摘 要: 了解世界管螺紋技術(shù)強(qiáng)國(guó)的發(fā)展史,深刻理解管螺紋標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際化的必然走向,我們才能正確制定由機(jī)械制造大國(guó)向強(qiáng)國(guó)過(guò)渡的策略,應(yīng)對(duì)技術(shù)強(qiáng)國(guó),強(qiáng)化我國(guó)管螺紋在世界上的地位。
關(guān)鍵詞: 管螺紋發(fā)展?fàn)顩r 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織 類型 應(yīng)對(duì)策略
我國(guó)是世界上工業(yè)發(fā)展最早的國(guó)家之一。不但歷史悠久,而且成績(jī)十分輝煌,不僅對(duì)我國(guó)的物質(zhì)文化和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn),而且對(duì)世界工業(yè)的發(fā)展起到了促進(jìn)作用。世界上螺紋有幾百種。按標(biāo)準(zhǔn)來(lái)源,主要分為英制、美制和米制螺紋三種;按用途,可以分為緊固螺紋、管螺紋、傳動(dòng)螺紋和專用螺紋。管螺紋作為螺紋的一種,它的發(fā)展一樣隨著工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展。我國(guó)管螺紋的發(fā)展如何應(yīng)對(duì)技術(shù)強(qiáng)國(guó)的策略,應(yīng)從以下幾個(gè)方面去考慮。
一、我國(guó)及技術(shù)強(qiáng)國(guó)的管螺紋發(fā)展?fàn)顩r
1.我國(guó)的管螺紋發(fā)展?fàn)顩r
管螺紋是人類最早發(fā)明的簡(jiǎn)單機(jī)械之一,在我國(guó)古代,人們利用螺紋固定戰(zhàn)袍的鎧甲,提升物體,壓榨油料和酒制品,等等。但是在近代特別是中華人民共和國(guó)成立之前,我國(guó)工業(yè)十分落后,我國(guó)于1944年制定了惠氏(英國(guó))螺紋標(biāo)準(zhǔn)(CNS492,CNS493,CNS518,CNS519,CNS520,CNS521)。1955年臺(tái)灣地區(qū)修訂了此標(biāo)準(zhǔn),1970年復(fù)審確認(rèn)它們繼續(xù)有效,但是管螺紋的自主發(fā)展還是空白。新中國(guó)成立后,1956年機(jī)械部仿用了蘇聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn),制定了機(jī)械行業(yè)螺紋標(biāo)準(zhǔn),就是螺紋的機(jī)51、機(jī)61標(biāo)準(zhǔn);1963年對(duì)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了提升、修改,制定了國(guó)家螺紋標(biāo)準(zhǔn);1981年進(jìn)行了第三次修訂,等效采用1980年版的ISO標(biāo)準(zhǔn)(新公差),新公差體系:公差帶分為基本偏差和公差等級(jí);頂徑公差帶與中徑公差帶分離;公差帶數(shù)量大大增多,管螺紋的技術(shù)要求開(kāi)始向國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接軌。1987年以前,由于我國(guó)和西方資本主義大國(guó)沒(méi)有建立穩(wěn)固的外交關(guān)系,因而沒(méi)有采用美制和英制管螺紋標(biāo)準(zhǔn),可是生產(chǎn)中又無(wú)法回避這兩種國(guó)際普遍使用的管螺紋標(biāo)準(zhǔn),為此,舊機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)曾經(jīng)自行規(guī)定美制和英制管螺紋的標(biāo)記代號(hào),這些螺紋代號(hào)來(lái)源于漢語(yǔ)拼音字母,根本沒(méi)有考慮與國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)管螺紋標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)一致。由于此標(biāo)準(zhǔn)只規(guī)定了螺紋代號(hào)而沒(méi)有規(guī)定螺紋參數(shù),同一個(gè)螺紋代號(hào)在不同企業(yè)或行業(yè)所表示的螺紋參數(shù)可能有差異,出現(xiàn)廢品時(shí)無(wú)法判斷誰(shuí)對(duì)誰(shuí)錯(cuò)。隨著改革開(kāi)放的政策需要,1987—1991年,我國(guó)頒布了英制管螺紋標(biāo)準(zhǔn)。從此,管螺紋代號(hào)和標(biāo)記都服從管螺紋標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,舊機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的管螺紋代號(hào)被廢止。