GB/T 26002-2010標準中螺紋要求

岳高東 / 浙江方圓檢測集團股份有限公司

0 引言

燃氣輸送用不銹鋼波紋軟管是目前燃氣管中重要的一個品類，用以替代鍍鋅鋼管, 既可明裝又可暗敷，節(jié)省空間，接點少，安裝方便，外形美觀，使用壽命長，可大大降低改造費用。這種類型管子在使用中根據(jù)需求長度截取并安裝使用，由于便捷，目前在流通領域使用比較廣泛，是燃氣安全使用的一種重要金屬軟管。

根據(jù)GB/T 26002-2010《燃氣輸送用不銹鋼波紋軟管及管件》中5.1.2.2波紋管和管件連接，螺紋連接應符合的規(guī)定：螺紋管件應采用管螺紋接口，并與其他管件可靠連接和密封；管件管螺紋應符合GB/T 7306.1-2000《55°密封管螺紋 第 1 部分 ：圓柱內螺紋與圓錐外螺紋》或GB/T 7306.2-2000《55°密封管螺紋 第2部分：圓錐內螺紋與圓錐外螺紋》的規(guī)定。因此，螺紋接口采用的螺紋應符合GB/T 7306.1-2000或GB/T 7306.2-2000的規(guī)定，且標準中附表A.1也規(guī)定了軟管的管件連接螺紋分別為Rp、Rc的相應規(guī)格要求。因此，本文根據(jù)標準中連接螺紋要求，對燃氣輸送用不銹鋼波紋軟管的使用環(huán)境和使用要求進行解析，剖析存在的問題。

目前，55°密封管螺紋有兩套技術體系，歐洲國家主要采用柱/錐配合體系，而亞洲國家主要采用錐/錐配合體系。兩個技術體系使用不同的螺紋規(guī)進行檢驗。兩套技術體系的發(fā)展背景在2000 年。此前，ISO 7-2:2000中55°密封管螺紋及其量規(guī)標準是按照“錐/錐”配合體系設計，采用了圓錐螺紋塞規(guī)和圓錐螺紋環(huán)規(guī)。該體系設計對歐洲以外的國家，如中國和日本等有利，生產(chǎn)的英制密封管螺紋產(chǎn)品可直接進入國際市場，而使采用“柱/錐”配合體系的歐洲國家處于不利地位。2000年后，ISO 7-2:2000中55°管螺紋及量規(guī)標準由德國主導，按照“柱/錐”配合體系設計，采用圓錐螺紋塞規(guī)和圓柱螺紋環(huán)規(guī)，且ISO 7-2: 2000中僅存在一種“柱/錐”量規(guī)體系，沒有兼顧“錐/錐”配合螺紋的檢驗。即2000 年標準修改后，給歐洲以外生產(chǎn)55°密封管螺紋的國家進入國際市場制造了技術壁壘。而亞洲國家仍多采用錐/錐配合。

為了應對標準變化，滿足出口歐洲及亞洲市場需求及交流需求，國內GB/T 7306.1-2000對應歐洲采用的 “柱/錐”量規(guī)體系，GB/T 7306. 2-2000對應亞洲采用的“錐/錐”量規(guī)體系，因此，目前國內存在55°密封管螺紋的GB/T 7306.1-2000和GB/T 7306.2-2000兩個螺紋標準及對應量規(guī)標準。

55°密封管螺紋市場情況復雜，在實際應用中存在不同國家標準之間的區(qū)別，在實際應用中增加了管件的制造風險和識別難度，對生產(chǎn)及使用造成了一定的技術障礙。生產(chǎn)及使用方要制定內控措施，從而避免因各項差異造成廢品損失及失效，有效提升產(chǎn)品的國際和國內市場競爭力。

1 燃氣輸送用不銹鋼波紋軟管使用要求

燃氣輸送用不銹鋼波紋軟管根據(jù)需求長度截取，不采用波紋管和接頭焊接加工方式連接，而通過壓并不銹鋼波紋管的若干圈數(shù)，形成具有一定強度的平端面，通過平端面的外徑或卡墊阻擋螺母從軟管上脫出，及在安裝緊固過程中承載軸向拉力實現(xiàn)緊固功能。見圖1所示。

圖1 燃氣輸送用不銹鋼波紋軟管承載結構

根據(jù)上述使用要求及安裝結構，燃氣輸送用不銹鋼波紋軟管及管件連接的密封是應用密封圈完成，燃氣輸送所用的不銹鋼波紋軟管與對接的接頭通過螺母旋緊，密封圈承載軸向鎖緊，實現(xiàn)對軟管的壓并端面、密封圈、配對接頭進行連接和密封，因此，屬于非密封管螺紋密封形式。

