了解用于防漏密封的 NPT 和 NPTF 锥形螺纹

在使用流体或气体系统时，选择正确类型的螺纹接头对于确保无泄漏连接至关重要。两种常见的锥形螺纹是美国国家管锥形螺纹 (NPT) 和美国国家管锥形燃油螺纹 (NPTF)。了解它们的区别和应用有助于实现可靠、无泄漏的密封。

NPT （国家管锥形）螺纹

NPT 螺纹主要用于管道的机械连接和密封。这种螺纹的锥度为每英寸 1/16 英寸，有助于在螺纹啮合时形成紧密的密封。不过，由于设计原因，NPT 螺纹通常需要使用特氟龙胶带或管道涂料等密封剂来填充螺纹之间的缝隙，确保无泄漏连接。如果不使用密封剂，细小的缝隙就会造成泄漏，尤其是在气体或高压条件下。

NPTF（美国国家管锥形燃料）螺纹

NPTF 螺纹又称 干式密封螺纹，可提供更强的密封性，无需额外的密封剂。这种螺纹的设计目的是在拧紧时相互挤压，从而有效地形成金属对金属的密封。这种自密封功能使 NPTF 螺纹成为燃料和高压应用的理想选择，在这些应用中，可靠的密封至关重要。NPTF 螺纹的主要优点是即使在高压系统中，也能防止通过螺纹根部和波峰泄漏。

主要区别和应用

• 密封剂要求：NPT 螺纹通常需要密封剂，而 NPTF 螺纹无需密封剂即可密封。
• 应用适用性：NPTF 螺纹具有出色的密封能力，是燃料、液压和高压应用的首选。
• 互换性：虽然 NPT 和 NPTF 螺纹有时可以一起使用，但要实现可靠的密封，往往需要对应用进行仔细考虑，而且在使用 NPT 螺纹时可能仍然需要密封剂。

螺纹形状和说明

螺纹形式是螺纹或螺纹的横截面形状，每种类型都根据特定螺纹标准的设计和参数而有所不同。NPT 和 NPTF 管螺纹的特定螺纹设计或形式尤其适用于流体和气体处理应用。

NPT（国家管锥度）

• 标准:基于 ANSI/ASME B1.20.1
• 说明NPT 螺纹是通用锥形管螺纹。
• 应用：适用于各种冷热水管道和管道安装任务。
• 特点
  • 锥形螺纹设计，提供机械密封。
  • 需要使用螺纹密封剂（如特氟龙胶带）进行密封。

NPTF（国家管道锥形燃料）

• 标准:基于 ANSI/ASME B1.20.3
• 说明:NPTF 螺纹是干密封锥形管螺纹。
• 应用:适用于必须避免泄漏的燃料和其他关键流体应用。
• 特点
  • 同样采用锥形设计，但公差比 NPT 更小。
  • 设计用于形成机械密封，无需额外的密封剂，但仍可使用密封剂来提高安全性。

螺纹基本术语

了解螺纹的零件和尺寸对于设计和使用螺纹连接至关重要。以下是与螺纹相关的关键术语概述，尤其侧重于锥形管螺纹，如 NPT（国家管锥形）和 NPTF（国家管锥形燃料）。

螺纹部件

螺纹嵴

• 描述螺纹波峰是沿着螺纹外螺纹连接顶部或螺母或内螺纹端口内部的连续螺旋脊。
• 形状对于 NPT 和 NPTF 螺纹，波峰是平的或截断的。
• 视觉参考：参见参考图中的 B 点和 D 点。

螺纹根

• 说明线根与线峰相反，位于线的底部。
• 形状NPT 和 NPTF 螺纹根部是平的或截断的。NPTF 螺纹根部的截头比 NPT 螺纹根部的截头短，因此较浅。
• 视觉参考：参见参考图中的 A 点和 C 点。

