岳高東 / 浙江方圓檢測集團(tuán)股份有限公司

0 引言

燃?xì)廨斔陀貌讳P鋼波紋軟管是目前燃?xì)夤苤兄匾囊粋€(gè)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(diǎn)少，安裝方便，外形美觀，使用壽命長，可大大降低改造費(fèi)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(lǐng)域使用比較廣泛，是燃?xì)獍踩褂玫囊环N重要金屬軟管。

根據(jù)GB/T 26002-2010《燃?xì)廨斔陀貌讳P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(yīng)符合的規(guī)定：螺紋管件應(yīng)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(yīng)符合GB/T 7306.1-2000《55°密封管螺紋 第 1 部分 ：圓柱內(nèi)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(nèi)螺紋與圓錐外螺紋》的規(guī)定。因此，螺紋接口采用的螺紋應(yīng)符合GB/T 7306.1-2000或GB/T 7306.2-2000的規(guī)定，且標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)規(guī)格要求。因此，本文根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中連接螺紋要求，對燃?xì)廨斔陀貌讳P鋼波紋軟管的使用環(huán)境和使用要求進(jìn)行解析，剖析存在的問題。

目前，55°密封管螺紋有兩套技術(shù)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(gè)技術(shù)體系使用不同的螺紋規(guī)進(jìn)行檢驗(yàn)。兩套技術(shù)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(biāo)準(zhǔn)是按照“錐/錐”配合體系設(shè)計(jì)，采用了圓錐螺紋塞規(guī)和圓錐螺紋環(huán)規(guī)。該體系設(shè)計(jì)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)由德國主導(dǎo)，按照“柱/錐”配合體系設(shè)計(jì)，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(yàn)。即2000 年標(biāo)準(zhǔn)修改后，給歐洲以外生產(chǎn)55°密封管螺紋的國家進(jìn)入國際市場制造了技術(shù)壁壘。而亞洲國家仍多采用錐/錐配合。

為了應(yīng)對標(biāo)準(zhǔn)變化，滿足出口歐洲及亞洲市場需求及交流需求，國內(nèi)GB/T 7306.1-2000對應(yīng)歐洲采用的 “柱/錐”量規(guī)體系，GB/T 7306. 2-2000對應(yīng)亞洲采用的“錐/錐”量規(guī)體系，因此，目前國內(nèi)存在55°密封管螺紋的GB/T 7306.1-2000和GB/T 7306.2-2000兩個(gè)螺紋標(biāo)準(zhǔn)及對應(yīng)量規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。

55°密封管螺紋市場情況復(fù)雜，在實(shí)際應(yīng)用中存在不同國家標(biāo)準(zhǔn)之間的區(qū)別，在實(shí)際應(yīng)用中增加了管件的制造風(fēng)險(xiǎn)和識別難度，對生產(chǎn)及使用造成了一定的技術(shù)障礙。生產(chǎn)及使用方要制定內(nèi)控措施，從而避免因各項(xiàng)差異造成廢品損失及失效，有效提升產(chǎn)品的國際和國內(nèi)市場競爭力。

1 燃?xì)廨斔陀貌讳P鋼波紋軟管使用要求

燃?xì)廨斔陀貌讳P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(qiáng)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(shí)現(xiàn)緊固功能。見圖1所示。

圖1 燃?xì)廨斔陀貌讳P鋼波紋軟管承載結(jié)構(gòu)

根據(jù)上述使用要求及安裝結(jié)構(gòu)，燃?xì)廨斔陀貌讳P鋼波紋軟管及管件連接的密封是應(yīng)用密封圈完成，燃?xì)廨斔退玫牟讳P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(shí)現(xiàn)對軟管的壓并端面、密封圈、配對接頭進(jìn)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(yīng)在螺紋以外設(shè)計(jì)密封面結(jié)構(gòu)（例如圓錐面、平端面等）。在密封面內(nèi)添加合適的密封介質(zhì)，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(nèi)螺紋和外螺紋，通過徑向旋轉(zhuǎn)力矩產(chǎn)生螺紋副的軸向移動(dòng)，螺紋副軸向移動(dòng)對密封圈產(chǎn)生軸向鎖緊，實(shí)現(xiàn)密封，如圖2所示。因此，燃?xì)廨斔陀貌讳P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(biāo)準(zhǔn)的圓柱管螺紋的外螺紋和內(nèi)螺紋

圖3 符合GB/T 7307-2001標(biāo)準(zhǔn)的接頭與螺母通過密封圈密封

2 關(guān)于GB/T 7306.1-2000標(biāo)準(zhǔn)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(nèi)添加合適的密封介質(zhì)，例如在螺紋表面纏膠帶、涂密封膠等。

GB/T 7306.1-2000中相關(guān)要求即圓柱內(nèi)螺紋與圓錐外螺紋配合的螺紋副的螺紋標(biāo)準(zhǔn)要求。一般情況下，柱/錐配合應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)的圓柱內(nèi)螺紋與圓錐外螺紋

