PADRÃO NACIONAL AMERICANO
ROSCA ROSCA S DE TUBO, PROPÓSITO PROPÓSITOSS GERAIS (POLEGADA (POLEGA DAS) S) AN ANSI / ASME B1.20.1 – 1983 (REVISÃO E REDESIGNAÇÃO DE ANSI B2.1 – 1968)
PATROCINADO PATROCINADO E PUBLICADO PUBL ICADO POR: POR:
SOCIEDADE AMERICANA DE ENGENHEIROS ENGENHEIROS MECÂNICOS United Unit ed Engineeri Engi neering ng Center
345 East 47th Street
1
New York N.Y. 10017, EUA
CONTEÚDO 1
Introdução ..................... ................................. ......................... ......................... ......................... ........................ ....................... ......................... ...................... ...............1 ......1 1.1 Escopo ...................... ................................... ......................... ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ...................1 .......1 1.2 Nomeações da Rosca ...................... .................................. ........................ ......................... .......................... ......................... ...................1 .......1 1.3 Selador ...................... .................................. ........................ ........................ ........................ ......................... ........................ ........................ ....................1 .......1 1.4 Inspeção ...................... .................................. ....................... ....................... ......................... ......................... ........................ ........................ .................1 .....1 1.5 Apêndice ...................... .................................. ....................... ...................... ....................... ....................... ........................ ........................ ...................1 ........1 1.6 Padrão Relacionado ....................... ................................... ........................ ....................... ....................... ....................... ....................... ............1 1
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Forma da Rosca de Tubo para Padrão Nacional Americano ...................... .................................. ......................4 ..........4 2.1 Forma da Rosca ...................... ................................... ......................... .......................... ......................... ......................... ......................... .............4 ..4 2.2 Ângulo da Rosca ...................... ................................. ....................... ........................ ....................... ....................... ....................... ..................4 .......4 2.3 Truncamento e Altura da Rosca ....................... .................................... ........................ ........................ ......................... ...............4 ...4
3
Especificação para Roscas Cônicas de Tubo de Propósito Geral, NPT ....................... ...........................4 ....4 3.1 Roscas Cônicas de Tubo ....................... ................................... ......................... ......................... ......................... ......................... .............4 .4 3.2 Tolerâncias ...................... .................................. ......................... ......................... ........................ ........................ ........................ ........................ ............9 9
4
Especificações para Roscas Internas Paralelas de Engates de Tubo, NPSC ..................9 ..................9 4.1 Roscas paralelas em Tubos de Engate ....................... ................................. ...................... ........................ ...................9 .......9
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Especificações para Roscas de Tubo Afuniladas para Junções de Grades, NPTR .........9 5.1 Junções de Grade ....................... ................................... ......................... ......................... ........................ ........................ ........................ ............9 9
6 Especificações para Roscas paralelas para Emendas Mecânicas; NPSM, NPSL, NPSH .......................................................................................................................................................13 6.1 Roscas paralelas ....................... .................................... ......................... ......................... ......................... ......................... .......................13 ..........13 6.2 Nomeações da Rosca ...................... ................................... ......................... ......................... .......................... .......................... ................13 ...13 6.3 Junções mecânicas de Ajuste Frouxo com Porcas de Ajustamento, NPSL .......13 6.4 Junções mecânicas de Ajuste Frouxo para Acoplamento por Mangueira, NPSH .......................................................................................................................................................16 7 Calibres e Tolerâncias de Calibre para Rosca de Tubo para Padrão Nacional Americano .......................................................................................................................................................16 7.1 Design dos Calibres ...................... ................................... ......................... ......................... ......................... ......................... ....................16 .......16 7.2 Classes de Calibres ....................... ................................... ......................... ......................... ......................... ......................... ...................16 .......16 7.3 Tolerâncias de Calibre ....................... .................................... ......................... ......................... .......................... .......................... ..............18 .18 7.4 Relação de Desvios de Ângulo e Inclinação para Tolerâncias de Diâmetros de Passo de Calibres ...................... ................................... ......................... ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ..................... ..............18 .....18 8
Calibração de Roscas de Tubo Afuniladas ....................... .................................. ....................... ........................ ....................... ............18 .18 8.1 Roscas Externas Afuniladas de Calibração ....................... .................................... ......................... ....................18 ........18 8.2 Roscas Internas Afuniladas de Calibração ........................ ..................................... ......................... ....................18 ........18 8.3 Prática de Calibração ..................... .................................. ......................... ........................ ........................ ........................ ....................18 ........18 8.4 Calibração de Roscas Chanfradas, de Cabeça Escariada ou Reentrantes........18
