proportionele vervorming vele malen groter is dan de drukwaarden die andere elementen van verwarmingssystemen kunnen weerstaan.

Het is ook indicatief dat radiatoren waarvan de schroefdraad niet met een gladde maat is getest, in termen van betrouwbaarheid en veiligheid in termen van vernietiging van de schroefdraadverbinding, vergelijkbare en in sommige gevallen betere resultaten lieten zien vergeleken met radiatoren waarvan de schroefdraad zowel als gladde kalibers.

Dit bewijst eens te meer dat het controleren van de schroefdraad met gladde meters op geen enkele manier invloed heeft op de sterkte van de schroefdraadverbinding van de verwarmingsradiator en, als gevolg daarvan, op de veiligheid en betrouwbaarheid van dit apparaat.

Bovendien bleek bij de monsters nr. 7 en nr. 8 de faalbelasting van de schroefdraadverbinding hoger te zijn dan de faalbelasting van het lichaam van het aluminium radiatorprofiel en de radiator met een verticaal stalen kanaal. Opvallend is vooral dat aluminium radiatoren met een stalen verticaal kanaal slechtere resultaten lieten zien dan een conventionele aluminium radiator.

Op basis van al het bovenstaande in dit artikel kunnen we een ondubbelzinnige conclusie trekken dat de momenteel aangeboden methoden voor het controleren van de interne schroefdraden van verwarmingsapparaten met alleen draadmeters (clausule 8.2. GOST 31311-2005) ruim voldoende zijn voor de productie van verwarmingsapparaten die betrouwbaar en veilig zijn voor consumenten.