Al trabajar con sistemas de fluidos o gases, es fundamental seleccionar el tipo correcto de conexión roscada para garantizar conexiones a prueba de fugas. Dos tipos comunes de roscas cónicas son las National Pipe Taper (NPT) y las National Pipe Taper Fuel (NPTF). Comprender sus diferencias y aplicaciones puede ayudarlo a lograr sellos confiables y sin fugas.
Roscas NPT (cono de tubería nacional)
Las roscas NPT están diseñadas principalmente para la conexión mecánica y el sellado de tuberías. Las roscas tienen una conicidad de 1/16 de pulgada por pulgada, lo que ayuda a crear un sello hermético a medida que se acoplan las roscas. Sin embargo, debido al diseño, las roscas NPT generalmente requieren un sellador como cinta de teflón o sellador de tuberías para rellenar los espacios entre las roscas y garantizar una conexión a prueba de fugas. Sin un sellador, los espacios pequeños pueden permitir fugas, en particular con gases o bajo alta presión.
Roscas NPTF (National Pipe Taper Fuel)
Las roscas NPTF, también conocidas como roscas Dryseal, ofrecen un sellado mejorado sin la necesidad de selladores adicionales. Las roscas están diseñadas para aplastarse entre sí a medida que se aprietan, creando de manera efectiva un sello de metal con metal. Esta característica de autosellado hace que las roscas NPTF sean ideales para aplicaciones de combustible y alta presión donde un sellado confiable es fundamental. La principal ventaja de las roscas NPTF es su capacidad para evitar fugas a través de las raíces y crestas de la rosca, incluso en sistemas de alta presión.
Diferencias clave y aplicaciones
- Requisito de sellador: las roscas NPT generalmente requieren un sellador, mientras que las roscas NPTF están diseñadas para sellar sin uno.
- Adecuación de la aplicación: Las roscas NPTF son las preferidas para aplicaciones de combustible, hidráulicas y de alta presión debido a su capacidad de sellado superior.
- Intercambiabilidad: si bien las roscas NPT y NPTF a veces se pueden usar juntas, lograr un sellado confiable a menudo requiere una consideración cuidadosa de la aplicación y aún puede requerir selladores cuando se usan roscas NPT.
Formas y descripciones de los hilos
Las formas de rosca son las formas de la sección transversal de las roscas o de los hilos de rosca de los tornillos, y cada tipo varía según el diseño y los parámetros de un estándar de rosca en particular. Los diseños o formas de rosca específicos de las roscas de tuberías NPT y NPTF son particularmente adecuados para aplicaciones de manipulación de fluidos y gases.
NPT (Cono Nacional de Tuberías)
- Estándar: Basado en ANSI/ASME B1.20.1
- Descripción: Las roscas NPT son roscas de tubería cónicas de uso general.
- Aplicaciones: Adecuado para una amplia gama de tareas de plomería y montaje de tuberías.
- Características:
- Diseño de rosca cónica, que proporciona un sello mecánico.
- Requiere sellador de roscas (como cinta de teflón) para un sellado hermético.
NPTF (Combustible para tuberías cónicas nacional)
- Estándar: Basado en ANSI/ASME B1.20.3
- Descripción: Las roscas NPTF son roscas de tubería cónicas selladas en seco.
- Aplicaciones: Ideal para aplicaciones de combustible y otros fluidos críticos donde se deben evitar fugas.
- Características
- También tiene un diseño cónico pero con tolerancias más estrictas que el NPT.
- Diseñado para crear un sello mecánico sin la necesidad de sellador adicional, aunque aún se puede usar sellador para mayor seguridad.
Términos básicos sobre roscas de tornillos
Comprender las partes y dimensiones de las roscas de los tornillos es fundamental para diseñar y trabajar con conexiones roscadas. A continuación, se incluye una descripción general de los términos clave asociados con las roscas de los tornillos, con especial atención a las roscas de tuberías cónicas, como NPT (National Pipe Taper) y NPTF (National Pipe Taper Fuel).
Partes del hilo
Cresta del hilo
- Descripción: La cresta de la rosca es la cresta helicoidal continua que corre a lo largo de la parte superior de una conexión macho roscada o dentro de una tuerca o puerto hembra.
- Forma: Para roscas NPT y NPTF, las crestas son planas o truncadas.
- Referencia visual: Ver puntos B y D en los diagramas referenciados.
Raíz del hilo
- Descripción: La raíz del hilo es lo opuesto a la cresta, ubicada en la parte inferior de un hilo.
- Forma: Las raíces de las roscas NPT y NPTF son planas o truncadas. Las raíces NPTF tienen un truncamiento más corto que las raíces NPT, lo que las hace menos profundas.
- Referencia visual: Ver puntos A y C en los diagramas referenciados.
Flanco del hilo
- Descripción: El flanco de la rosca es la superficie o lado recto de la rosca que conecta la raíz de la rosca con la cresta de la rosca.
- Función: El flanco proporciona la interfaz angular que se acopla con la rosca correspondiente en una conexión.
Dimensiones de la rosca
Diámetro mayor
- Descripción: El diámetro mayor es el diámetro más grande de una rosca, medido de cresta a cresta para roscas macho o de raíz a raíz para roscas hembra.