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Calibração de Roscas paralelas ........................ .................................... ......................... .......................... ......................... ........................2 ............22 2 9.1 Tipos de Calibre ...................... ................................... ......................... .......................... ......................... ......................... ......................... ............22 .22 9.2 Dimensões de Calibre ....................... .................................... ......................... ......................... .......................... ......................... ...............22 ...22
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Figuras 1 2 3 4 5 6 7 8
Forma Básica de Rosca Cônica para Tubo de Padrão Nacional Americano .....................................................................................................................................2 Roscas Cônicas para Tubo do Padrão Nacional Americano para Junções de Pressão Vedada, NPT ...............................................................................................................4 Notação de Rosca cônica para padrão Nacional Americano ......................................5 Válvulas-Tampão e de Aro de Roscas Cônicas Padrão NPT ...................................14 Forma Sugerida de Rosca Calibrada ........................................................................14 Roscas Cônicas de Calibração Externa com Válvula de Aro ....................................14 Roscas cônicas de Calibração Interna ......................................................................14 Calibração de Roscas Chanfradas ............................................................................15
Tabelas 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 A1
Limites em Truncamento de Crista e de Fundo de Roscas Cônicas para Tubo Externo e Interno para o Padrão Nacional Americano, NPT .......................................3 Dimensões Básicas de Rosca Cônica para Padrão Nacional Americano, NPT ......................................................................................................................................6 Tolerâncias de Afunilado, Passo Helicoidal e Ângulo das Roscas de Tubo, NPT ......8 Dimensões, Roscas paralelas Externas em Acoplamento de Tubo, NPSC ................8 Dimensões de Roscas de Tubo Cônicas para Junções de carril, NPTR ¹………......10 Dimensões de Roscas paralelas para Aparelhos, NPSM (Junções mecânicas de Montagem livre) .........................................................................................................11 Dimensões, Roscas de Tubo Contínua Externa e Interna para Conexões de Contraporca, NPSL (Junções mecânicas de Encaixe Frouxo) ...................................................................................................................................12 Dimensões Básicas de Válvulas-Tampão e de Aro Enroscadas para Roscas Cônicas para Padrão Nacional Americano, NPT ....................................................................17 Dimensões Básicas de Válvulas-Tampão e de Aro Enroscadas para Roscas Cônicas para Padrão Nacional Americano, NPT ....................................................................19 Diâmetro Equivalente de Desvio em Semi Ângulo Incluído de Roscas para Ferramentas e Calibradores ......................................................................................20 Diâmetro Equivalente de Desvio em Cabo Condutor para Ferramentas e Calibradores ..............................................................................................................21 Diâmetros de Broca Helicoidal Sugeridos (Polegadas) para Tamanhos de Sondagem de Inspeção para Roscas de Tubo ............................................................................23
Apêndice ................................................................................................................................23
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ANSI/A SME B1.20.1-1983 ROSCAS DE TUBO PARA PADRÃO NACIONAL AMERICANO
ROSCAS DE TUBO, PROPÓSITOS GERAIS (POLEGADA) 1
INTRODUÇÃO
Roscas Revestidas ou Laminadas. As especificações dos produtos roscados cobertos neste Padrão não incluem tolerâncias para revestimentos ou laminações. 1.2.3
1.1 Escopo Este Padrão Nacional Americano cobre dimensões e medição de roscas de tubo para aplicações de propósito geral.
1.3 Selador
Onde junções à prova de pressão forem necessárias, almeja-se que as roscas de tubo afuniladas em conformidade com este Padrão sejam apertadas por chave com um selador. O selador geralmente contém um lubrificante para prevenir atrito em certos materiais de tubulação tais como aço inox,. 1.3.1
1.2 Nomeações da Rosca
1.2.1 Os tipos de roscas de tubo incluídos neste Padrão são designados pela especificação em seqüência do tamanho nominal do tubo,¹ o número de roscas por polegada e o símbolo de séries de rosca como segue abaixo:
1.3.2 Roscas de tubo projetadas para junções à prova
de pressão que podem ser usadas sem compostos de vedação (Roscas tipo Dryseal) são cobertas em ANSI B1.20.3 (Polegadas) e ANSI B1.20.4 (Tradução Métrica).
3/8 – 18 NPT 1/8 – 27 NPSC 1/2 – 14 NPTR 1/8 – 27 NPSM 1/8 – 27 NPSL 1 – 11.5 NPSH
1.4 Inspeção
Um método de calibração e de tolerâncias encontrase prescrito neste Padrão para efetuar uma inspeção funcional das roscas de acoplamento com aperto manual L¹. No entanto, a conformidade com este Padrão requer que todas as dimensões de design básico sejam encontradas (dentro de tolerâncias aplicáveis) incluindo extensão dos elementos de rosca para ser provido para a montagem de aperto por chave. Sendo assim, métodos adicionais de calibração podem ser empregados para avaliar a conformidade com as dimensões básicas de design. Quando métodos adicionais de calibração são empregados, eles devem ser combinados entre o fornecedor e o comprador.
Para roscas à esquerda adicione LH à nomeação, de outro modo as roscas à direita serão entendidas. Por exemplo: 3/8 – 18 NPT – LH Cada uma destas letras nos símbolos tem um significado definitivo conforme segue: 1.2.2
N = Padrão Nacional (Americano) P = Tubo T = Cônico C = Acoplamento S = Paralelo M = Mecânico L = Contraporca H = Mangueira de Engate R = Conexões para Grades
1.5 Apêndice Informação útil e suplementar que não faz parte deste Padrão encontra-se presente no Apêndice. Especificamente, o Apêndice dá Diâmetros de Broca Helicoidal Sugeridos para Tamanhos de Sondagem de Injeção para Roscas de Tubo.
¹ Onde for necessário usar notação decimal para a nomeação de tamanho (como ao inserir tal em um computador ou máquina de contabilidade eletrônica) o equivalente decimal do tamanho nominal da tubulação pode ser substituído por tamanhos de tubagem fracionários.
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ROSCAS DE TUBO PARA PADRÃO NACIONAL AMERICANO PROPÓSITO GERAL (POLEGADAS)
ANSI /ASME B1.20.1-1983
1.6 Padrão Relacionado Definições de termos e símbolos para dimensões de roscas são fornecidas
em ANSI B1.7, Nomenclatura, Definições e Símbolos de Letras para Roscas.
