國家散熱器質量監督檢驗中心高級工程師 王力光
2014年國家監督抽查質量情況
國家散熱器質量監督檢驗中心高級工程師 王力光
散熱器產品螺紋技術分析報告
2014年第四批國家監督抽查采暖散熱器產品,對北京、天津、河北、河南、內蒙古、遼寧、吉林、浙江、山東、山西、甘肅11個省、直轄市、自治區90家企業生產的89個產品進行了抽樣檢驗,河北省任丘市德盛榮采暖設備廠拒檢。檢驗合格產品76個,不合格產品14個,產品合格率為84.4%,與2013年的69.6合格率相比有較大提高。本次抽查大中企業合格率分別為100%、87.5%,抽查的小型企業49家,占本次抽查企業總數的54%,而抽查合格率僅為77.6%,低于平均合格率。今年監督抽查檢測不合格項目及其產生的主要原因和2013年類同。

2014年第4批采暖散熱器產品質量國家監督抽查檢測項目統計表
多年來主要不合格項目集中于螺紋精度、散熱量、組裝式散熱器的同側面進出口中心距及復合散熱器的脹接質量,從監督抽查檢測項目統計表結果可以看出,不合格項目中螺紋質量所占比率最大,無論是大企業還是小企業,螺紋質量不合格問題在采暖散熱器產品中都比較多,散熱器螺紋孔精度不合格主要表現是:用螺紋檢測規檢測時通規不通或止規不止,使用時螺紋起不到應有的作用,以致產生螺紋連接處發生滴漏跑水事故。今天在這里我主要介紹一些與管螺紋相關的一些技術問題。在采暖散熱器和供暖系統連接及組裝時,使用的螺紋基本都是管螺紋,涉及螺紋的標準有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》、GB/T 7307-2001《55°非密封管螺紋管螺紋 非螺紋密封的管螺紋》和JG/T 6-1999《采暖散熱器系列參數、螺紋及配件》(該標準部分技術指標已過期)。
大家都知道,采暖散熱器上使用的管螺紋是位于管壁上用于連接的螺紋,有55°非密封管螺紋和55°密封管螺紋,主要用來進行管道的連接,使其內外螺紋的配合緊密,而且有直管和錐管兩種。
常見的管螺紋主要包括以下幾種:NPT、PT、G等。
NPT是——National(American)Pipe Thread的縮寫,屬于美國標準的60度錐管螺紋,用于北美地區,國標查閱GB/ T12716-1991。
PT是——Pipe Thread 的縮寫,是55度密封圓椎管螺紋,屬于惠氏螺紋家族,多用于歐洲及英聯邦國家,常用于水及煤氣管行業,錐度1∶16,國標查閱GB/ T7306—2000。國內叫法為ZG.。
G是55度非螺紋密封管螺紋,也是屬惠氏螺紋家族。標記為G代表圓柱螺紋。國標查閱GB/T7307-2001。
公制螺紋與英制螺紋的區別:公制螺紋用螺距來表示,美英制螺紋用每英寸內的螺紋牙數來表示;公制螺紋是60°等邊牙型,英制螺紋是等腰55°牙型,美制螺紋為等腰60°牙型。
目前,英制管螺紋已被北美洲以外的國家所普遍接受,廣泛的應用于國際貿易中。
英制密封管螺紋有兩種配合方式,“柱/錐”和“錐/錐”(GB/T 7306.1標準和GB/T 7306.2標準)。兩種英制密封管螺紋使用不同的螺紋環規(圓柱螺紋環規和圓錐螺紋環規)和螺紋塞規(基準平面的位置不同,兩者基準平面相距半牙)。歐洲國家主要采用“柱/錐”配合螺紋;而歐洲以外國家則主要采用“錐/錐”配合螺紋.同一個密封管螺紋件,歐洲國家檢驗合格的管螺紋,歐洲以外國家檢驗則可能不合格。國際貿易中一定要注意這種差異否則可能出現廢品。2000年以后,ISO的英制密封管螺紋標準及其量規標準是按“柱/錐”配合體系設計的,[目前的ISO英制密封管螺紋量規標準(ISO 7-2:2000)是按“柱/錐”配合體系設計的] 。我們國家也修訂了英制密封管螺紋國家標準,將原來的一個螺紋標準變為兩個螺紋標準。錐/錐配合:完成全錐面的密封比較困難,往往已經擰得很緊,卻仍然有泄漏。但是一旦實現密封就不會輕易被破壞,適用于高壓動載。柱/錐配合:有密封能力,被大量用于低壓靜載的場合,如水、煤氣管。以此提示設計者要注意兩種配合螺紋的不同且請正確選用。
