Çelik Borulara Diş Açma İşleme Tekniği Nedir?

Çelik boru dişlerinin işleme teknolojisi, kesme veya plastik deformasyon (diş oluşturmak için) yoluyla çelik borunun ucuna belirli bir diş deseninin, eğiminin ve konikliğinin işlenmesi sürecini ifade eder. Bu, çelik borunun diğer boru hattı bileşenleriyle (vanalar, boru bağlantı parçaları ve ekipman arayüzleri gibi) sökülebilir bağlantısını sağlar. Bu teknolojinin özü, dişlerin geometrik parametrelerinin (diş açısı, hatve, ortalama çap ve koniklik gibi) hassas bir şekilde kontrol edilmesinde ve bağlantının sızdırmazlığının, sağlamlığının ve güvenilirliğinin sağlanmasında yatmaktadır.

1. Ana işleme yöntemleri

• Kesme işlemi: En yaygın kullanılan yöntem, kalıbın dönmesini sağlamak için bir diş döndürme makinesinin (elektrikli veya manuel) kullanılmasını içerir; bu makine daha sonra diş oluşturmak için çelik borunun ucunu keser. Bu yöntem çoğu çelik boru malzemesi türü için uygundur (karbon çeliği, paslanmaz çelik, galvanizli boru gibi).
• Plastik deformasyon:Çelik borunun ucu, metalin plastik olarak akmasını ve dişler oluşturmasını sağlamak için bir diş açma makinesi veya bir haddeleme makinesi kullanılarak ekstrüzyona tabi tutulur. Bu yöntem, yüksek verimliliğe ve yüksek diş mukavemetine sahip, iyi plastikliğe sahip (düşük-karbonlu çelik gibi) malzemeler için uygundur. Ancak nispeten yüksek ekipman standartları gerektirir.

2. Temel süreç parametreleri

• Konu profili:55 dereceye (G ve R serisi gibi İngiliz Whitworth ipliği), 60 dereceye (NPT serisi gibi Amerikan Birleşik ipliği) ve metrik 60 dereceye (M serisi gibi) bölünmüştür. Bunların arasında boru dişleri çoğunlukla 55 derece veya 60 derece profilleri benimser.
• Diş Aralığı ve Sayısı:Adım, iki bitişik dişin adım çapındaki karşılık gelen noktalar arasındaki mesafedir. Genellikle inç başına diş sayısı (TPI) olarak ifade edilir (örneğin, 1/2" NPT vida dişinin inç başına 11 dişi vardır ve diş aralığı yaklaşık 2,309 mm'dir). 
• Koni oranı: Sızdırmazlık borusu dişleri (NPT, R serisi gibi) tipik olarak 1:16 koni oranına sahiptir (yani çap, her 16 mm uzunluk için 1 mm değişir) ve sızdırmazlık bu koni oranıyla sağlanır.
• İşleme sıklığı:Boru çapına göre belirlenir. Küçük-çaplı borular (DN15-DN32) için iki kez işlenirler; orta-çaplı borular (DN40-DN50) için üç kez işlenir; büyük çaplı borular (DN70 ve üstü) için, tam diş profilleri ve pürüzsüz yüzeyler sağlamak üzere üç ila dört kez işlenirler.

3. Kalite Denetimi ve Kontrolü
İplik ölçer incelemesi: İpliğin adım çapını ve adımını ölçmek için devam göstergesini (GO) ve-geçme göstergesini (NO GO) kullanın. Hareket göstergesi tamamen yerleştirilmeli ve hareket etme göstergesi-2 turdan fazla takılmamalıdır.

• Yüzey kalitesi:İpliklerde kırık tellerden, düzensiz tellerden ve çapaklardan arınmış olmalıdır. Yüzey pürüzlülüğü gereksinimleri karşılamalıdır (örn. Ra 3,2 μm'den az veya ona eşit).
• Koni açısı ve adım çapı toleransı:Sızdırmazlık ipliğinin koni açısının sapması 0,05 mm/m'den az veya ona eşit olmalı ve hatve çapı toleransı son derece dar bir aralıkta kontrol edilmelidir (örneğin, 1. derece doğruluğun hatve çapı toleransı 0,01 mm'dir).

Çelik boruların dişli bağlantısı boru sisteminde en sık kullanılan sökülebilir bağlantı yöntemidir. Önemi esas olarak aşağıdaki yönlerde yatmaktadır:

1. Sızdırmazlık güvenilirliği
Dişin konikliğini (NPT'nin 1:16 konikliği gibi) veya sızdırmazlık malzemelerini (sızdırmazlık bandı, kenevir ipliği gibi) kullanarak orta sızıntıyı etkili bir şekilde önleyebilir. Yüksek-basınç, yüksek-sıcaklık ve aşındırıcı ortamların (petrol, doğal gaz, kimyasal hammaddeler gibi) taşınmasına uygundur.