REPRESENTAÇÃO DE DADOS H = 0,866025 p = altura de 60 graus Rosca de V Afiado h = 0.800000 p = altura da rosca no prod uto p = 1/n = passo (paralelo medido até o eixo ) n = número de roscas por polegada α = 30 graus = rosca de ângulo flanqueado
β = 1 grau. 47 min = ângulo de in clinação da ro sca p/ 1/16 inclin ação fc = profundid ade de truncamento na crista fr = profundi dade de truncamento na raiz Fc = largura de plano na crista Fr = largura de plano na raiz
NOTA GERAL: Para uma rosca paralela simétrica, H = cot α /2n. Para uma rosca cônica simétrica, H = (cot α - tan² β tan α )/2n, de modo que o valor exato de uma Rosca Cônica de Padrão Nacional Americano seja H = 0,865743 p contra H = 0,866025 p, o valor especificado acima. Para uma rosca de passo 8 que é o passo de rosca afunilada padrão mais grosso, os valores correspondentes de H são 0,108218 e 0,108253 respectivamente, a diferença sendo de 0,000035 polegadas. Esta diferença sendo muito pequena para ser significante, temos o valor H = 0,866025p continuando usado p ara roscas de 0,750 pol., ou menos, variação/pés no diâmetro. FIG. 1 FORMA BÁSICA DE ROSCA CÔNICA PARA PADRÃO NACIONAL AMERICANO 5
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ROSCAS DE TUBO PARA PADRÃO NACIONAL AMERICANO PROPÓSITO GERAL (POLEGADAS)
ANSI/ASME B1.20.1-1983
NOTA GERAL: Quando encaixes enroscados são apertados por ch ave com lubrif icante ou selante, a intenção é que os flanqueados fiq uem em contato. FIG.2. ROSCAS CÔNICAS PARA PADRÃO NACIONAL AMERICANO PARA ENCAIXES DE PRESSÃO VEDADA, NPT
2. FORMA DA ROSCA DE TUBO PARA PADRÃO NACIONAL AMERICANO
h = 0,800p = 0,800/ n
A crista e a raiz de roscas de tubo são truncadas a um mínimo de 0,033p. A máxima profundidade de truncamento para a crista e a raiz destas roscas de tubo é encontrada na Tabela 1. As cristas e as raízes das roscas externas e internas podem ser truncadas tanto paralelas à linha de passo ou ao eixo.
2.1 Forma da Rosc a A forma do perfil da rosca especificada neste Padrão deve ser conhecida como a Forma de Rosca de Tubo para Padrão Nacional Americano. As relações aqui especificadas, para forma de rosca e para anotações gerais, são mostradas na Fig. 1. 2.2
O esquete na Tabela 2, fornecendo uma visão local desta forma de rosca Padrão, representa a forma de rosca truncada através de uma linha contínua. No entanto, quando examinada detalhadamente, as cristas e raízes de roscas de tubo fabricadas comercialmente aparecem suavemente arredondadas. Quando cristas e raízes de instrumentos de roscamento ou pentes situam-se nos limites mostrados na Tabela 1, as roscas de tubo de produtos produzidos por tais meios são aceitáveis na base do controle em execução.
Ângu lo da Rosca O ângulo entre os lados da rosca é de 60 graus quando medido em um plano axial. A linha que corta este ângulo é perpendicular ao eixo.
2.3
Truncamento e Altura da Rosca 3 ESPECIFICAÇÃO PARA ROSCAS CÔNICAS DE TUBO DE PROPÓSITO GERAL, NPT
A altura da rosca de V agudo, H, é
3.1 Roscas Cônicas de Tubo
H = 0,866025p = 0,866025/n
onde Roscas feitas de acordo com estas especificações consistem de um afunilado externo e uma rosca cônica interna, para formar o tipo normal de emenda tendo aplicações gerais no tubo e nos acessórios. Veja Fig. 2.
p = passo da rosca n = roscas por polegada
A profundidade básica máxima da rosca truncada, h (ver Fig. 1) é baseada em fatores fazendo parte da fabricação de instrumentos cortantes e a fabricação de junções apertadas.
Almeja-se que as roscas cônicas de tubo NPT sejam apertadas por chave e com um selante sempre que uma emenda à prova de pressão for necessária.
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ROSCAS DE TUBO PARA PADRÃO NACIONAL AMERICANO PROPÓSITO GERAL (POLEGADAS)
ANSI /ASME B1.20.1-1983
FIG.3 NOTAÇÃO DE ROSCA CÔNICA PARA PADRÃO NACIONAL AMERICANO
A vedação é afetada pela perda de circularidade que é possível entre as partes casadas apertadas por chave na montagem final. Isto variará dependendo do método de produção da rosca em conjunção com a elasticidade e/ou maleabilidade das partes casadas e a conformidade resultante no final da montagem.
