Compreendendo roscas cônicas NPT e NPTF para vedações à prova de vazamento

Ao trabalhar com sistemas de fluidos ou gases, selecionar o tipo correto de conexão roscada é crucial para garantir conexões à prova de vazamentos. Dois tipos comuns de roscas cônicas são National Pipe Taper (NPT) e National Pipe Taper Fuel (NPTF). Entender suas diferenças e aplicações pode ajudar você a obter vedações confiáveis e sem vazamentos.

Roscas NPT (National Pipe Taper)

As roscas NPT são projetadas principalmente para conexão mecânica e vedação de tubos. As roscas têm uma conicidade de 1/16 polegada por polegada, o que ajuda a criar uma vedação firme conforme as roscas são engatadas. No entanto, devido ao design, as roscas NPT normalmente exigem um selante como fita de Teflon ou lubrificante de tubo para preencher as lacunas entre as roscas e garantir uma conexão à prova de vazamentos. Sem um selante, pequenas lacunas podem permitir vazamentos, principalmente com gases ou sob alta pressão.

Fios NPTF (National Pipe Taper Fuel)

As roscas NPTF, também conhecidas como roscas Dryseal, oferecem uma vedação aprimorada sem a necessidade de selantes adicionais. As roscas são projetadas para se esmagarem umas nas outras à medida que são apertadas, criando efetivamente uma vedação metal-metal. Esse recurso de autovedação torna as roscas NPTF ideais para aplicações de combustível e alta pressão, onde uma vedação confiável é crítica. A principal vantagem das roscas NPTF é sua capacidade de evitar vazamentos através das raízes e cristas das roscas, mesmo em sistemas de alta pressão.

Principais diferenças e aplicações

• Requisito de selante: as roscas NPT geralmente requerem um selante, enquanto as roscas NPTF são projetadas para vedar sem um.
• Adequação da aplicação: As roscas NPTF são preferidas para aplicações de combustível, hidráulicas e de alta pressão devido à sua capacidade superior de vedação.
• Intercambiabilidade: embora as roscas NPT e NPTF possam às vezes ser usadas juntas, obter uma vedação confiável geralmente exige uma consideração cuidadosa da aplicação e ainda pode exigir selantes ao usar roscas NPT.

Formas e descrições de fios

As formas de rosca são as formas transversais de roscas ou roscas de parafusos, com cada tipo variando com base no design e parâmetros de um padrão de rosca específico. Os designs ou formas de rosca específicos de roscas de tubos NPT e NPTF são particularmente adequados para aplicações de manuseio de fluidos e gases.

NPT (Cone Nacional de Tubos)

• Padrão:Com base em ANSI/ASME B1.20.1
• Descrição: As roscas NPT são roscas cônicas para tubos de uso geral.
• Aplicações: Adequado para uma ampla variedade de tarefas de encanamento e montagem de tubos.
• Características:
  • Design de rosca cônica, que proporciona uma vedação mecânica.
  • Requer selante de rosca (como fita de Teflon) para uma vedação estanque.

NPTF (National Pipe Taper Fuel)

• Padrão:Com base em ANSI/ASME B1.20.3
• Descrição: As roscas NPTF são roscas cônicas para tubos dryseal.
• Aplicações: Ideal para aplicações de combustível e outros fluidos críticos onde vazamentos devem ser evitados.
• Características
  • Também tem um design cônico, mas com tolerâncias mais rígidas que o NPT.
  • Projetado para criar uma vedação mecânica sem a necessidade de selante adicional, embora o selante ainda possa ser usado para maior segurança.

Termos básicos de rosca de parafuso

Entender as peças e dimensões das roscas de parafusos é crucial para projetar e trabalhar com conexões roscadas. Abaixo está uma visão geral dos principais termos associados às roscas de parafusos, com foco especial em roscas de tubos cônicos, como NPT (National Pipe Taper) e NPTF (National Pipe Taper Fuel).

Partes de rosca

Crista de linha

• Descrição: A crista da rosca é a crista helicoidal contínua que corre ao longo da parte superior de uma conexão macho rosqueada ou dentro de uma porca ou porta fêmea.
• Formato: Para roscas NPT e NPTF, as cristas são planas ou truncadas.
• Referência visual: Veja os pontos B e D nos diagramas referenciados.

Raiz da rosca

• Descrição: A raiz da rosca é o oposto da crista, localizada na parte inferior da rosca.
• Formato: As raízes roscadas NPT e NPTF são planas ou truncadas. As raízes NPTF têm um truncamento mais curto do que as raízes NPT, tornando-as mais rasas.
• Referência visual: Veja os pontos A e C nos diagramas referenciados.

Flanco de rosca

• Descrição: O flanco da rosca é a superfície ou lado reto da rosca que conecta a raiz da rosca à crista da rosca.
• Função: O flanco fornece a interface angular que se engata com a rosca correspondente em uma conexão.