圓柱內(nèi)螺紋與圓錐外螺紋密封原理：兩者的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為基準(zhǔn)平面，理想狀態(tài)下通過旋合，在基準(zhǔn)平面重合下, 嚙合螺紋在基準(zhǔn)平面實(shí)現(xiàn)最小的間隙量，嚙合間隙通過密封介質(zhì)充填，如表面纏膠帶、涂密封膠封堵，消除泄漏現(xiàn)象。因?yàn)榧庸ふ`差，及為提高接頭的互換性，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了圓柱內(nèi)螺紋和圓錐外螺紋基準(zhǔn)平面的制造公差，滿足要求時(shí)，實(shí)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(biāo)準(zhǔn)的圓柱內(nèi)螺紋與圓錐外螺紋密封

如果對該密封結(jié)構(gòu)引入密封圈結(jié)構(gòu)進(jìn)行密封，當(dāng)連接不能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的嚙合狀態(tài)時(shí)，如圓錐外螺紋基準(zhǔn)面旋合不到與圓柱內(nèi)螺紋的基準(zhǔn)面重合，就會(huì)存在嚙合螺紋之間間隙較大的問題。因?yàn)槁菁y之間旋合接觸面積減少，導(dǎo)致承載強(qiáng)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(nèi)螺紋與圓錐外螺紋基準(zhǔn)平面偏離

當(dāng)圓柱內(nèi)螺紋較深時(shí)，圓柱內(nèi)螺紋與圓錐外螺紋基準(zhǔn)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(nèi)螺紋與圓錐外螺紋基準(zhǔn)平面重合時(shí)密封可能存在的隱患

3 關(guān)于GB/T 7306.2-2000標(biāo)準(zhǔn)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(nèi)添加合適的密封介質(zhì)，例如在螺紋表面纏膠帶、涂密封膠等。

GB/T 7306.2-2000是圓錐內(nèi)螺紋與圓錐外螺紋配合的螺紋標(biāo)準(zhǔn)要求，即“錐/錐”配合。只有在內(nèi)外螺紋的錐度、螺紋牙形、圓度等形狀誤差都能有效控制時(shí)才能實(shí)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(shí)現(xiàn)密封，則非?？煽?，適合在中、高壓及變負(fù)荷情況下采用。圓錐內(nèi)螺紋與圓錐外螺紋如圖8所示。

圖8 符合GB/T 7306.2-2000標(biāo)準(zhǔn)的圓錐內(nèi)螺紋與圓錐外螺紋

圓錐內(nèi)螺紋與圓錐外螺紋密封原理：兩者的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為基準(zhǔn)平面，在設(shè)計(jì)嚙合狀態(tài)時(shí)，兩基準(zhǔn)平面重合，實(shí)現(xiàn)螺紋之間完全嚙合。在嚙合的螺紋副內(nèi)，實(shí)現(xiàn)最小的間隙量，間隙通過充填密封介質(zhì)，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(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了圓錐內(nèi)螺紋基準(zhǔn)平面及圓錐外螺紋基準(zhǔn)平面的制造公差，公差滿足要求時(shí)，實(shí)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(biāo)準(zhǔn)的圓錐內(nèi)螺紋與圓錐外螺紋密封

這種密封結(jié)構(gòu)，如果采用密封圈結(jié)構(gòu)密封，當(dāng)連接不能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)嚙合的狀態(tài)時(shí)，如圓錐外螺紋基準(zhǔn)面旋合不到圓錐內(nèi)螺紋的基準(zhǔn)面，存在螺紋之間間隙較大。因?yàn)椋菁y之間旋合接觸面積減少，導(dǎo)致承載強(qiáng)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(nèi)螺紋與圓錐外螺紋基準(zhǔn)平面偏離

當(dāng)圓錐螺紋接頭深度較深，圓錐內(nèi)螺紋與圓錐外螺紋基準(zhǔn)面重合時(shí)，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(nèi)螺紋與圓錐外螺紋基準(zhǔn)平面重合時(shí)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(nèi)螺紋接頭與外螺紋接頭在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)面重合，實(shí)現(xiàn)內(nèi)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(shí)現(xiàn)密封。因此，GB/T 26002-2010作為不定尺管，安裝結(jié)構(gòu)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(biāo)準(zhǔn)的密封螺紋，且采用密封圈進(jìn)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(nèi)現(xiàn)狀

在國內(nèi)GB/T 7306.1-2000標(biāo)準(zhǔn)螺紋用的工作量規(guī)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 22091.1-2008《55°密封管螺紋量規(guī) 第1部分：用于檢驗(yàn)圓柱內(nèi)螺紋與圓錐外螺紋》；如果國內(nèi)市場有流通及應(yīng)用GB/T 7306.1-200標(biāo)準(zhǔn)密封螺紋，螺紋規(guī)應(yīng)執(zhí)行GB/T 22091.1-2008的RP和R1螺紋規(guī)，以滿足檢驗(yàn)相關(guān)密封螺紋要求。