3.1.3 Forma da Rosca. A forma da rosca para Roscas Cônicas para Padrão Nacional Americano é a especificada em 2.1.
3.1.1 Nomeação e Notação da Rosca. Roscas Cônicas para Padrão Nacional Americano são projetadas de acordo com 1.2.1 conforme segue:
3.1.5 Diâmetro da Rosca: Os diâmetros básicos de passo da rosca cônica são determinados pelas seguintes fórmulas², baseados no diâmetro externo do tubo e no passo da rosca:
3.1.4 Inclinação da Rosca. A inclinação da rosca é 1 em 6 ou 0,75 pol/.pés medida no diâmetro e ao longo do eixo.
3/8 – 18 NPT
Eº = D – (0,05D + 1,1) 1/ n = D – (0,05 D + 1,1) p E¹ = Eº + 0,0625L¹
3.1.2 Nomeação de Roscas Laminadas. As especificações de produto deste Padrão não incluem uma margem para laminação. Se a laminação for desejada, poderá ser necessário modificar as roscas já que os mesmos requisitos de calibração final devem ser satisfeitos para peças laminadas e não laminadas. Isto pode ser enfatizado adicionando-se as palavras APÓS LAMINAÇÃO para a nomeação. Para propósitos de fabricação, notas para as roscas cônicas de tubo laminadas podem especificar os limites de calibração (espiras ou roscas de acoplamento) antes que a laminação seja permitida através das palavras ANTES DA LAMINAÇÃO. Isto deve ser seguido pelos limites de calibre padrão (espiras ou roscas de acoplamento) após a laminação e as palavras APÓS LAMINAÇÃO.
onde D = diâmetro externo da rosca Eº = diâmetro de passo da rosca na extremidade do
tubo ou da pequena extremidade da rosca externa E¹ = diâmetro de passo da rosca no entalhe de medição ou na extremidade grande da rosca interna L¹ = acoplamento normal com as mãos entre roscas externas e internas N = roscas por polegada ² Para os tamanhos D + 0,827) p.
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⅛-27
e ¼-18, E¹ aprox. = D – (0,05
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ROSCAS DE TUBO PARA PADRÃO NACIONAL AMERICANO PROPÓSITO GERAL (POLEGADAS)
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ROSCAS DE TUBO PARA PADRÃO NACIONAL AMERICANO PROPÓSITO GERAL (POLEGADAS)
3.1.6 Comprimento da Rosca. O comprimento básico da rosca cônica externa efetiva L² é determinado pela seguinte fórmula, baseado no diâmetro externo do tubo e no passo da rosca:
controle de ferramentas de elementos de rosca, ex., válvulas de extração e matrizes, para prover um controle satisfatório do tamanho funcional. Sendo assim, nenhuma tolerância para elementos de rosca foi estabelecida para esta classe.
L² = (0.80D + 6,8) 1/ n
Para condições de serviço, onde verificações mais exatas são necessárias, procedimentos foram desenvolvidos pela indústria para suplementar o método padrão de válvula-tampão e de aro de calibração.
= (0,80D + 6,8) p
onde
ANSI /ASME B1.20.1-1983
D = diâmetro externo do tu bo n = roscas por polegada
4 ESPECIFICAÇÕES PARA ROSCAS INTERNAS PARALELAS EM TUBOS DE ENGATE, NPSC
Esta fórmula determina diretamente o comprimento da rosca efetiva, o qual inclui duas roscas usáveis ligeiramente incompletas na crista.
4.1 Roscas paral elas em Tubos d e Engate
3.1.7 Acoplamento Entre Ros cas cônicas Externas e Internas. O comprimento normal de acoplamento entre as roscas cônicas externas e internas quando aparafusadas com aperto manual é mostrado na col. 6, Tabela 2. Este comprimento é controlado pela construção e uso dos calibres. Reconhece-se que em aplicações especiais, tais como em flanges para trabalho de pressão alta, um acoplamento maior de rosca é usado, onde o diâmetro de passo (dimensão E¹, Tabela 2) é mantido e o diâmetro do passo Eº na extremidade do tubo é proporcionalmente menor.
Roscas em tubos de engate feitas de acordo com estas especificações são Roscas paralelas (paralelas) da mesma forma que as Roscas Cônicas para o Padrão Nacional Americano especificado em 2.1. Elas são usadas para formar junções à prova de pressão quando montadas com uma Rosca Cônica externo para o Padrão Nacional Americano e apertadas por chave com lubrificante ou selante. 4.1.1 Nomeação da Rosca. As Roscas paralelas de Engate para o Padrão Nacional Americano são designadas de acordo com 1.2.1, conforme segue:
3.1.8. Dimensões Básicas: As dimensões básicas das roscas de tubo afuniladas, derivadas das especificações acima, são fornecidas na Tabela 2. Todas as dimensões são fornecidas em polegadas, a menos que seja especificado de outra maneira.
1/8 – 27 NPSC 4.1.2 Dimens ões e Lim ites de Uso. As dimensões e os limites de diâmetro de passo do tamanho são especificados na Tabela 4. Os limites de diâmetro do passo correspondem a uma ou meia espira grande ou uma pequena da Rosca Cônica padrão. Os diâmetros principais e secundários variam com o diâmetro do passo, conforme a forma da Rosca de Tubo para Padrão Nacional Americano é mantida dentro de tolerâncias de truncamento mostradas na Tabela 1.
3.2 Tolerâncias 3.2.1 Tolerância de Fabricação do Produto: O máximo desvio permitido no produto comercial é uma espira grande ou pequena de calibres feitos para as dimensões básicas. Veja 8.2 e 8.3. 3.2.2 Tolerâncias em Elementos de Rosca. Os desvios permissíveis dos elementos de rosca são fornecidos na Tabela 3. Esta tabela é um guia para estabelecer limites dos elementos de rosca de válvulas de extração, matrizes e pentes de rosca. Conformidade com estes limites pode ser requisitada para roscas de produto, onde as especificações devem requerer controle e verificação de elementos de rosca.