- Medición: Calculada como A×2 en función del eje central de la rosca.
- Aplicación: Tanto para las roscas NPT como para las NPTF, los diámetros principales son los mismos. Sin embargo, las roscas NPTF tienen tolerancias más estrictas, lo que da como resultado crestas más altas.
- Referencia visual: Indicado por A en los diagramas referenciados.
Diámetro menor
- Descripción: El diámetro menor es el diámetro más pequeño de una rosca, medido de raíz a raíz para roscas macho o de cresta a cresta para roscas hembra.
- Medida: Calculada como B×2 en función del eje central de la rosca.
- Aplicación: Las roscas NPTF tienen diámetros menores más pequeños en comparación con las roscas NPT, lo que da como resultado raíces más superficiales.
- Referencia visual: Indicado por B en los diagramas referenciados.
Eje central de la rosca
- Descripción: El eje central (C) es el eje central de la rosca, que también se alinea con la trayectoria de flujo central a través de un accesorio o tubería.
- Importancia: Este eje es crucial para garantizar la simetría y el acoplamiento adecuado de la conexión roscada.
Cómo funcionan las roscas NPT
Mecanismo de conexión
Las roscas NPT (National Pipe Taper) crean una conexión segura mediante la conicidad de la rosca. Cuando se aprietan con una llave, la conicidad hace que los flancos de la rosca macho y hembra se acuñen entre sí. Esta acción de acuñamiento induce una compresión elástica, lo que provoca la deformación de la rosca. Esta deformación actúa como tensión de resorte, manteniendo las roscas firmemente unidas. La combinación de deformación de la rosca y fricción (ajuste por interferencia) entre las superficies de los flancos bloquea las roscas, lo que garantiza una conexión fuerte y resistente a las vibraciones.
Reutilización de tuberías y accesorios roscados NPT
Antes de reutilizar los accesorios NPT, inspeccione las roscas para detectar daños. En general, no se recomienda reutilizarlos debido a la posible deformación permanente de las roscas por un ajuste excesivo. El montaje y desmontaje repetidos también pueden dañar las roscas. Una pauta general es reemplazar los accesorios con rosca NPT macho después de dos o tres usos.
Sin embargo, un accesorio puede seguir siendo reutilizable y a prueba de fugas si:
- Sólo se necesita la cantidad habitual de sellador de roscas para crear un buen sellado.
- No más de seis roscas desde el extremo macho entran en el puerto hembra para lograr un ajuste apretado a mano.
La instalación correcta es fundamental para la posible reutilización de los componentes NPT sin fugas ni daños. Un ajuste excesivo puede distorsionar permanentemente las roscas cónicas, lo que limita su reutilización.
Selladores para conexiones y accesorios NPT
El diseño de la rosca de la tubería NPT permite una pequeña holgura entre las crestas de la rosca y las raíces de acoplamiento, lo que crea una posible ruta de fuga en espiral a lo largo de las crestas de la rosca macho. Por este motivo, las conexiones NPT requieren un sellador de roscas para garantizar que sean a prueba de fugas.
Cómo funcionan los hilos NPTF
Las roscas NPTF (National Pipe Taper Fuel) son un tipo de rosca de sellado seco que se utiliza comúnmente en sistemas hidráulicos y neumáticos. Están diseñadas para crear un sello a prueba de fugas sin la necesidad de compuestos de sellado como cinta de teflón. Así es como funcionan:
Diseño cónico
Las roscas NPTF son cónicas, lo que significa que el diámetro de la rosca disminuye a medida que se aleja de la abertura. Esta conicidad ayuda a crear un ajuste más ajustado a medida que las piezas macho y hembra se enroscan entre sí.
Sellado de metal con metal
La característica principal de las roscas NPTF es su capacidad de formar un sello de metal con metal. Cuando se aprietan las roscas macho y hembra, los picos de las roscas de ambos lados se comprimen entre sí, creando un sello fuerte. La conicidad garantiza que las roscas se aprieten progresivamente y esta compresión es lo que forma la conexión a prueba de fugas.
Sello seco vs. roscas NPT
Las roscas NPT (National Pipe Taper) son similares a las NPTF, pero requieren un compuesto sellador o cinta para evitar fugas. Las roscas NPTF, por otro lado, están diseñadas para sellar sin necesidad de sellador adicional, aunque se puede utilizar para mayor seguridad.
Interferencia de hilo
Las roscas NPTF se fabrican con tolerancias más estrictas que las roscas NPT. Esto garantiza que cuando se aprietan las roscas macho y hembra, los flancos de la rosca interfieren, es decir, las roscas se presionan entre sí de tal manera que se forma un sello debido a la deformación.
Solicitud
Las roscas NPTF se utilizan normalmente en sistemas de combustible, hidráulicos y neumáticos donde es esencial una conexión a alta presión y sin fugas. Son comunes en industrias como la automotriz, la del petróleo y el gas y la de fabricación.
Al formar una conexión a prueba de fugas a través de la deformación del metal, las roscas NPTF ayudan a mantener la integridad del sistema y son ideales para aplicaciones donde los fluidos, el aire o los gases deben contenerse de forma segura.