GB/T 7307-2001《55°非密封管螺紋》的適用范圍：管子、閥門、管接頭、旋塞及其他管路附件的螺紋連接。若要求此連接具有密封性，應在螺紋以外設計密封面結構（例如圓錐面、平端面等）。在密封面內添加合適的密封介質，利用螺紋將密封面鎖緊密封。

圓柱管螺紋密封原理符合 GB/T 7307-2001的內螺紋和外螺紋，通過徑向旋轉力矩產(chǎn)生螺紋副的軸向移動，螺紋副軸向移動對密封圈產(chǎn)生軸向鎖緊，實現(xiàn)密封，如圖2所示。因此，燃氣輸送用不銹鋼波紋軟管密封類型符合GB/T 7307-2001中的密封要求，如圖3所示。

圖2 符合GB/T 7307-2001標準的圓柱管螺紋的外螺紋和內螺紋

圖3 符合GB/T 7307-2001標準的接頭與螺母通過密封圈密封

2 關于GB/T 7306.1-2000標準要求的解析

GB/T 7306.1-2000適用范圍為：管子、閥門、管接頭、旋塞及其他管路附件的螺紋連接。允許在螺紋副內添加合適的密封介質，例如在螺紋表面纏膠帶、涂密封膠等。

GB/T 7306.1-2000中相關要求即圓柱內螺紋與圓錐外螺紋配合的螺紋副的螺紋標準要求。一般情況下，柱/錐配合應用于各種低壓、靜載荷的場合，如圖4所示。

圖4 符合GB/T 7306.1-2000標準的圓柱內螺紋與圓錐外螺紋

圓柱內螺紋與圓錐外螺紋密封原理：兩者的設計基準為基準平面，理想狀態(tài)下通過旋合，在基準平面重合下, 嚙合螺紋在基準平面實現(xiàn)最小的間隙量，嚙合間隙通過密封介質充填，如表面纏膠帶、涂密封膠封堵，消除泄漏現(xiàn)象。因為加工誤差，及為提高接頭的互換性，標準規(guī)定了圓柱內螺紋和圓錐外螺紋基準平面的制造公差，滿足要求時，實現(xiàn)同一螺紋副的互換性。密封如圖5所示。

圖5 符合GB/T 7306.1-2000標準的圓柱內螺紋與圓錐外螺紋密封

如果對該密封結構引入密封圈結構進行密封，當連接不能實現(xiàn)設計的嚙合狀態(tài)時，如圓錐外螺紋基準面旋合不到與圓柱內螺紋的基準面重合，就會存在嚙合螺紋之間間隙較大的問題。因為螺紋之間旋合接觸面積減少，導致承載強度降低，在軸向載荷作用下可能存在螺紋連接失效的現(xiàn)象。連接如圖6所示。

圖6 圓柱內螺紋與圓錐外螺紋基準平面偏離

當圓柱內螺紋較深時，圓柱內螺紋與圓錐外螺紋基準平面重合，但是圓錐接頭端面未與密封圈接觸或鎖緊現(xiàn)象，存在安全隱患,如圖7所示。

圖7 圓柱內螺紋與圓錐外螺紋基準平面重合時密封可能存在的隱患

3 關于GB/T 7306.2-2000標準要求的解析

GB/T 7306.2-2000中的適用范圍為：管子、閥門、管接頭、旋塞及其他管路附件的螺紋連接。允許在螺紋副內添加合適的密封介質，例如在螺紋表面纏膠帶、涂密封膠等。

GB/T 7306.2-2000是圓錐內螺紋與圓錐外螺紋配合的螺紋標準要求，即“錐/錐”配合。只有在內外螺紋的錐度、螺紋牙形、圓度等形狀誤差都能有效控制時才能實現(xiàn)密封，因此，錐/錐配合更難形成密封。