通過對生產(chǎn)領(lǐng)域、流通領(lǐng)域及螺紋量規(guī)校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)調(diào)查及分析，GB/T 7306.1-2000是為應(yīng)對歐洲貿(mào)易壁壘制定的對應(yīng)歐洲“柱/錐”配合螺紋標(biāo)準(zhǔn)的國內(nèi)螺紋標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用過程中，該標(biāo)準(zhǔn)未得到使用和執(zhí)行，而是直接以德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中“柱/錐”螺紋標(biāo)準(zhǔn)要求及DIN 2999量規(guī)在國內(nèi)應(yīng)用和實(shí)施，以滿足螺紋產(chǎn)品出口歐洲相關(guān)技術(shù)要求及國內(nèi)特定需求，消除相關(guān)技術(shù)壁壘。因此，國內(nèi)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(biāo)準(zhǔn)DIN 2999的RP和R1螺紋規(guī)，并得到行業(yè)認(rèn)可和應(yīng)用。

GB/T 7306.1-2000的行業(yè)現(xiàn)狀，應(yīng)用方（包括有些檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)）容易在使用過程中出現(xiàn)認(rèn)知混淆和應(yīng)用錯(cuò)誤，把目前使用的RP和R1螺紋認(rèn)定為符合GB/T 7306.1-2000標(biāo)準(zhǔn)的螺紋。目前，國內(nèi)DIN2999螺紋規(guī)見圖12。

圖12 DIN 2999 的RP1/2和R1/2螺紋規(guī)

檢驗(yàn)GB/T 7306.2-2000標(biāo)準(zhǔn)螺紋的工作量規(guī)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) ： JB/T 10031-2019《55°密封管螺紋量規(guī)》，螺紋量規(guī)標(biāo)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(shí)際應(yīng)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?，產(chǎn)生測量GB/T 7306.2-2000標(biāo)準(zhǔn)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(yàn)GB/T 7306.2-2000中標(biāo)準(zhǔn)螺紋，但是RB系列螺紋規(guī)得到更廣泛的應(yīng)用。使用者根據(jù)量規(guī)控制要求進(jìn)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(shí)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(biāo)準(zhǔn)中燃?xì)廨斔凸苓m用的輸送氣壓為不大于0.2 MPa，燃?xì)鈮毫儆诘蛪?，因此，從螺紋標(biāo)準(zhǔn)使用需求及經(jīng)濟(jì)性，GB/T 26002-2010標(biāo)準(zhǔn)中螺紋要求與 GB/T 7306.2-2000標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)用現(xiàn)狀

GB/T 26002-2010標(biāo)準(zhǔn)中沒有要求標(biāo)志項(xiàng)目中對螺紋接頭規(guī)格進(jìn)行標(biāo)記，因此，用戶很難分辨所用螺紋的規(guī)格，導(dǎo)致錯(cuò)誤認(rèn)知、使用，及應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)螺紋，但是標(biāo)準(zhǔn)要求是 GB/T 7306.1-2000或 GB/T 7306.2-2000螺紋，無GB/T 7307-2001相關(guān)要求。因此，標(biāo)準(zhǔn)要求與實(shí)際應(yīng)用的不符合，為本標(biāo)準(zhǔn)接頭的使用留下安全隱患。燃?xì)廨斔陀貌讳P鋼波紋軟管生產(chǎn)廠及銷售店對相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)知的缺失，導(dǎo)致存在諸多認(rèn)知錯(cuò)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(guān)標(biāo)記，導(dǎo)致監(jiān)督及檢驗(yàn)不能確定判定依據(jù)，因此，不能有效按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)去進(jìn)行質(zhì)量控制和檢驗(yàn)，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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)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(yīng)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(yàn)所用螺紋與其執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的符合性，及與GB/T 26002-2010標(biāo)準(zhǔn)的符合性，容易導(dǎo)致認(rèn)為所使用的螺紋就是符合GB/T 26002-2010標(biāo)準(zhǔn)的要求，且把不合格接頭產(chǎn)品與軟管組合后的不合格燃?xì)廨斔陀貌讳P鋼波紋軟管銷售給使用者，留下安全隱患。

6 結(jié)語

綜上所述，GB/T 26002-2010中螺紋執(zhí)行GB/T 7307-2001標(biāo)準(zhǔn)要求，而非 GB/T 7306.1-2000或GB/T 7306.2-2000標(biāo)準(zhǔn)要求。從使用及安全角度建議GB/T 26002-2010中應(yīng)增加螺紋接頭符合GB/T 7307-2001的要求，且積極推薦應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)向與實(shí)際應(yīng)用的一致性。

針對 GB/T 26002-2010 中有關(guān) 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?；蛟谀壳皹?biāo)準(zhǔn)增加55°密封管螺紋的特殊環(huán)境下的相關(guān)使用要求，為特定需求的生產(chǎn)企業(yè)、使用單位提供相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)，規(guī)范行業(yè)發(fā)展。

同時(shí)應(yīng)對GB/T 26002-2010中所用的螺紋接頭增加相關(guān)標(biāo)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(dǎo)，為監(jiān)督檢驗(yàn)及選用提供辨識性，提高燃?xì)廨斔退玫牟讳P鋼波紋軟管使用安全性。