5 ESPECIFICAÇÕES ROSCAS DE TUBO AFUNILADAS PARA JUNÇÕES DE GRADES, NPTR
5.1 J unções de grade Junções de grade que requerem uma junta de rosca mecânica rígida podem ser feitas com roscas cônicas externas e internas. A rosca externa é basicamente a mesma que a Rosca Cônica do Padrão Nacional Americano, exceto o fato de que ela é diminuída para permitir o uso de extremidades maiores de roscas de tubo. Veja a Tabela 5. As dimensões destas roscas externas e
Em acessórios de tubos e válvulas (não ligas de aço ou a alta temperatura usados em serviços críticos) para pressões de vapor 300 lb e abaixo, almeja-se que as práticas de válvula-tampão e de aro, conforme estabelecidas neste Padrão, sejam usadas junções ao 12
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ROSCAS DE TUBO PARA PADRÃO NACIONAL AMERICANO PROPÓSITO GERAL (POLEGADAS)
ANSI /ASME B1.20.1-1983
internas são mostradas na Tabela 5. Um afastamento na montagem provê uma cobertura para as últimas raspagens ou arestas vivas de roscas incompletas no tubo.
1/8 – 27 NPSM 1/8 – 27 NPSL 1 – 11.5 NPSH
5.1.1 Nomeação da Rosca. Roscas Cônicas de Junções de Grade para Padrão Nacional Americano são designadas de acordo com 1.2.1 conforme segue:
6.1.2 Ângulo de Passo e Ângulo de Flanco . O ângulo de passo e o ângulo de flanco são os mesmos que o das dimensões correspondentes da rosca cônica descrita na Seção 3.
1/2 - 14 NPTR
6.1.3 Diâmetro da Rosca. O diâmetro de passo básico para ambas as roscas paralelas externa e interna é igual ao diâmetro de passo da Rosca Cônica do Padrão Nacional Americano no entalhe de medição (dimensão E1 da Tabela 2), o qual é o mesmo que o da extremidade grande da rosca cônica i nterna.
5.1.2 Forma da Rosca. A forma da rosca é a mesma que a da Rosca Cônica do Padrão Nacional Americano, mostrada na Fig. 1. 5.1.3 Tolerâncias em Elementos de Rosca. A medição destas roscas é especificada na Tabela 5. O máximo desvio permitido na rosca externa é nenhuma espira grande e uma espira pequena. O máximo desvio permitido na rosca interna é uma espira grande, nenhuma espira pequena.
6.2 Junções Mecânicas de Ajuste Livre para Ap arelho s, NPSM O tubo é geralmente usado para aplicações especiais onde não existem pressões internas. Onde junções de Roscas paralelas são requisitadas para conexões mecânicas, as roscas paralelas são geralmente mais apropriadas ou convenientes.
6 ESPECIFICAÇÕES PARA ROSCAS PARALELAS PARA JUNÇÕES MECÂNICAS; NPSM, NPSL, NPSH 6.1 Roscas paral elas
As dimensões destas roscas, conforme fornecidas na Tabela 6, são para conexões de roscas de tubo onde o ajuste razoavelmente apertado das peças casadas é desejável.
Em adição às junções de tubo de pressão vedada, para as quais roscas externas afuniladas e também roscas internas afuniladas ou paralelas são usadas, há junções mecânicas onde roscas paralelas são usadas para auxiliar em ambas as roscas externas e internas. Três destas junções de rosca de tubo contínuo são cobertas por este Padrão, todas as quais são baseadas no diâmetro de passo da Rosca Cônica do Padrão Nacional Americano no entalhe de medição (dimensão E1 da Tabela 2), mas possuem vários truncamentos na crista e na raiz conforme descrito abaixo. Estes três tipos de junções são conforme segue: (a) Junções mecânicas de ajuste livre para aparelhos, Tabela 6, ambas externas e internas, NPSM. (b) Junções mecânicas de ajuste frouxo com porcas de ajustamento, Tabela 7, tanto externa quanto interna, NPSL. (c) Junções mecânicas de ajuste frouxo para acoplamentos por mangueira (ANSI B2.4), NPSH.
6.3 Junções Mecânicas de Ajuste Frouxo com Porcas de A justamento, NPSL A Rosca Externa de Porcas de Ajustamento para o Padrão Nacional Americano é designada para produzir uma rosca de tubo possuindo o maior diâmetro possível para corte no tubo padrão. Roscas Internas Paralelas de Forma Geral são usadas com estas Roscas Externas Paralelas, provendo um ajuste frouxo. As dimensões destas roscas são fornecidas na Tabela 7. Notaremos que o máximo diâmetro principal da rosca externa é ligeiramente maior que o diâmetro nominal externo do tubo. A variação normal do fabricante no diâmetro do tubo provê para este aumento. Uma aplicação de uma rosca cônica em combinação com uma rosca de porca de ajustamento a qual tem sido usada há algum tempo é aquela fornecida na Tabela 7. Ela consiste da junta de união roscada usada para conectar canos eretos ao chão ou a parede de um tanque de suprimento de água. Informações sobre calibração para estas roscas são fornecidas na Seção 7.