但是錐/錐配合一旦實現(xiàn)密封，則非常可靠，適合在中、高壓及變負荷情況下采用。圓錐內螺紋與圓錐外螺紋如圖8所示。

圖8 符合GB/T 7306.2-2000標準的圓錐內螺紋與圓錐外螺紋

圓錐內螺紋與圓錐外螺紋密封原理：兩者的設計基準為基準平面，在設計嚙合狀態(tài)時，兩基準平面重合，實現(xiàn)螺紋之間完全嚙合。在嚙合的螺紋副內，實現(xiàn)最小的間隙量，間隙通過充填密封介質，如表面纏膠帶、涂密封膠封堵，消除泄漏現(xiàn)象?？紤]加工誤差及提高接頭的互換性，因此，標準規(guī)定了圓錐內螺紋基準平面及圓錐外螺紋基準平面的制造公差，公差滿足要求時，實現(xiàn)同一規(guī)格型號的互換性，如圖9所示。

圖9 符合GB/T 7306.2-2000標準的圓錐內螺紋與圓錐外螺紋密封

這種密封結構，如果采用密封圈結構密封，當連接不能實現(xiàn)設計嚙合的狀態(tài)時，如圓錐外螺紋基準面旋合不到圓錐內螺紋的基準面，存在螺紋之間間隙較大。因為，螺紋之間旋合接觸面積減少，導致承載強度低，在軸向載荷作用下存在螺紋連接失效的現(xiàn)象，如圖10所示。

圖10 圓錐內螺紋與圓錐外螺紋基準平面偏離

當圓錐螺紋接頭深度較深，圓錐內螺紋與圓錐外螺紋基準面重合時，圓錐外螺紋接頭端面未與密封圈接觸或鎖緊，存在安全隱患。如圖11所示。

圖11 圓錐內螺紋與圓錐外螺紋基準平面重合時密封可能存在安全隱患

綜 上 所 述， GB/T 7306.1-2000 和 GB/T 7306.2-2000螺紋密封原理：兩者的螺紋密封基于內螺紋接頭與外螺紋接頭在設計基準面重合，實現(xiàn)內螺紋與外螺紋在規(guī)定的位置間隙量最小，通過在間隙里充填纏膠帶、涂密封膠等實現(xiàn)密封。因此，GB/T 26002-2010作為不定尺管，安裝結構及使用方法不適用于采用 GB/T 7306.1-2000 或 GB/T 7306.2-2000密封螺紋。如果接頭采用符合上述標準的密封螺紋，且采用密封圈進行密封，都未規(guī)范使用螺紋密封，存在安全隱患。

4 GB/T 7306.1-2000或GB/T 7306.2-2000及其密封管螺紋量規(guī)國內現(xiàn)狀

在國內GB/T 7306.1-2000標準螺紋用的工作量規(guī)執(zhí)行標準：GB/T 22091.1-2008《55°密封管螺紋量規(guī) 第1部分：用于檢驗圓柱內螺紋與圓錐外螺紋》；如果國內市場有流通及應用GB/T 7306.1-200標準密封螺紋，螺紋規(guī)應執(zhí)行GB/T 22091.1-2008的RP和R1螺紋規(guī)，以滿足檢驗相關密封螺紋要求。

通過對生產(chǎn)領域、流通領域及螺紋量規(guī)校準機構調查及分析，GB/T 7306.1-2000是為應對歐洲貿(mào)易壁壘制定的對應歐洲“柱/錐”配合螺紋標準的國內螺紋標準。在實際生產(chǎn)應用過程中，該標準未得到使用和執(zhí)行，而是直接以德國工業(yè)標準中“柱/錐”螺紋標準要求及DIN 2999量規(guī)在國內應用和實施，以滿足螺紋產(chǎn)品出口歐洲相關技術要求及國內特定需求，消除相關技術壁壘。因此，國內主要螺紋規(guī)生產(chǎn)廠家未生產(chǎn)執(zhí)行GB/T 22091.1-2008的RP和R1螺紋規(guī)，而是生產(chǎn)基于德國工業(yè)標準DIN 2999的RP和R1螺紋規(guī)，并得到行業(yè)認可和應用。

GB/T 7306.1-2000的行業(yè)現(xiàn)狀，應用方（包括有些檢驗機構）容易在使用過程中出現(xiàn)認知混淆和應用錯誤，把目前使用的RP和R1螺紋認定為符合GB/T 7306.1-2000標準的螺紋。目前，國內DIN2999螺紋規(guī)見圖12。

圖12 DIN 2999 的RP1/2和R1/2螺紋規(guī)