2. Bağlantı gücü
Dişli bağlantı, yüksek çekme ve burulma mukavemetine sahip olan diş bağlantısı yoluyla yükleri iletir ve boru hattı sisteminin çalışma basıncını karşılayabilir (örneğin, yağ mahfazası onbinlerce ton çekme yüküne dayanabilir).

3. Kurulum ve Bakım Kolaylığı
Dişli bağlantılar kaynak gerektirmez ve kurulum işlemi hızlıdır, bu da onu-sahadaki inşaat için uygun hale getirir. Aynı zamanda sökülebilir özelliği boru hatlarının bakımını, değişimini ve yenilenmesini kolaylaştırarak bakım maliyetlerini azaltır.

4. Geniş Uygulanabilirlik
Çeşitli çelik boru malzemelerine (karbon çeliği, paslanmaz çelik, galvanizli boru), boru çaplarına (DN15-DN100 ve üzeri) ve çalışma koşullarına (su, gaz, petrol, kimyasal ortamlar) uygun olup inşaat, makine, petrol, kimya sanayi alanlarında standart bir bağlantı yöntemidir.

Çelik boru dişlerinin işlenmesine yönelik uluslararası standartlar, esas olarak Uluslararası Standardizasyon Örgütü (ISO), Amerikan Petrol Enstitüsü (API) ve Çin Ulusal Standardizasyon İdaresi Komitesi (GB) gibi kuruluşlar tarafından formüle edilmektedir. Aşağıdakiler temel standartlardır:

1. ISO standartları (uluslararası kabul görmüş)

• ISO 7-1:1994 "Boru Dişi Sızdırmazlığı - Bölüm 1: Boyutlar, Toleranslar ve İşaretler": Silindirik iç dişler (Rp) ve konik dış dişler (R1) için "sütun/koni uyumu" ve konik iç dişler (Rc) ve konik dış dişler (R2) için "koni/koni uyumu" dahil olmak üzere, 55 derecelik sızdırmazlık boru dişleri için boyutları, toleransları ve işaretleri belirtir.
• ISO 228-1:2000 "-Dişli Olmayan Sızdırmazlık Boru Dişleri - Bölüm 1: Boyutlar, Toleranslar ve İşaretler": Bu standart, düşük-basınçlı, sızdırmaz olmayan uygulamalara (su ve gaz boru hatları gibi) uygulanabilen 55 derecelik-sızdırmazlıksız boru dişlerine (G serisi) yönelik boyutları, toleransları ve işaretleri belirtir.

2. API Standartları (Petrol Endüstrisine Özel)

• API Spesifikasyonu 5B"Boru, Boru ve Boru Hattı Çeliği için Dişlerin İşlenmesi, Ölçülmesi ve Muayenesi": Petrol endüstrisinde yetkili bir standarttır; yuvarlak dişler (STC) ve ofset trapez dişler (BTC) gibi özel dişlere yönelik geometrik parametreler ve toleranslar dahil olmak üzere, petrol borusu malzemelerinin (boru, boru, boru hattı çeliği) dişlerine yönelik işleme, ölçüm ve muayene gerekliliklerini belirtir.
• API RP 5A5/ISO 15463:2003"-Yeni Boru Muhafazalarının, Yağ Silindirlerinin ve Uç-Bağlı Sondaj Borularının Yerinde Denetimi": API 5B'nin-yerinde denetim gereksinimlerini tamamlayarak, dişlerin sahaya kurulmadan önce kalitesini garanti eder-.

3. GB standardı (Çin'de benimsenen eşdeğer)

• GB/T 7306.1-2000"55 derece Sızdırmazlık Borusu Dişleri - Bölüm 1: Silindirik İç Dişler ve Konik Dış Dişler": Bu standart, eşdeğer olarak ISO 7-1:1994'ü benimser ve "silindirik/konik geçmeli" 55 derecelik sızdırmazlık borusu dişlerinin boyutlarını, toleranslarını ve işaretlerini belirtir.
• GB/T 7306.2-2000"55 derece Sızdırmazlık Borusu Dişleri - Bölüm 2: Konik İç Dişler ve Konik Dış Dişler": Bu standart, eşdeğer olarak ISO 7-1:1999'u benimser ve "koni/koni uyumu" ile 55 derecelik sızdırmazlık borusu dişlerini belirtir.
• GB/T 12716-2011"60 derece Konik Boru Dişi": Revizyonun temeli olarak ASME B1.20.2M:2006 kabul edildi. 60 derecelik konik boru dişlerinin (NPT serisi) boyutlarını, toleranslarını ve işaretlerini belirtir ve Amerikan standart sızdırmazlık borusu dişlerine uygulanabilir.