螺纹侧面

• 描述螺纹侧面是连接螺纹根部和螺纹顶峰的表面或螺纹直边。
• 功能：侧面提供与连接件中相应螺纹啮合的角度接口。

螺纹尺寸

主要直径

• 描述：主直径是螺纹的最大直径，外螺纹从螺纹顶到螺纹顶，内螺纹从螺纹根到螺纹根。
• 测量值：根据螺纹中心线轴计算为 A×2。
• 应用：NPT 和 NPTF 螺纹的主要直径相同。但是，NPTF 螺纹的公差更小，因此波峰更高。
• 视觉参考：参考图中用 A 表示。

小直径

• 描述：小直径是螺纹的最小直径，对于外螺纹来说是从根部到根部，对于内螺纹来说是从波峰到波峰。
• 测量值：根据螺纹中心线轴线计算为 B×2。
• 应用：与 NPT 螺纹相比，NPTF 螺纹的小直径较小，因此根部较浅。
• 视觉参考：参考图中用 B 表示。

螺纹中心线轴

• 说明：中心线轴线 (C) 是螺纹的中心轴线，也是通过接头或管道的中心流道。
• 重要性：此轴对于确保螺纹连接的对称性和正确啮合至关重要。

NPT 螺纹的工作原理

连接机制

NPT （国家管锥度）螺纹通过螺纹锥度实现安全连接。用扳手拧紧时，锥度会使外螺纹和内螺纹侧面楔在一起。这种楔入作用会产生弹性压缩，导致螺纹变形。这种变形就像弹簧拉力一样，将螺纹紧紧地固定在一起。螺纹变形和螺牙表面之间的摩擦力（过盈配合）共同锁紧螺纹，确保连接牢固、抗震。

重复使用 NPT 螺纹管材和管件

在重复使用 NPT 接头之前，请检查螺纹是否损坏。由于过度拧紧可能导致螺纹永久变形，因此一般不建议重复使用。反复组装和拆卸也会损坏螺纹。一般的指导原则是，外螺纹 NPT 接头使用两到三次后就应更换。

但是，如果出现以下情况，接头仍可重复使用并防漏：

• 只需一般量的螺纹密封剂就能达到良好的密封效果。
• 从外螺纹端进入内螺纹端口的螺纹不超过六个，以便用手拧紧。

正确的安装对于 NPT 组件在无泄漏或损坏的情况下重复使用至关重要。过度拧紧会导致锥形螺纹永久变形，从而限制其重复使用。

用于 NPT 接头和连接件的密封剂

NPT 管螺纹的设计允许螺纹顶端和配合根部之间有轻微间隙，从而在外螺纹顶端形成潜在的螺旋泄漏通道。这就是 NPT 连接需要使用螺纹密封剂以确保防漏的原因。

NPTF 螺纹的工作原理

NPTF（国家管锥形燃料）螺纹是一种干密封螺纹，常用于液压和气动系统。其设计目的是在不使用特氟龙胶带等密封化合物的情况下实现防漏密封。下面是它们的工作原理：

锥形设计

NPTF 螺纹是锥形的，这意味着螺纹的直径随着离开开口而减小。当外螺纹和内螺纹连接在一起时，这种锥度有助于形成更紧密的配合。

金属对金属密封

NPTF 螺纹的主要特点是能够形成金属对金属的密封。当拧紧外螺纹和内螺纹时，两侧螺纹的峰值会相互挤压，从而形成牢固的密封。锥度确保螺纹逐渐变紧，这种压缩形成了防漏连接。

干密封与 NPT 螺纹

NPT （国家管道锥度）螺纹与 NPTF 类似，但需要使用密封剂或胶带来防止泄漏。另一方面，NPTF 螺纹的密封设计不需要额外的密封剂，但可以使用密封剂来提高安全性。

螺纹干扰

NPTF 螺纹的公差比 NPT 螺纹小。这就确保了当外螺纹和内螺纹拧紧在一起时，螺纹侧面会发生干涉，这意味着螺纹会相互挤压，从而因变形而形成密封。

应用

NPTF 螺纹通常用于燃料、液压和气动系统，在这些系统中，无泄漏的高压连接至关重要。它们常见于汽车、石油、天然气和制造业等行业。

NPTF 螺纹通过金属变形形成防漏连接，有助于保持系统的完整性，是需要安全密封流体、空气或气体的应用场合的理想选择。