Über Methoden zur Kontrolle von zylindrischen Rohrgewinden durch Lehren

Bimetallheizkörper mit Stahlkollektoren und einem Außengehäuse aus Aluminium erfreuen sich in den letzten Jahren zu Recht zunehmender Beliebtheit bei Gliederheizgeräten.Nach europäischen Technologien werden die Innengewinde der Heizgeräte der meisten Hersteller im Rollverfahren hergestellt. Gerollte Gewinde sorgen für eine dauerhafte und sichere Schraubverbindung, wie der langjährige erfolgreiche Einsatz von Bimetallheizkörpern beweist.

Gemäß GOST 31311-2005 „Heizgeräte. „Allgemeine Technische Bedingungen“ (Absatz 8.2.) Gewindeverbindungen von Heizgeräten werden mit Gewindelehren geprüft. Gleichzeitig haben einzelne Heizkörperhersteller, die Gewindetechnologie verwenden, sowie gemeinnützige Branchenverbände wiederholt bei verschiedenen Regierungsbehörden, Abteilungen und Dienststellen vorgeschlagen bzw. appelliert, die Innengewinde zusätzlich mit glatten Lehren zu überprüfen.

Dieser Beitrag untersucht die Gültigkeit dieser Vorschläge und die Zweckmäßigkeit der Einführung einer solchen zusätzlichen Anforderung am Beispiel des G1-Gewindes, das bei den meisten Heizgeräten verwendet wird.

Schauen wir uns zunächst die Grundvoraussetzungen für die Herstellung von Rohrgewinden an.

1. Die Parameter von zylindrischen Rohrgewinden werden durch GOST 6357-81 „Grundstandards der Austauschbarkeit“ bestimmt. Zylindrisches Rohrgewinde“, wonach:

Das Nenngewindeprofil und die Abmessungen seiner Elemente müssen den Angaben in Zeichnung 1 entsprechen:

Zeichnung 1

d ist der Außendurchmesser des Außengewindes (Rohrs); d1 - Innendurchmesser des Außengewindes; d2 – durchschnittlicher Durchmesser des Außengewindes; D ist der Außendurchmesser des Innengewindes (Kupplungen); D1 - Innendurchmesser des Innengewindes; D2 – durchschnittlicher Durchmesser des Innengewindes; P - Gewindesteigung; H ist die Höhe des ursprünglichen Dreiecks; H1 - Arbeitshöhe des Profils; R ist der Krümmungsradius der Ober- und Unterseite des Gewindes.

Die Abmessungen der oben genannten Indikatoren in Millimetern für das G1-Gewinde sind in Tabelle 1 aufgeführt:

Tabelle 1

Gleichzeitig dürfen nach demselben GOST 6357-81 Gewinde mit Abweichungen von den angegebenen Werten (Toleranzen) hergestellt werden, sofern das Gewinde auch GOST 6357-81 entspricht.

Schemata der Toleranzfelder für Außen- und Innengewinde sind in Zeichnung 2 dargestellt.

Abweichungen vom nominalen (idealen) Gewindeprofil werden in Richtung senkrecht zur Gewindeachse gezählt.

Zeichnung 2

es ist die obere Abweichung der Außengewindedurchmesser; ES – obere Abweichung der Innengewindedurchmesser; ei ist die untere Abweichung der Außengewindedurchmesser; EI – geringere Abweichung der Innengewindedurchmesser.

— Durchmessertoleranzen d, d2, D1, D2

Die Zahlenwerte der Toleranzen für die Durchmesser von Außen- und Innengewinden müssen den Angaben in Tabelle 3 entsprechen:

Tisch 3

Beachten Sie, dass gemäß Tabelle 1 der Wert von H1 (Arbeitshöhe des Gewindeprofils) 1,478515 mm beträgt und gemäß Tabelle 3 die Toleranzen für den Innendurchmesser des Innengewindes D1 und den Außendurchmesser von Das Außengewinde d beträgt 640 μm bzw. 360 μm. Zeichnung 3 zeigt Innen- und Außengewindeprofile G1, hergestellt mit der maximal zulässigen Abweichung vom Nennprofil gemäß Tabelle 3. Darüber hinaus entsprechen diese Gewindeprofile vollständig den Anforderungen von GOST 6357-81.