Dimensões da rosca

Diâmetro maior

• Descrição: O diâmetro maior é o maior diâmetro de uma rosca, medido de crista a crista para roscas macho ou de raiz a raiz para roscas fêmea.
• Medição: Calculada como A×2 com base no eixo central da rosca.
• Aplicação: Para roscas NPT e NPTF, os diâmetros principais são os mesmos. No entanto, as roscas NPTF têm tolerâncias mais apertadas, resultando em cristas mais altas.
• Referência visual: Indicada por A nos diagramas referenciados.

Diâmetro menor

• Descrição: O diâmetro menor é o menor diâmetro de uma rosca, medido de raiz a raiz para roscas macho ou de crista a crista para roscas fêmeas.
• Medição: Calculada como B×2 com base no eixo central da rosca.
• Aplicação: As roscas NPTF têm diâmetros menores em comparação às roscas NPT, resultando em raízes mais rasas.
• Referência visual: Indicada por B nos diagramas referenciados.

Eixo da linha central da rosca

• Descrição: O eixo da linha central (C) é o eixo central da rosca, que também se alinha com o caminho de fluxo central através de uma conexão ou tubo.
• Significado: Este eixo é crucial para garantir a simetria e o engate adequado da conexão roscada.

Como funcionam os fios NPT

Mecanismo de conexão

As roscas NPT (National Pipe Taper) criam uma conexão segura por meio do afunilamento da rosca. Quando apertadas com uma chave, o afunilamento faz com que os flancos da rosca macho e fêmea se encaixem. Essa ação de cunha induz compressão elástica, levando à deformação da rosca. Essa deformação atua como tensão de mola, mantendo as roscas firmemente unidas. A combinação de deformação da rosca e atrito (ajuste de interferência) entre as superfícies do flanco trava as roscas, garantindo uma conexão forte e resistente à vibração.

Reutilização de tubos e conexões roscadas NPT

Antes de reutilizar conexões NPT, inspecione as roscas para verificar se há danos. A reutilização geralmente não é recomendada devido à potencial deformação permanente da rosca devido ao aperto excessivo. A montagem e desmontagem repetidas também podem danificar as roscas. Uma diretriz geral é substituir conexões roscadas NPT macho após dois a três usos.

No entanto, um encaixe ainda pode ser reutilizável e à prova de vazamentos se:

• Somente a quantidade usual de selante de rosca é necessária para criar uma boa vedação.
• Não mais do que seis fios da extremidade macho entram na porta fêmea para um encaixe firme à mão.

A instalação adequada é crucial para a potencial reutilização de componentes NPT sem vazamentos ou danos. O aperto excessivo pode distorcer permanentemente as roscas cônicas, limitando sua reutilização.

Selantes para conexões e conexões NPT

O design da rosca de tubo NPT permite uma leve folga entre as cristas da rosca e as raízes de acoplamento, criando um caminho de vazamento em espiral potencial ao longo das cristas da rosca macho. É por isso que as conexões NPT exigem um selante de rosca para garantir que sejam à prova de vazamento.

Como funcionam os threads NPTF

Roscas NPTF (National Pipe Taper Fuel) são um tipo de rosca de vedação seca comumente usada em sistemas hidráulicos e pneumáticos. Elas são projetadas para criar uma vedação à prova de vazamentos sem a necessidade de compostos de vedação como fita de Teflon. Veja como elas funcionam:

Design cônico

As roscas NPTF são cônicas, o que significa que o diâmetro da rosca diminui à medida que ela se afasta da abertura. Essa conicidade ajuda a criar um ajuste mais apertado, pois as partes macho e fêmea são rosqueadas juntas.

Vedação de metal com metal

A principal característica das roscas NPTF é sua capacidade de formar uma vedação metal-metal. Quando as roscas macho e fêmea são apertadas, os picos das roscas em ambos os lados são comprimidos um contra o outro, criando uma vedação forte. O cone garante que as roscas se tornem progressivamente mais apertadas, e essa compressão é o que forma a conexão à prova de vazamentos.

Selagem a seco vs. roscas NPT

As roscas NPT (National Pipe Taper) são semelhantes às NPTF, mas exigem um composto de vedação ou fita para evitar vazamentos. As roscas NPTF, por outro lado, são projetadas para vedar sem a necessidade de selante adicional, embora possam ser usadas para segurança extra.

Interferência de rosca

As roscas NPTF são fabricadas com tolerâncias mais apertadas do que as roscas NPT. Isso garante que, quando as roscas macho e fêmea são apertadas juntas, os flancos da rosca interferem, o que significa que as roscas pressionam uma contra a outra de tal forma que uma vedação se forma devido à deformação.

Aplicativo

As roscas NPTF são normalmente usadas em sistemas de combustível, hidráulicos e pneumáticos onde uma conexão de alta pressão e sem vazamentos é essencial. Elas são comuns em indústrias como automotiva, de petróleo e gás e de manufatura.

Ao formar uma conexão à prova de vazamentos por meio da deformação do metal, as roscas NPTF ajudam a manter a integridade do sistema e são ideais para aplicações em que fluidos, ar ou gases precisam ser contidos com segurança.