输气站压力表安装差异分析及对策

发布时间:2019-02-22 20:56:59 浏览:次

输气站在安装压力表时,发现仪表的旋入程 度和朝向有所不同,即螺纹之间的配合存在 差异。这种安装差异会影响仪表的连接功能 和密封效果,甚至会损坏接头。为此,本文首 先对输气站的压力表及其接头的螺纹规格 进行归类,然后分析加工精度和螺纹类型对 螺纹连接的影响。最后基于分析结果,对输 气站的压力表安装及密封方式提出了相应的 建议。

压力表在油气行业的应用十分广泛,能有效测 量管道内流体的压力,保障管道输送的安全性和可 控性。压力表的安装要求牢固且密封良好,不能存 在泄漏现象,特别是对于天然气这种易燃易爆的介 质。而在输气站安装压力表时发现,螺纹的旋入程 度和表盘的最终朝向是不尽相同的,这表明压力表 与接头的螺纹配合是有差异的。若螺纹旋入程度低 则密封不足,若使用扳手强行旋入过多则易损坏接 头。对此,有必要分析压力表安装差异的原因,找到 螺纹连接的配合规律,结合相应的密封方式来保障 压力表的安装效果。

1.压力表安装差异

输气站在安装压力表时,为保护管道焊接式接 头,常附加二阀组或转换接头来连接压力表。而压 力表的安装程度并不完全一致,无论是旋入到接头 的圈数还是表盘的最终朝向都有所差异。将同一块 压力表分别与二阀组、转换接头进行手动连接,拧 紧后的效果如图1所示。

从图1中可以看出,压力表与不同接头连接时, 旋入程度和朝向是有明显差别的。压力表与接头是 通过螺纹旋合连接的,即螺纹之间的配合有差异, 这种差异可能来自螺纹的加工精度或螺纹标准的差异。

对输气站压力表及其接头的螺纹规格进行统 计,常用的螺纹规格如表1所示。

表1压力表及接头的螺纹规格

型号(表盘直径)

Y-60Y-65

Y-100Y-150

常用

螺纹

公制螺纹

M10X1.5M14X1.5

M20X1.5

英制螺纹

G1/4"G1/8"

G3/8"G1/2"G3/4"

美制螺纹

1/4NPT

1/2NPT

 

2.管螺纹的分类

输气站使用的螺纹类型有英制、美制和公制3 种,这是按螺纹标准进行的分类。英制管螺纹为牙 型角55。惠氏螺纹;美制管螺纹为60°布氏螺纹; 公制管螺纹为60。的米制螺纹,但仅在少数国家使 用,应用上有所限制。管螺纹的分类及代号,如表2 所示。

表2管螺纹按螺纹标准分类

螺纹标准

螺纹分类

英制管螺纹

一般密封管螺纹R)、非密封管螺纹G) 旧英制管螺纹PTPF)

美制管螺纹

一般密封管螺纹NPTNPSC)、 干密封管螺纹NPTFetc) 非密封管螺纹NPSMetc)

公制管螺纹

一般密封管螺纹MeMp)、非密封管螺纹M)

 

管螺纹的主要功能是连接和密封。根据密封性 可将管螺纹分为非密封管螺纹、一般密封管螺纹和 干密封管螺纹。非密封管螺纹不具备密封性,一般 为圆柱管螺纹,这种螺纹连接时要在结合面加入垫 片,通过压紧垫片形成密封。密封管螺纹一般为锥 管螺纹,通过锥形结构和吻合的螺纹牙形来密封。 干密封管螺纹不需要借助任何填料就能完全密封, 而一般密封管螺纹需要在螺纹副内缠绕生料带来 保证密封效果。

3.管螺纹的连接

3.1加工精度对螺纹连接的影响

管螺纹的加工多采用车削、铣削和滚压方式, 车削和铣削是采用切除材料的方法加工,滚压是采 用使材料塑性变形的方法加工,生产效率更高且表 面粗糙度更小。加工方式和加工过程控制的不同, 可能会对螺纹的精度产生影响。将同一块压力表与 三个同一规格类型的二阀组进行连接,手动拧紧后 的效果如图2所示。

从图2中可以看出,压力表与同一规格的二阀组 连接时,旋入程度是基本相同的,但是表盘的最终 朝向不同。这表明加工精度对螺纹配合的影响有 限的,主要体现在表盘的最终朝向上,而不会导致 在旋入程度上有很大差异。

3.2 螺纹类型对螺纹连接的影响

管螺纹的配合形式有“锥/锥”配合、“柱/锥” 配合和“柱/柱”配合。前两种配合形式的螺纹在旋 入过程中会越拧越紧,在螺纹副形成有效的密封 面。而“柱/柱”配合形式可以使螺纹旋进到底,在螺纹副处没有密封点。需要指出的是,对于14牙系 列的英制管螺纹和美制管螺纹,管径是相近的,能 够勉强破坏性连接,即不同类型的螺纹可以混合使 用,而这种情况在现场操作中经常出现。