Zeichnung 3

Die Zeichnung zeigt deutlich, dass in diesem Fall nur 32,4 % der Gewindeprofilhöhe an der Gewindeverbindung beteiligt sind.

Besonders überraschend ist in diesem Zusammenhang die Position einiger Hersteller von Heizgeräten sowie spezialisierter Branchenverbände, die es für inakzeptabel halten, ein Gewinde als akzeptabel anzuerkennen, wenn das Gewindeprofil nur 38 % des Nennwertes beträgt. Anscheinend verstehen diese Hersteller und Verbände einfach nicht die elementaren Grundlagen von GOST 6357-81 im Hinblick darauf, welches Gewinde (mit welchen Abmessungen) als gemäß diesem GOST hergestellt gilt.

Unserer Meinung nach hängt die Notwendigkeit solch erheblicher Toleranzen mit der Anforderung des Absatzes 5.1.6 „SP 73.13330.2016 Interne Sanitärsysteme von Gebäuden“ zusammen, wonach „Bei der Montage von Einheiten müssen Schraubverbindungen abgedichtet werden.
Als Dichtungsmittel für Gewindeverbindungen bei Temperaturen des transportierten Mediums bis 378 K (105 °C) wird die Verwendung von FUM-Band oder Flachslitzen gemäß GOST R 53484 empfohlen, imprägniert mit Bleimennige oder Bleiweiß., gemischt mit natürlichem Trockenöl oder speziellen Dichtungspasten-Dichtungsmitteln.“

Kommen wir nun zur Hauptfrage dieses Artikels: Wie sinnvoll ist es, in die Regulierungsdokumentation zur Kontrolle von Gewinden von Heizgeräten eine Anforderung für eine obligatorische Inspektion von Innengewinden mit glatten Lehren aufzunehmen?

Lassen Sie uns den Vorschlag zur Überwachung der Innengewinde von Heizgeräten mithilfe einer glatten Durchgangslehre analysieren:

Betrachten wir die ideale Option, wenn das Innengewinde in strikter Übereinstimmung mit GOST 6357-81 hergestellt wird, d. h. idealerweise entsprechend dem Sollprofil ohne jegliche Toleranzen. In diesem Fall beträgt der Innengewindedurchmesser laut Tabelle 2 30,291 mm.

Versuchen wir, dieses Gewinde mit einer glatten Passlehre zu überprüfen.

Gemäß Ziffer 6.2. GOST 2533-88 „Messgeräte für Rohrgewinde. Toleranzen“ Durchmessergrößen glatter Lehren zur Prüfung von Außen- und Innengewinden sollten nach den in Tabelle 4 angegebenen Formeln bestimmt werden.

Tabelle 4

Bezeichnung (Nummer eingeben) Kaliber	Name und Zweck des Kalibertyps	Kaliberdurchmesser
		Konfession	Maximale Abweichung
	Innengewindelehren
PR (23)	Glatter Durchgangslehrdorn
NICHT (24)	Glatter No-Go-Messdorn

Die Werte der Indikatoren H1 und Z1 sind in Tabelle 5 angegeben.

Tabelle 5

Aus der Analyse der Daten in den obigen Tabellen ergibt sich, dass der Durchmesser des glatten Durchgangsmaßes gleich ist:

• Nennwert: D1+ 52 µm = 30,343 mm
• Wert mit maximaler oberer Abweichung: D1+ 52 µm + 13 µm = 30,356 mm
• Wert mit maximaler unterer Abweichung: D1+ 52 µm - 13 µm = 30,330 mm

Beachten Sie, dass gemäß Abschnitt 2.3. Anhang 2 „Regeln für die Verwendung von Lehren“ zu GOST 24939-81 „Lehren für zylindrische Gewinde“: „Eine leichtgängige Lehre muss unter dem Einfluss ihres Eigengewichts oder einer bestimmten Kraft frei in das kontrollierte Gewinde eindringen.“

In dieser Hinsicht ergibt sich ein paradoxes Bild, bei dem ein glattes, verschleißfreies Durchgangsmessgerät, dessen minimal möglicher Durchmesser 30,330 mm beträgt, frei in ein Gewinde passen sollte, das idealerweise nach GOST 6357-81 hergestellt wurde, dessen Durchmesser Das sind 30,291 mm (nominal), was grundsätzlich unmöglich ist.