6.1.1 Nomeações da Rosca. Os tipos de Roscas paralelas para junções mecânicas acima são designados de acordo com 1.2.1 conforme segue: 16
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ROSCAS DE TUBO PARA PADRÃO NACIONAL AMERICANO PROPÓSITO GERAL (POLEGADAS) 6.4 Junções mecânicas de Ajuste Acoplamento por Mangueira, NPSH
Frouxo
para
ANSI /ASME B1.20.1-1983 das séries de roscas, conforme fornecidas na respectiva seção deste Padrão. 7.2 Classes de Calibres
Junções de acoplamento por mangueiras são feitas de forma geral com roscas paralelas externas e internas de ajuste frouxo. Existem diferentes padrões de roscas de mangueira possuindo vários diâmetros e passos, um dos quais é baseado na Rosca de Tubo para Padrão Nacional Americano. Pelo uso destas séries de roscas, é possível juntar pequenos acoplamentos por mangueira em tamanhos ½ para 4, inclusive, para terminações de tubos padrão possuindo Roscas de Tubo Externo para Padrão Nacional Americano utilizando uma junta para selar a junção. Para dimensões e tolerâncias, veja ANSI B2.4.
Calibres dos seguintes tipos podem ser usados para cobrir completamente os requisitos de calibre: (a) calibres mestres usados para checar calibres em funcionamento. (b) calibres em funcionamento usados para checar roscas durante a fabricação e para inspeção de conformidade. 7.2.1 Calibres Mestres. O conjunto de calibres mestres consiste de uma válvula-tampão de rosca cônica e uma válvula de aro de rosca cônica L1 (veja Figs. 4 e 5). A válvula-tampão é feita para dimensões especificadas na Tabela 8. Ela é construída de aço endurecido com um entalhe de medição localizado a uma distância L1 (Tabela 2) desde a extremidade pequena. A válvula de aro possui um comprimento igual à dimensão L1 especificada na Tabela 8. Este aro é encaixado ao seu tampão de encaixe – fluxo de assentamento no entalhe dentro de ± 0,002 pol. para tamanhos 1/16 até 2, dentro de ± 0,003 pol. para tamanhos 2-1/2 até 12, e dentro de ± 0,005 pol. para tamanhos 14 e maiores. As raízes das roscas nestas válvulas de aros devem desimpedir um plano 0,0381 p ou podem ser rebaixadas além de um V afiado. As cristas das válvulas tampão e de aro são truncadas a 0,100p. O conjunto de calibres mestres é usado para checar calibres em funcionamento (veja 7.3.2). Uma verificação suplementar por meios óticos deve ser feita de forma e ângulo flanqueados.
7 CALIBRES E TOLERÂNCIAS DE CALIBRE PARA ROSCA DE TUBO PARA PADRÃO NACIONAL AMERICA NO 7.1 Design dos Calibres Calibres para Roscas de Tubo para Padrão Nacional Americano provêem uma retenção funcional e são do tipo padrão descrito abaixo. Calibres devem obedecer aos designs recomendados em ANSI Padrão B47.1, Calibradores pré-usinados. 7.1.1 Calibres Tipo Padrão. Um grupo de tipo de calibre padrão ou básico consiste de uma válvula-tampão de rosca cônica e uma válvula de aro de rosca cônica. Veja as Figs. 4 e 5. As válvulas-tampão são feitas para dimensões fornecidas na Tabela 8 com um entalhe de medição localizado a uma distância L1 desde a extremidade pequena. A válvula de aro L1 possui uma extensão igual à dimensão L1. As raízes das roscas nestes calibres devem desimpedir 0,0381p de largura. Um V agudo ou uma margem rebaixada é aceitável. As cristas devem ser truncadas a uma quantidade igual a 0,140 p para 27 roscas por polegada (tpi), 0,109 p para 18 tpi, e 0,100 p para 14 tpi, 11-1/2 tpi e 8 roscas tpi (veja Fig. 5). Localizando o entalhe de medição básico, o plane do entalhe deve intersectar a crista da rosca de calibração.
CUIDADO: Tenha em mente que apenas um conjunto de mestres especificamente encaixados (tampão L1 e aro R1) podem ser esperados para se encaixarem dentro da tolerância especificada. Existem muitas características ou desvios em elementos de calibre que podem combinar para causar uma diferença de elevação significante entre os calibres mestres que não são especificamente encaixados. 7.2.2. Calibres em Funcionamento: Cada conjunto de calibres em funcionamento consiste de uma rosca cônica de válvula-tampão L1 e uma rosca cônica de válvula de aro de L1 e é usado para a verificação do produto. Estes calibres são feitos de aço endurecido ou material equivalente para dimensões fornecidas na Tabela 8. (Veja 7.3.2 para tolerância). Ao localizar o entalhe básico da válvula-tampão o plano do entalhe deve intersectar a crista da rosca.
A válvula de aro deve ser ajustada para o tampão de modo que, quando montada com aperto manual, o entalhe de medição da válvula-tampão ficará nivelado com a face de extremidade grande da válvula de aro dentro de tolerâncias como as fornecidas na Tabela 9.
Deve-se ter em mente que estes calibres são trucados na crista de modo que conduzam somente nos flanqueados das roscas. Assim, apesar deles não verificarem os truncamentos de crista ou de raiz especificados na Tabela 1, são uma verificação funcional satisfatória para o funcionamento geral do produto. Quando for avaliada a necessidade de determinar se tais truncamentos estão ou não dentro dos limites especificados, ou particularmente para verificar se o truncamento máximo não foi excedido, é necessário fazer inspeções mais profundas. Para esta inspeção, óticos ou projeção ótica são sugeridos.