Çeşitli standart sistemler arasında diş işleme tekniklerindeki farklılıklar esas olarak diş profili açısı, koniklik, birleştirme yöntemi ve uygulanabilir senaryolar gibi yönlerde yatmaktadır. İşte temel farklar:

1. Diş profili açılarındaki farklılık

• İmparatorluk (ISO 7-1, GB/T 7306):Avrupa ve Asya gibi bölgeler için uygun, imparatorluk Whitworth ipliğinden türetilmiş 55 derecelik bir diş açısına sahiptir.
• Metrik (API 5B, GB/T 12716):Kuzey Amerika ve Orta Doğu gibi petrol-üreten bölgeler için uygun, metrik standart dişten türetilen 60 derecelik diş açısına sahiptir.

2. Koni açısı farkı

• Imperial sızdırmaz boru dişi (ISO 7-1, GB/T 7306): Konik dış dişin (R1, R2) konikliği 1:16'dır (çap her 16 mm uzunluk için 1 mm değişir), konik aracılığıyla sızdırmazlık sağlanır.
• Metrik sızdırmaz boru dişleri (API 5B, GB/T 12716): Konik boru dişlerinin (NPT) konikliği de 1:16'dır, ancak diş profili daha diktir (60 dereceye karşı 55 derece) ve daha yüksek basınç değerleri için uygundur (örneğin, yağ muhafazasının çalışma basıncı inç kare başına birkaç bin pounda ulaşabilir).

3. İşbirliği Yöntemlerindeki Farklılıklar

• Imperial sızdırmazlık borusu dişleri:Bunlar "sütun/koni uyumu" (silindirik iç dişli Rp ve konik dış dişli R1) ve "koni/koni uyumu" (konik iç dişli Rc ve konik dış dişli R2) olarak ikiye ayrılır. Bunlar arasında "kolon/koni uyumu" en sık kullanılan sızdırmazlık yöntemidir.
• Metrik sızdırmaz boru dişi:Yalnızca "koni/koni uyumu" (konik iç diş ve konik dış diş) kullanır ve ek sızdırmazlık malzemelerine (bant gibi) ihtiyaç duymadan, dişin kendi konikliği aracılığıyla sızdırmazlık sağlar.

4. Uygulanabilir senaryolardaki farklılıklar

• ISO 7-1, GB/T 7306:Düşük-basınçlı, normal- sıcaklıktaki sivil ve endüstriyel boru hatlarına (su, gaz, klima boru hatları gibi) ve bazı kimyasal boru hatlarına uygulanabilir. 
• API5B:Petrol ve gaz endüstrisindeki yeraltı boru hatları (mahfazalar ve borular gibi) için özel olarak tasarlanmış olan bu borular, son derece yüksek basınçlara (1000 bar'a kadar), sıcaklıklara ve korozyona (hidrojen sülfit ve karbondioksit gibi) maruz kalır. Bu borulardaki dişlerin mukavemeti ve sızdırmazlık performansı sıradan borulara göre çok daha yüksektir.

5. Standart Eşdeğerlikteki Farklılıklar

• GB/T 7306.1-2000ISO 7-1'in eşdeğer bir uyarlamasıdır:1994 (teknik içerik tamamen aynıdır, yalnızca editoryal değişiklikler vardır), Çin ürünlerinin uluslararası pazara girişini kolaylaştırmaktadır. 
• GB/T 12716-2011 ve ASME B1.20.2M:2006: Değişikliklerle benimsenmiş (küçük-ölçekli yerli üretim için basit test yöntemleri gibi Çin karakteristik teknolojileri korunarak), Çin'in malzeme özelliklerine daha iyi uyarlanmış (düşük-karbonlu çeliğin plastisitesi gibi).

Çelik boru dişinin işleme teknolojisi, boru hattı sistemlerini bağlamak için temel teknolojidir. Kalitesi sistemin sızdırmazlık performansını, sağlamlığını ve güvenilirliğini doğrudan etkiler. Uluslararası standartlar (ISO 7-1, API 5B, GB/T 7306 gibi) iplik işleme için birleşik özellikler sağlar. Çeşitli standartlar arasındaki farklar esas olarak diş profili açısı, konikliği, eşleştirme yöntemi ve uygulanabilir senaryolarda yatmaktadır. Pratik uygulamalarda bağlantının güvenliğini ve ekonomisini sağlamak için çalışma koşullarına (basınç, sıcaklık, ortam) göre uygun diş tipi ve standardı seçilmelidir.