Wenn man also ein perfekt nach GOST 6357-81 hergestelltes Gewinde mit einer glatten Durchgangslehre prüft, wird festgestellt, dass dieses Gewinde nicht GOST 6357-81 entspricht, was an sich schon absurd ist.

Dies erklärt teilweise die Fälle, in denen gemäß GOST 6357-81 Klasse A hergestellte Gewindeverbindungen, die eine genauere Gewindeherstellung hinsichtlich zulässiger Abweichungen (Toleranzen) erfordern, bei der Prüfung mit einem glatten Durchgangsmessgerät abgelehnt werden.

Unter Berücksichtigung des oben Gesagten können wir den Schluss ziehen, dass die Einführung einer zusätzlichen Anforderung zur Überprüfung der Innengewinde von Heizgeräten mit glatten Durchgangslehren nicht nur keine Kontrolle über die Ausführung von Gewinden gemäß GOST 6357-81 gewährleistet, sondern auch Im Gegenteil, es wird zu einer absurden Situation führen, wenn Heizgeräte, die vollständig den GOST-Anforderungen entsprechen, als fehlerhaft gelten.

Als nächstes analysieren wir den Vorschlag zur Überwachung der Innengewinde von Heizgeräten mithilfe einer glatten, nicht durchgehenden Lehre:

Betrachten wir die Option, wenn das Innengewinde in voller Übereinstimmung mit GOST 6357-81 hergestellt wird, jedoch mit der von GOST vorgesehenen maximalen Toleranz von 640 Mikrometern (siehe Indikator TD1, Tabelle 3). In diesem Fall beträgt der Innengewindedurchmesser 30,931 mm.

Versuchen wir, diesen Thread mit einer glatten No-Go-Lehre zu überprüfen.

Aus der Analyse der in Tabelle 4 und Tabelle 5 angegebenen Daten folgt, dass der Durchmesser eines glatten No-Go-Messgeräts gleich ist:

• Nennwert: D1+ 640 µm = 30,931 mm
• Wert in der maximalen oberen Abweichung: D1+ 640 µm + 13 µm = 30,944 mm
• Wert in der maximalen unteren Abweichung: D1+ 640 µm - 13 µm = 30,918 mm

Beachten Sie, dass gemäß Abschnitt 2.4. Anhang 2 „Regeln für die Verwendung von Lehren“ zu GOST 24939-81 „Lehren für zylindrische Gewinde“: „Eine glatte No-Go-Lehre sollte nicht unter dem Einfluss ihres Eigengewichts oder einer bestimmten Kraft in ein kontrolliertes Gewinde eindringen.“

In dieser Hinsicht ergibt sich erneut ein paradoxes Bild, bei dem ein glattes, verschleißfreies NON-Pass-Messgerät, dessen minimal möglicher Durchmesser 30,918 mm beträgt, NICHT frei in ein nach GOST 6357-81 mit maximalen Toleranzen hergestelltes Gewinde passen sollte , dessen Durchmesser 30,931 mm beträgt, was grundsätzlich unmöglich ist.

Wenn man also ein gemäß GOST 6357-81 hergestelltes Gewinde mit einer glatten NICHT-GEHENDE-Lehre prüft, wird festgestellt, dass dieses Gewinde nicht mit GOST 6357-81 übereinstimmt, was an sich schon absurd ist.

Unter Berücksichtigung des oben Gesagten können wir den Schluss ziehen, dass die Einführung einer zusätzlichen Anforderung zur Überprüfung der Innengewinde von Heizgeräten mit glatten, nicht durchgehenden Lehren keine Kontrolle über die Ausführung der Gewinde zur Einhaltung von GOST 6357-81 gewährleistet.