密封管螺紋具有機械連接和密封兩大功能;而非密封管螺紋僅有機械連接一種功能,所以密封管螺紋的精度要求嚴于非密封管螺紋的精度。有些人看到非密封管螺紋的中徑公差為密封管螺紋中徑公差的一半,認為非密封管螺紋的精度高于密封管螺紋的精度,這種觀點是不正確的,密封管螺紋對牙型精度有要求.其大徑,中徑和小徑的公差是相同的;其牙側角和螺距誤差對密封性能有較大影響,而非密封管螺紋對牙型精度基本沒有要求,其頂徑公差大于中徑公差;其底徑沒有公差要求;另外,有些人認為可以用非密封圓柱內螺紋與密封圓柱外螺紋組成配合,這種觀點也是錯誤的。這樣做就等于放松了密封內螺紋的精度要求,管螺紋的密封就可能出問題,下面分別對密封管螺紋和非密封管螺紋做一些介紹。
1.密封管螺紋(R)
密封管螺紋具有機械連接和密封兩大功能。圓柱內螺紋/圓錐外螺紋,密封機率高,用于低壓靜載,水、煤氣管多為此種配合方式。使用中要在螺紋副內加入密封填料如生膠帶等。由于密封管螺紋的加工精度,裝配與檢測,使用場合等技術的不同,目前的管螺紋標準無法保證所有的符合標準規定的螺紋件都能實現密封。GB/T 7306.2標準圓錐內螺紋/圓錐外螺紋,密封機率低,但不易被破壞,可用于高壓,承受沖擊載荷的場合。JG 148《鋼管散熱器》產品標準和一些企業產品標準的螺紋技術要求采用了GB/T 7306.1標準,其螺紋加工精度要求相對GB/T 7307標準多一些。
英制密封管螺紋的基本尺寸及其公差見表1。
配合方式:
英制密封管螺紋有兩種配合方式:圓柱內螺紋與圓錐外螺紋組成“柱/錐”配合;圓錐內螺紋與圓錐外螺紋組成“錐/錐”配合。
歐洲國家主要采用“柱/錐”配合螺紋;而歐洲以外國家則主要采用“錐/錐”配合螺紋。
螺紋標記:
英制密封管螺紋的完整標記由螺紋特征代號、螺紋尺寸代號和旋向代號組成。
英制密封圓柱內螺紋的特征代號為:RP;
英制密封圓錐內螺紋的特征代號為:RC;
英制密封圓錐外螺紋的特征代號為:R1(與英制密封圓柱內螺紋配合使用);R2(與英制密封圓錐內螺紋配合使用);
左旋螺紋的旋向代號為LH;右旋螺紋的旋向代號省略不標。
對密封管螺紋,利用RP/R1,RC/R2分別表示“柱/錐”和“錐/錐”螺紋副。
例示:
尺寸代號為3/4的右旋圓柱內螺紋:Rp 3/4
尺寸代號為1的右旋圓錐外螺紋:R1 1
尺寸代號為3/4的左旋圓柱內螺紋:Rp 3/4LH
尺寸代號為1的右旋圓錐外與圓柱內螺紋所組成的螺紋副:Rp/ R1 1
螺紋檢具(塞規和環規)上的標識與此相同。
2. 非密封管螺紋
非密封管螺紋僅有機械連接一種功能,其內外螺紋配合后不具有密封性能,密封問題只能靠其他措施來解決,如借助密封圈,在螺紋副之外的端面進行密封,用端面密封材料對安裝部位進行密封,那么,螺紋軸線與螺紋端面的垂直度對其密封性能就起著至關重要的作用。該螺紋多用于靜載下的低壓管路系統。組裝式散熱器使用的螺紋就是這個方式,但是散熱器與供暖系統連螺紋接是由補芯上的“柱/錐”配合方式進行連接的(執行的是GB/T 7306.1標準)。