Roscas de extremidade parcial devem ser removidas em ambas as extremidades da válvula de aro e na extremidade pequena da válvula-tampão para o perfil de forma-cheia, de modo a evitar possíveis erros de assentamento a partir de borda malformada ou curvada. 7.1.2 Marcação de Calibres. Cada calibre deve ser marcado de modo a indicar claramente o tamanho nominal do tubo, as roscas por polegada, e a nomeação apropriada 19
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ROSCAS DE TUBO PARA PADRÃO NACIONAL AMERICANO PROPÓSITO GERAL (POLEGADAS)
ANSI /ASME B1.20.1-1983
7.3 Tolerânci as de Calibr e
8.2 Roscas Internas Afu niladas de Calibração
Na fabricação de calibres, variações de dimensões básicas são inevitáveis. Além disso, os calibres irão desgastar com o uso. Para consertar as máximas permissões de variação de calibres, tolerâncias foram estabelecidas. Veja a Tabela 9 e 7.3.2.
Em roscas internas afuniladas de calibração, a válvulatampão L1, Fig. 4, é aparafusada com aperto manual dentro do acessório ou do engate. A rosca está dentro da tolerância permitida quando o entalhe de medição da válvula-tampão em funcionamento não está mais do que uma espira, grande ou pequena, de ser nivelada com a extremidade da rosca, como indicado na Fig. 7.
7.3.1 Tolerâncias d e Calibre Mestre O conjunto de calibres mestres deve ser feito para as dimensões básicas do modo mais preciso possível, mas em nenhum caso deve o desvio cumulativo exceder metade do total da tolerância cumulativa especificada nas colunas 13 e 14 da Tabela 9. Cada calibre mestre deve estar acompanhado por um registro das medidas de todos os elementos da rosca e a elevação do tampão mestre para aro mestre (extremidade grande de válvula de aro para entalhe básico da válvula-tampão).
8.3 Prática de c alibração
7.3.2 Tolerâncias de Calibre em Funcionamento. Todos os calibres aplicados à rosca do produto, quer seja na fabricação ou inspeção, são designados como calibres em funcionamento. Todos os calibres em funcionamento devem ser feitos para as dimensões básicas especificadas na Tabela 9. O desgaste máximo em um calibre em funcionamento não deve ser mais que o equivalente de um quarto de volta de espira desde as suas dimensões originais.
8.3.2 Calibração Suplementar. A calibração de ambas as roscas internas e externas pelo uso das válvulas tampão e de aro L1, ilustradas pelas Figs. 6 e 7, serve para assegurar conformidade com os elementos L1 das dimensões de design. No entanto, a conformidade com este Padrão requer que as dimensões básicas de design encontrem tolerâncias aplicáveis, incluindo a extensão de elementos de rosca a ser providenciada para conjuntos apertados por chave. Assim, em práticas de controle de fabricação ou de algum outro modo requisitado, métodos adicionais de medição ou de calibração podem ser empregados para serem suplementados à calibração L1.
8.3.1 Precauções. Em roscas de tubo valvuladas é prática comum dar uma batida na peça para assegurar o assentamento apropriado da medição dentro ou na rosca do produto. No entanto, é necessário primeiro limpar as roscas calibradoras e as de produto, de modo que estejam livres de lascas, rebarbas, abrasivos, ou outros materiais estranhos.
7.4 Relação de Desvios de Ângulo e Inclinação para Tolerâncias de Diâmetro de Passo de Calibres As Tabelas 10 e 11 devem ser usadas quando for necessário computar em medições a décima parte de uma espira para que um calibre varie desde as dimensões básicas. A Tabela 10 dá a correção em diâmetro para desvios de ângulo e a Tabela 11 dá a correção em diâmetro para desvios de inclinação. Estas correções são sempre adicionadas ao diâmetro de passo no caso de roscas externas e subtraídas em caso de roscas internas, não importando se os desvios de inclinação ou de ângulo são para mais ou para menos.
8.4 Calibração de Roscas Chanfradas, de Cabeça Escariada ou Reentrantes O ponto de referência para calibração de roscas internas de produto depende do diâmetro do chanfro. Quando o diâmetro interno do chanfro excede o diâmetro principal da rosca interna, o ponto de referencia é a última rosca de raspagem no cone do chanfro. Veja a Fig. 8D. De outro modo, quando o diâmetro interno do chanfro não excede o diâmetro principal da rosca interna, o ponto de referência é a extremidade do acessório. Deve haver uma folga para a profundidade da ferramenta de facejar em acessórios facejados.
O diâmetro equivalente para os desvios de inclinação e de ângulo mais o desvio do diâmetro do passo multiplicado por 16 dá o desvio longitudinal desde o básico no entalhe de medição. Este desvio longitudinal dividido pelo passo é igual à décima parte de uma espira onde o calibre varia desde o básico no entalhe de medição.
O ponto de referência para calibração ou medição do comprimento das roscas externas de produto é a extremidade do tubo.
8. CALIBRAÇÃO DE ROSCAS DE TUBO AFUNILADAS
8.4.1 Método d e Calibr ação de Acopl amento de Espiras
8.1 Roscas Externas Afu niladas de Calibração
O método de acoplamento de espiras para roscas de tubo calibradas com válvulas de rosca tampão e de aro determina que um número adequado de roscas esteja disponível no acoplamento de mão, evitando assim possíveis complicações resultantes de chanfro de calibre e de chanfro de produtos. Veja a Tabela 2, col. 7, para o número básico de espiras na falta de chanfros (ex., 4.32 espiras 27 tpi), a tolerância aplicável sendo mais ou menos uma espira (ou limites 3,32 a 5.32 espiras para 27 tpi).