Somit zeigt die obige Analyse deutlich, dass die Verwendung glatter Lehren nicht nur nicht eindeutig die Übereinstimmung oder Nichtübereinstimmung eines Gewindes mit den Anforderungen von GOST 6357-81 feststellen kann, sondern auch dazu führen kann, dass ein Gewinde erkannt wird entspricht vollständig diesem GOST als fehlerhaft.

Von besonderem Interesse sind die Regeln für die Verwendung glatter Messgeräte. Sie sind in GOST 24939-81 „Lehren für zylindrische Gewinde“ (Anhang 2 „Regeln für die Verwendung von Lehren“) festgelegt.

Daher besteht für einen glatten Durchgangslehrdorn die Anforderung, dass der Lehrdorn unter dem Einfluss seines Eigengewichts oder einer bestimmten Kraft frei in das kontrollierte Gewinde eindringen muss, und für einen glatten, nicht durchgehenden Lehrdorn besteht die Anforderung, dass die Lehre frei in das kontrollierte Gewinde eindringen muss Dieses Messgerät darf nicht unter dem Einfluss seines Eigengewichts oder einer bestimmten Kraft in das kontrollierte Gewinde eindringen.

Gleichzeitig legen weder die Regeln für die Verwendung von Kaliber noch GOST 24939-81 noch andere Regulierungsdokumente fest, wer und wie die Größe dieser Kraft bestimmen soll und in welche Richtung sie auf das Kaliber wirken soll.

Daraus können wir eine eindeutige Schlussfolgerung ziehen, dass es keine einheitliche Methodik für die Verwendung von Kalibern gibt, die in den einschlägigen Vorschriften festgelegt ist.

Darüber hinaus ist es unserer Meinung nach bei der Erörterung der Anforderungen für die Prüfung der Gewinde von Heizgeräten ratsam, ähnliche Bedingungen der Normen für Heizsystemelemente zu berücksichtigen, die direkt an Heizgeräte angeschlossen sind.

Im Abschnitt „2. Regulatorische Hinweise“ GOST 30815-2002 „Automatische Thermostate für Heizgeräte von Warmwasserbereitungssystemen in Gebäuden“ GOST 6357-81 wird erwähnt, im Text jedoch nicht weiter verwendet. Vielleicht aus diesem Grund fehlt GOST 6357-81 in der neuen Ausgabe von GOST 30815-2019 vollständig in der Liste der regulatorischen Referenzen.

Darüber hinaus wird in GOST 21345-2005 „Konische und zylindrische Kugelhähne“ auch GOST 6357 nicht erwähnt.

Daher gibt es in den Normen GOST 30815-2019 und GOST 21345-2005 für Elemente von Heizsystemen, die direkt an Heizgeräte angeschlossen sind, keine Anforderungen für die Prüfung von Gewinden auf Übereinstimmung mit GOST 6357-81.

In diesem Zusammenhang ist nicht klar, welches genaue Ziel die Autoren der Vorschläge verfolgen, die Gewinde von Heizgeräten mithilfe zusätzlicher glatter Lehren zu kontrollieren, ohne überhaupt eine Kontrolle der Gewinde von Elementen von Heizsystemen einzurichten, die direkt an Heizgeräte angeschlossen sind.

Unserer Meinung nach ist es absolut sinnlos, eine Diskussion über die Verwendung glatter Messgeräte zur Überwachung des Innengewindes von Heizgeräten zu führen, wenn Folgendes vorliegt:

• die in diesem Artikel angegebenen Abweichungen zwischen dem Nenndurchmesser des Innengewindes und dem Nenndurchmesser der glatten Bohrung,
• Fehlen einer einheitlichen genehmigten Methodik für die Verwendung von Kalibern,
• das Fehlen jeglicher Anforderungen an Fäden und Methoden zu ihrer Steuerung in Bezug auf Elemente von Heizsystemen, die direkt an Heizgeräte angeschlossen sind.