由表1可知,常用的螺纹类型为NPT系列螺 纹和G系列螺纹,M系列螺纹主要用于锅炉水管 等低压管道上。工艺管道上的压力表型号主要为 Y-100,这种尺寸压力表及接头的螺纹规格为G1/2" 和1/2NPT查阅管螺纹标准尺寸,G1/2"螺纹和北京赛车pk10计划直播 1/2NPT螺纹在尺寸如表3所示。

表3螺纹标准尺寸

螺纹

规格

25.4mm内包

含的牙数n

螺距P

牙高h

大径D

中径d2

小径

mm

1/2NPT

14

1.814

1.451

21.224

19.772

18.321

G1/2"

14

1.814

1.162

20.955

19.793

18.631

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从表3中可以看出,G1/2"螺纹和1/2NPT螺纹在 尺寸上相差很小。通过对不同螺纹进行连接对比, 来分析螺纹的配合差异。为便于分析,选取两组二 阀组作为研究对象,因为二阀组本体上标明了螺纹 的类型及尺寸,且兼具内螺纹和外螺纹,可重复试

验。螺纹连接组合分为:

①G内螺纹+G外螺纹;②NPT内螺纹+NPT外螺纹;

③G内螺纹+NPT外螺纹;

④NPT内螺纹+G外螺纹。

分别进行连接后,螺纹之间的配合情况如图3 所示。

从图3中可以看出:

两个G螺纹G系列螺纹简称,下同)连接, 螺纹可以旋入至底,配合度很高,但旋入过程并非 越拧越紧,螺纹副不具备密封功能,需要在结合面 加入垫片来密封。

两个NPT螺纹NPT系列螺纹简称,下同 连接,旋入程度较高,且旋入过程越拧越紧,螺纹 副具有一定的密封性,配合生料带能有效密封。

G内螺纹与NPT外螺纹连接,旋入程度 也较高。由表3可知,G螺纹的小径和中径都要略大 NPT螺纹,仅大径比NPT螺纹小,即G螺纹要略 大于NPT螺纹,使得NPT螺纹也能旋入到很深的 程度。

相比于其他组合,G外螺纹旋入到NPT 螺纹的圈数要低的多,配合度较差。

上述分析表明:螺纹类型差异对螺纹配合的影 响是较大的,在旋入程度上有明显差异。对于G 纹的压力表,尽量选用G螺纹的接头,保证螺纹的 连接功能与密封效果。对于NPT螺纹的压力表,接头类型的适应性相对广一些,一般来说都能有较好 的旋入程度。但是较好的旋入程度并不意味着较高 的密封性, 为此还要对密封性进行分析。

4.压力表的密封方式

输气站压力表安装的密封性对生产安全至关 重要,而螺纹之间的配合程度对密封效果有较大影 响。同类螺纹进行连接,配合度较高,有利于密封。 不同类的螺纹连接,配合程度是有差异的,而且由 于牙型角不同,旋紧时会将螺纹齿挤压变形,使得 原本的面密封变成线密封,如图4所示。

当密封性下降时,现场一般会将压力表拧更 紧,相比于同类螺纹的锥形受力面,不同类型的螺 纹连接时的受力点为圆线,导致外螺纹受力集中且 不均匀,受力过大易损坏螺纹,例如转换接头的内 螺纹端常出现裂缝。

输气站安装压力表时,常用的两种密封方法是 缠绕生料带和添加垫片。一般情况下,对于锥形螺 纹的压力表采用缠绕生料带的方式在螺纹副形成密 封,对于柱形螺纹的压力表采用添加垫片的方式在 结合面处形成密封。

缠绕生料带时要注意缠绕方向,应与压力表的 旋入方向相反,且在缠绕过程中要拉紧生料带,让 生料带紧密贴在螺纹上。随着螺纹旋紧,生料带能 充分均匀地填充在螺纹齿与螺纹齿之间,从而起到 的密封效果。生料带的缠绕以旋紧、不漏为准,根据 生料带厚度的不同,缠绕圈数在4〜10圈不等。

垫片密封是将垫片置于结合面处挤压至变形, 使垫片两面均能与结合面完全贴合,从而形成密 封。对于“柱/柱”配合的螺纹连接,使用垫片能有 较好的密封效果。若是“柱/锥”配合方式,螺纹的 配合度可能存在差异,螺纹不能旋入很深的程度,

不能有效挤压垫片,从而导致垫片与结合面之间存 在空隙,起不到良好的密封效果。对于此类情况,建 议同时使用缠绕生料带和添加垫片的方式,来保障 压力表安装的密封效果。

5.结论与建议

压力表安装差异主要由螺纹类型不同所致,同 类螺纹连接有较好的配合度和密封性,不同类型的 螺纹连接在配合度上有差异且不利于密封。加工精 度对螺纹配合影响较小,主要体现在表盘的最终朝 向上,对配合度和密封性的影响很小。

锥形螺纹采用缠绕生料带的方式密封, 柱形螺 纹采用添加垫片的方式密封。“柱/”螺纹配合时 建议同时采用缠绕生料带和添加垫片的方式来加强 密封。

压力表及其接头的螺纹类型,应当在仪表台账 中备注清楚,安装压力表时尽量使用同类螺纹的接 头,减少不必要的女装冋题。