檢驗GB/T 7306.2-2000標準螺紋的工作量規(guī)執(zhí)行標準 ： JB/T 10031-2019《55°密封管螺紋量規(guī)》，螺紋量規(guī)標記為RC工作塞規(guī)和R2工作環(huán)規(guī)，該系列量規(guī)為錐度為1:16完整的外螺紋牙形。但是在實際應用過程中，通過把RC系列量規(guī)完整的外螺紋牙形，通過削螺紋的齒頂u值，形成了螺紋量規(guī)齒頂?shù)钠巾敚a(chǎn)生測量GB/T 7306.2-2000標準螺紋的RB系列螺紋規(guī)，而RB螺紋規(guī)分為RB工作塞規(guī)和RB工作環(huán)規(guī)，RC系列量規(guī)和RB系列螺紋規(guī)都用于檢驗GB/T 7306.2-2000中標準螺紋，但是RB系列螺紋規(guī)得到更廣泛的應用。使用者根據(jù)量規(guī)控制要求進行取舍。

GB/T 7306.2-2000系列密封螺紋為“錐/錐”配合螺紋，具有較高的密封性能，適用于高壓密封場合，但是對加工制造及互換性要求較高，因此，制造成本高，且難于密封，但是實現(xiàn)密封后，密封性較好，所以，在生產(chǎn)及使用中有一定的局限性。GB/T 26002-2010標準中燃氣輸送管適用的輸送氣壓為不大于0.2 MPa，燃氣壓力屬于低壓，因此，從螺紋標準使用需求及經(jīng)濟性，GB/T 26002-2010標準中螺紋要求與 GB/T 7306.2-2000標準螺紋的適用性不相符合及不適用。

5 GB/T 26002-2010中螺紋接頭行業(yè)應用現(xiàn)狀

GB/T 26002-2010標準中沒有要求標志項目中對螺紋接頭規(guī)格進行標記，因此，用戶很難分辨所用螺紋的規(guī)格，導致錯誤認知、使用，及應用的不匹配性，容易產(chǎn)生安全隱患。

目前，從抽查到執(zhí)行GB/T 26002-2010的接頭螺紋為執(zhí)行GB/T 7307-2001標準螺紋，但是標準要求是 GB/T 7306.1-2000或 GB/T 7306.2-2000螺紋，無GB/T 7307-2001相關要求。因此，標準要求與實際應用的不符合，為本標準接頭的使用留下安全隱患。燃氣輸送用不銹鋼波紋軟管生產(chǎn)廠及銷售店對相關標準認知的缺失，導致存在諸多認知錯誤，容易出現(xiàn)無意識的混亂使用，為用戶使用留下安全隱患。且接頭無相關標記，導致監(jiān)督及檢驗不能確定判定依據(jù)，因此，不能有效按照相關標準去進行質量控制和檢驗，為不合格產(chǎn)品的流通提供了市場空間。

目前執(zhí)行GB/T 26002-2010標準軟管生產(chǎn)企業(yè)主要是生產(chǎn)軟管，整卷軟管長度以50 m或其他長度為標稱長度，發(fā)送到客戶那里，不提供接頭?？蛻舾鶕?jù)需要截取相應長度，軟管接頭以客戶自行購買為主，客戶往往不具有專業(yè)知識及量規(guī)去檢驗所用螺紋與其執(zhí)行標準的符合性，及與GB/T 26002-2010標準的符合性，容易導致認為所使用的螺紋就是符合GB/T 26002-2010標準的要求，且把不合格接頭產(chǎn)品與軟管組合后的不合格燃氣輸送用不銹鋼波紋軟管銷售給使用者，留下安全隱患。

6 結語

綜上所述，GB/T 26002-2010中螺紋執(zhí)行GB/T 7307-2001標準要求，而非 GB/T 7306.1-2000或GB/T 7306.2-2000標準要求。從使用及安全角度建議GB/T 26002-2010中應增加螺紋接頭符合GB/T 7307-2001的要求，且積極推薦應用。實現(xiàn)標準導向與實際應用的一致性。

針對 GB/T 26002-2010 中有關 GB/T 7306.1-2000和GB/T 7306.2-2000的螺紋要求，不適用于GB/T 26002-2010，建議刪除，更利于行業(yè)的規(guī)范和統(tǒng)一。或在目前標準增加55°密封管螺紋的特殊環(huán)境下的相關使用要求，為特定需求的生產(chǎn)企業(yè)、使用單位提供相關產(chǎn)品標準指導，規(guī)范行業(yè)發(fā)展。

同時應對GB/T 26002-2010中所用的螺紋接頭增加相關標記，為不具有專業(yè)螺紋知識的普通用戶提供螺紋接頭的識別和選擇指導，為監(jiān)督檢驗及選用提供辨識性，提高燃氣輸送所用的不銹鋼波紋軟管使用安全性。