Darüber hinaus haben wir eine Reihe von Tests durchgeführt, um festzustellen, wie sich die Ergebnisse von Tests mit glatten Messgeräten auf die Festigkeit von Gewindeverbindungen von Heizgeräten auswirken. Zum Testen wurden acht Proben von drei Arten von Kühlerabschnitten ausgewählt:

• Aluminium (AL),
• Bimetall mit vertikalen und horizontalen Wärmeleitkanälen (BM) aus Stahl,
• Aluminiumheizkörper mit vertikalen Wärmeleitkanälen aus Stahl (ASVK).

Alle Proben wurden mit Gewindelehren (gut und schlecht) und zusätzlich mit glatten Lehren getestet. Die Ergebnisse der Tests mit glatten Lehren sind in Tabelle 6 aufgeführt.

Die Proben 7 und 8 wurden so ausgewählt, dass die nicht durchgängige glatte Lehre problemlos und mit leichtem Spiel in die Gewindebohrung der Kühlerabschnitte passt. Die Proben wurden mit vom Heizkörperhersteller empfohlenen Verschlussschrauben verschraubt. In einem zertifizierten Labor wurden statische Zugversuche bis zum Versagen der Proben durchgeführt.

Tabelle 6

Ergebnisse des statischen Zugversuchs

Die Testergebnisse werden durch offizielle Protokolle des Prüflabors sowie Video- und Fotoaufnahmen bestätigt.

Am Beispiel der Probe Nr. 4 ist deutlich zu erkennen, dass es bei der Prüfung eines Bimetallstrahlers zu Verformungen in der Gewindeverbindung kommt.

Bei der Prüfung eines Aluminiumheizkörpers und eines Heizkörpers mit wärmeleitendem Stahlkanal kam es zu Zerstörungen im Körper des Heizkörperteils.

Aus den angegebenen Daten folgt, dass das Gewinde eines Heizkörpers, das nicht mit einem glatten Durchgang (Probe 1, 6) oder ohne Durchgang (Probe 7, 8) geprüft wurde, aber den Anforderungen von vollständig entspricht GOST - 6357 bildet bei der Prüfung mit Gewindelehren eine solche Gewindeverbindung, deren Grenze der proportionalen Verformung die Druckwerte, denen andere Elemente von Heizsystemen standhalten können, um ein Vielfaches übersteigt.

Es ist auch bezeichnend, dass Heizkörper, deren Gewinde nicht mit einer glatten Lehre geprüft wurden, in Bezug auf Zuverlässigkeit und Sicherheit hinsichtlich der Zerstörung der Gewindeverbindung ähnliche und in einigen Fällen bessere Ergebnisse zeigten als Heizkörper, deren Gewinde beide geprüft wurden glatte Kaliber.

Dies beweist einmal mehr, dass die Prüfung der Gewinde mit glatten Lehren keinerlei Einfluss auf die Festigkeit der Gewindeverbindung des Heizkörpers und damit auf die Sicherheit und Zuverlässigkeit dieses Gerätes hat.

Darüber hinaus stellte sich heraus, dass bei den Proben Nr. 7 und Nr. 8 die Bruchlast der Gewindeverbindung höher war als die Bruchlast des Körpers des Aluminiumkühlerabschnitts und des Kühlers mit einem vertikalen Stahlkanal. Besonders hervorzuheben ist, dass Aluminiumheizkörper mit einem vertikalen Stahlkanal schlechtere Ergebnisse zeigten als ein herkömmlicher Aluminiumheizkörper.

Basierend auf all den oben genannten Punkten in diesem Artikel können wir eine eindeutige Schlussfolgerung ziehen, dass die derzeit bereitgestellten Methoden zur Überwachung der Innengewinde von Heizgeräten, bei denen nur Gewindelehren verwendet werden (Absatz 8.2. GOST 31311-2005), für die Herstellung von mehr als ausreichend sind Heizgeräte, die für Verbraucher zuverlässig und sicher sind. Geräte.