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Compreendendo os padrões de conexão roscada
dos EUA e internacionais
Conexões roscadas são um dos tipos de conexão de processo mais comuns usados em instrumentação industrial. Eles fornecem uma maneira simples e confiável de conectar sensores, transmissores, medidores e conexões a tubulações e vasos em uma ampla gama de aplicações.
Como as conexões roscadas são frequentemente utilizadas para fixar mecanicamente um dispositivo e evitar vazamento de fluido ou gás, é fundamental selecionar o tipo e o padrão de rosca corretos. Usar o formato de rosca errado ou misturar padrões incompatíveis pode resultar em vedação inadequada, roscas danificadas, vazamentos ou falhas prematuras.
Em alto nível, as conexões roscadas se enquadram em duas categorias principais:
- Fios retos (paralelos)
- Fios cônicos
Entender a diferença entre roscas retas e cônicas, bem como os padrões dos EUA e internacionais que definem suas dimensões e tolerâncias, é essencial para garantir o ajuste adequado, o desempenho de vedação e a confiabilidade a longo prazo em sistemas industriais.
Padrões de rosca reta (paralela)
Fios retos ou paralelos mantêm um diâmetro constante ao longo de todo o seu comprimento. Como as roscas correspondentes não se encaixam ou comprimem umas contra as outras durante a instalação, as roscas retas por si só não formam uma vedação estanque à pressão.
Como resultado, roscas retas são mais frequentemente usadas como conexões de fixação mecânica em vez de conexões de vedação. Quando a prevenção de vazamentos é necessária, a vedação é obtida por meio de um elemento secundário, como um anel de vedação, junta ou arruela. Este componente de vedação é comprimido contra uma superfície usinada à medida que a conexão é apertada, enquanto as roscas simplesmente fornecem a força de fixação e o alinhamento.
Este design torna as roscas retas adequadas para aplicações que exigem posicionamento consistente, montagem repetida ou superfícies de vedação controladas, onde a integridade da vedação é independente do engate da rosca.
Padrões comuns de rosca reta
- NPS (Reto Nacional de Tubos): O padrão dos EUA para roscas retas de tubos
- ISO 228-1: O padrão internacional para threads paralelos
Roscas retas são frequentemente encontradas em aplicações onde é necessário alinhamento preciso, montagem repetível ou remoção frequente.
Padrões de rosca cônica
As roscas cônicas são projetadas especificamente para criar uma vedação estanque à pressão. À medida que as roscas macho e fêmea são engatadas, o afunilamento gradual faz com que os flancos da rosca se comprimam um contra o outro, apertando progressivamente à medida que a conexão é feita. Essa ação de cunha ajuda a selar a conexão à medida que o torque aumenta.
Para garantir uma vedação confiável e sem vazamentos e reduzir o risco de danos ou corrosão na rosca, normalmente é aplicado um composto selante de rosca compatível ou fita de PTFE durante a instalação. Os selantes também facilitam a desmontagem futura, evitando que as roscas se prendam.
Devido à sua capacidade de fixar e vedar uma conexão, as roscas cônicas são a escolha mais comum para instrumentação de processos, particularmente em aplicações que envolvem líquidos, gases e sistemas pressurizados.
EUA Padrão de rosca cônica (NPT)
O principal padrão dos EUA para roscas de tubos cônicos é o NPT (National Pipe Thread), que é definido por ANSI/ASME B1.20.1. Esta norma especifica a geometria da rosca, a conicidade e as tolerâncias dimensionais necessárias para garantir vedação consistente e compatibilidade mecânica entre os fabricantes.
As roscas NPT são projetadas para criar uma vedação estanque à pressão através de uma combinação de interferência de rosca e o uso de um selante de rosca. À medida que as roscas macho e fêmea são apertadas, o perfil cônico faz com que os flancos da rosca se comprimam um contra o outro, aumentando a eficácia da vedação com torque adicional.
Principais características do NPT:
- Taxa de conicidade: 1/16 polegada por polegada, medida como a mudança no diâmetro ao longo da distância
- Selagem de rosca: Obtido através de interferência de rosca e selante
- Tipos de conexão:
- MNPT ou NPT(M) para fios masculinos (externos)
- FNPT ou NPT(F) para fios femininos (internos)
O NPT continua sendo o padrão de rosca dominante para conexões de processos industriais nos Estados Unidos.
Normas Internacionais de Roscas Cônicas (BSPT e ISO)
Os padrões internacionais de rosca cônica são definidos pela EN 10226-2 e ISO 7-1. Essas normas estão intimamente relacionadas a diversas normas nacionais, incluindo:
- Alemão DIN 2999
- Britânico BS 21
- Japonês JIS B0203
O padrão britânico, BS 21, é comumente chamado de BSPT (British Standard Pipe Taper). As conexões BSPT são amplamente utilizadas fora da América do Norte e são comuns em sistemas de instrumentação e tubulação fabricados globalmente. Muitos instrumentos industriais estão disponíveis com conexões de processo BSPT. A disponibilidade varia de acordo com o produto e o fabricante.
Por que os threads NPT e ISO não são intercambiáveis
Embora os threads NPT e ISO/BSPT possam parecer semelhantes, eles não são compatíveis e nunca devem ser usados juntos.
As diferenças incluem:
- Ângulo cônico
- Passo da rosca e roscas por polegada
- Geometria da raiz e da crista
- Tentar encaixar padrões de rosca incompatíveis resultará em má vedação, danos mecânicos ou vazamentos, mesmo que a conexão inicialmente pareça apertar.
Verificando a compatibilidade do thread
Para garantir o ajuste adequado e o desempenho de vedação, medidores de rosca são comumente usados:
- Medidores de plugue para fios femininos
- Medidores de anel para fios masculinos
Essas ferramentas permitem que os técnicos verifiquem a conformidade com o padrão de rosca pretendido e ajudam a evitar erros dispendiosos de instalação.
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