散熱器絲堵采用柱/柱加彈性橡膠墊圈,組合式散熱器的對絲是加墊圈密封來組裝的。但散熱器與供暖系統連接用的活接螺紋卻是執行GB/T 7306.1標準的圓錐外螺紋,裝配時必須用生膠帶等物料和螺紋共同進行密封。在GB/T 7307標準中指出了,我國標準不推薦用密封管螺紋與非密封管螺紋組成密封螺紋副(G/R)或非密封螺紋副(Rp/G)。ISO標準中的這部分內容是專門照顧個別歐洲國家的習慣做法而設立的,其他國家則基本不存在密封螺紋與非密封螺紋混合配對現象。由此看來散熱器與供熱系統連接的螺紋應符合GB/T 7306.1標準規定。
英制非密封管的基本尺寸及其極限偏差見表2。
螺紋標記:
英制非密封管螺紋的完整標記由螺紋特征代號,螺紋尺寸代號,中徑公差等級代號和旋向代號組成。
英制非密封圓柱螺紋的特征代號為:G 。

表1 GB/T 7306.1—2000 55°密封管螺紋第一部分:圓柱內螺紋與圓錐外螺紋螺紋基本尺寸及其公差表
對英制非密封圓柱內螺紋,其中徑公差等級代號省略不標;而英制非密封圓柱外螺紋的中徑公差等級代號分別為A和B。
左旋螺紋的旋向代號為LH;右旋螺紋的旋向代號省略不標。
當表示英制非密封管螺紋的螺紋副時,僅標注外螺紋的標記代號。
示例:
尺寸代號為1/2的右旋,非密封圓柱內螺紋:G 1/2 。
尺寸代號為3/4的A級,右旋,非密封圓柱外螺紋:G 3/4A 。
尺寸代號為1的B級,左旋,非密封圓柱外螺紋:G 1 B-LH 。
尺寸代號為1 1/2的右旋,非密封圓柱內螺紋與A級圓柱外螺紋組成的螺紋副:G1 1/2A 。
螺紋檢具(塞規環規)上的標識與此相同
螺紋常用的加工方法:加工內孔螺紋的是管螺紋絲錐加工外螺紋的有板牙。

表2 英制非密封管的基本尺寸及其極限偏差
螺紋精度是監督抽查主要項目之一,而且是歷次監督抽查不合格最多的項目。下面,對散熱器產品螺紋精度質量問題提出一點個人看法。螺紋精度不合格的原因主要是管理和制造問題,首先生產企業應嚴格按產品標準規定組織生產,從配件開始控制,做到螺紋精度和形位偏差不合格的零配件不采購、不進廠,在焊裝螺紋配件時嚴格執行工藝文件,確保螺紋配件的裝配質量。嚴把產品出廠檢驗關,各類監督檢驗和驗收檢驗的檢驗都是以出廠狀態的產品為檢驗樣品。散熱器螺紋精度檢測應使用產品標準規定的螺紋檢具(塞規)來進行控制螺紋質量,即對GB/T 7307標準規定的螺紋和GB/T 7306.1標準規定的螺紋,檢驗時使用的螺紋檢具是不同的。由于加工制作和表面噴涂工序過程控制不嚴格,是散熱器螺紋精度不合格的主要原因。如何做好出廠前檢驗工作非常關鍵,各企業都應引起足夠重視。一些企業在進行散熱器內外表面噴涂時,對螺紋孔不采取任何防護措施,致使螺紋表面噴涂上塑粉,嚴重影響螺紋精度和連接的可靠性。正確做法應在噴涂前,用帶有保護螺紋和懸掛裝置的專用工具等方法把各螺紋孔保護起來,有效地避免塑粉噴涂到螺紋孔上,這樣做的企業不太多。這些方法看起來麻煩,但較好地保護了螺紋的加工精度。有的企業在包裝前,用絲錐鉸削掉螺紋表面上的涂層,矯正螺紋焊接熱變形也是可行的。但供貨緊張時,也曾出現過蘿卜快不洗泥的漏洞。我們在這里再次重申,凡是因為塑粉影響螺紋精度的產品一律按不合格處理。
加強散熱器螺紋標準化研究和管理,統一標準,統一檢測方法、正確使用螺紋檢具,也是我們提高散熱器螺紋精度工作一個非常重要環節。
最后讓我們共同攜起手來,為強化質量監督,針對重點區域、重點項目、重點企業加強管理,為提升散熱器產品質量而努力工作!
C
1671-3362(2015)07-0042-04