Em roscas externas afuniladas de calibração, a válvula de aro L1, Fig. 6, é aparafusada com aperto manual no tubo ou na rosca externa. A rosca está dentro da tolerância permitida quando a face de calibração da válvula em funcionamento de aro não está mais do que uma espira, grande ou pequena, de ser nivelada com a extremidade da rosca, conforme indicado na Fig. 6. 21
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ROSCAS DE TUBO PARA PADRÃO NACIONAL AMERICANO PROPÓSITO GERAL (POLEGADAS) 9 CALIBRAÇÃO DE ROSCAS PARALELAS
ANSI /ASME B1.20.1-1983 CUIDADO: Ao usar uma válvula-tampão de rosca cônica, a não-uniformidade do desgaste do calibre é um problema particular; sendo assim, válvulas-tampão afuniladas usadas para esta aplicação devem ser verificadas através de medição direta da forma da rosca e do tamanho em adição à verificação contra um mestre.
9.1 Tipos de Calibres Os calibres para o controle apropriado da produção destas roscas paralelas deve ser tanto de calibres GO e HI (Interno) quanto GO e LO (Externo) paralelos, ou os calibres de Rosca Cônica para o Padrão Nacional Americano, conforme indicados abaixo.
9.2 Dimensões de Calibre As válvulas-tampão GO e HI paralelas e as válvulas de aro GO e LO paralelas usadas para verificar roscas de junções mecânicas, Tabelas 6 e 7, devem ser feitas para os limites de diâmetro do passo especificado na tabela de produtos de acordo com a prática padrão para calibres de Roscas paralelas conforme delineadas em ANIS B1.2, Calibres e Calibração para Roscas Aparafusadas Unificadas.
91.1 Uso de Calibres Paralelos e Afunilados: Calibres paralelos de GO e HI/LO devem ser usados para todos os tipos de roscas internas onde tanto os calibres externos quanto os internos são paralelos. Válvulas-tampão afuniladas devem ser usadas para as roscas internas de todos os tipos de junções mecânicas onde a rosca externa é afunilada e a interna é contínua. Válvulas-tampão afuniladas para este propósito devem ser verificadas periodicamente através de medição direta.
O mínimo diâmetro principal da válvula-tampão de rosca GO deve ser igual ao máximo diâmetro de passo da rosca interna mais uma quantidade igual ao diâmetro de passo máximo da rosca interna mais uma quantidade igual a 0,75H (0,649519p). O máximo diâmetro principal da válvulatampão de rosca HI deve ser igual ao máximo diâmetro de passo da rosca interna mais uma quantidade igual a 0.50H (0,433013p).
9.1.2 Junções à Prova de Pressão de Calibração. Válvulas-tampão afuniladas devem ser usadas para calibrar roscas de tubo internas e paralelas fazendo parte de junções à prova de pressão onde a rosca externa está afunilada. O plano do entalhe de medição na válvula-tampão da Rosca de Tubo Afunilada para o Produto Padrão Americano deve vir nivelado com a extremidade da Rosca de Tubo Contínua de Acoplamento para o Padrão Nacional Americano (NPSC) (Tabela 4) ou nivelado com a última rosca de raspagem no cone de chanfro, se chanfrado com um diâmetro de chanfro interno com excesso do diâmetro principal da rosca interna (veja Fig. 8B). Uma tolerância de uma espira e meia espira grande ou pequena para o calibre deve ser permitida.
O máximo diâmetro secundário da válvula-tampão de rosca GO deve ser igual ao máximo diâmetro de passo da rosca externa menos uma quantidade igual a 0,50H (0,433013 p). O mínimo diâmetro secundário da válvula de aro de rosca LO deve ser igual ao mínimo diâmetro de passo da rosca externa menos uma quantidade igual a 0,25H (0,216506p). Veja ANSI B1.2 para detalhes mais detalhados e tolerâncias para estes calibres de rosca contínua.
APÊNDICE (Este Apêndice não faz parte do Padrão Nacional Americano, Roscas de Tubo, Propósito Geral [Polegadas]) ANSI/ASME B1.20.1-198x, mas aqui se inclui apenas para propósitos de informação.) Diâmetros de Broca Helicoidal Sugeridos para Tamanhos de Furo de Broca para Roscas de Tubo Os diâmetros de broca fornecidos na Tabela 1 são os diâmetros das brocas padrão e de estoque os quais são os mais próximos dos mínimos diâmetros secundários mostrados na Tabela 2, col. 24.
Quando metais não-ferrosos e outros materiais similares estão para ser brocados e roscados, pode ser necessário usar uma broca de diâmetro ligeiramente maior ou menor para produzir um furo do tamanho que tornará possível para a válvula de extração cortar uma rosca de tubo aceitável com a altura da rosca requisitada.
Eles representam os diâmetros dos furos os quais podem ser cortados com uma broca helicoidal corretamente afiada quando a broca de um material sem derramamento de metal. Isto é aproximadamente a condição que existe quando uma broca helicoidal afiada corretamente está cortando um furo em um bloco homogêneo de ferro fundido.
Deve ser entendido que esta tabela de diâmetros de broca helicoidal é destinada a ajudar somente o usuário ocasional de brocas na aplicação deste Padrão. Quando roscas de tubo internas são produzidas em quantidades maiores em um tipo particular de material e com maquinaria especialmente projetada, pode ser mais vantajoso usar um tamanho broca não fornecido na tabela, mesmo que possua um diâmetro não-padrão.
Quando brocas planas são usadas, o comprimento da parte cortante pode precisar ser ajustado para produzir um furo de diâmetro necessário.
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