我國(guó)于2000年修訂了英制密封管螺紋國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),將原來(lái)的一個(gè)螺紋標(biāo)準(zhǔn)變?yōu)閮蓚€(gè)螺紋標(biāo)準(zhǔn),以此提示設(shè)計(jì)者要注意兩種配合螺紋的不同和正確選用。為了加入世貿(mào)組織,我國(guó)在2003年修改1988年版的ISO標(biāo)準(zhǔn)(較上一版標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有本質(zhì)性的技術(shù)參數(shù)改變),按照WTO要求,進(jìn)一步向ISO標(biāo)準(zhǔn)靠攏,在螺紋系列、螺紋標(biāo)記和優(yōu)選公差帶等方面對(duì)舊版標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了調(diào)整和完善,特別是管路系列標(biāo)準(zhǔn)也有較大變化,新公差標(biāo)準(zhǔn)刪除了有關(guān)泰勒原則的內(nèi)容。2006年2月5日發(fā)布了GB/T10922—2006《55°非密封管螺紋量規(guī)》,2006年8月1日實(shí)施以后,取代了以前的規(guī)定。
2.英國(guó)的管螺紋的發(fā)展?fàn)顩r。
在18世紀(jì)末,英國(guó)工程師亨利·莫斯利(Henry Maudslag)發(fā)明了螺紋絲杠車(chē)床。第一次工業(yè)革命后,英國(guó)人發(fā)明了車(chē)床、板牙和絲錐,這些發(fā)明為螺紋件的大批生產(chǎn)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。1841年,英國(guó)人約瑟夫·惠特沃斯(Joseph Whitworth)提出了世界上第一份螺紋國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(BS84,惠氏螺紋,B.S.W.和B.S.F.),按1/16錐度關(guān)系,[1]從而成為螺紋標(biāo)準(zhǔn)的鼻祖;1905年,頒布惠氏螺紋新標(biāo)準(zhǔn)(BS84),包括英制密封管螺紋標(biāo)準(zhǔn)(BS21),1905—1940年,由惠氏螺紋履行英制非密封管職責(zé);1940年,提出惠氏螺紋的非密封管螺紋系列(BSP系列);1956年,單獨(dú)頒布英制非密封管螺紋標(biāo)準(zhǔn)(BS2779),歐洲國(guó)家和英聯(lián)邦國(guó)家首先接受了英制管螺紋標(biāo)準(zhǔn)從此,英國(guó)成為世界上第一全面掌握螺紋加工和檢測(cè)技術(shù)的國(guó)家。英制螺紋標(biāo)準(zhǔn)是世界上現(xiàn)行螺紋標(biāo)準(zhǔn)的祖先,英制螺紋標(biāo)準(zhǔn)也最早得到了世界范圍的認(rèn)可和推廣。當(dāng)前,英制管螺紋已被北美洲以外的國(guó)家和地區(qū)所普遍接受,廣泛應(yīng)用于國(guó)際貿(mào)易中。
3.美國(guó)的管螺紋的發(fā)展?fàn)顩r。
美制一般用途管螺紋是由羅伯特·布立格于1840年提出的,又叫布氏管螺紋。1919年一般用途密封管螺紋被頒布為美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)ASAB2.1-1919;1945年提出了干密封管螺紋,后又頒布了干密封管螺紋的美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)的國(guó)家螺紋(N)標(biāo)準(zhǔn)是在英制惠氏螺紋基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,是由美國(guó)人獨(dú)立研制出來(lái)的。二戰(zhàn)后,它成為二戰(zhàn)盟國(guó)共同使用的統(tǒng)一螺紋(UN)。這是世界上第一份得到國(guó)際組織認(rèn)可的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。
二、了解管螺紋的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO/TC5/SC5s
ISO/TC5/SC5s是管螺紋標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)的稱號(hào)。第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束,1947年國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)成立。它成立的第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(ISO/TC1)就是螺紋委員會(huì)。由于歐洲國(guó)家控制管螺紋標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)及其秘書(shū)處,因此英制管螺紋標(biāo)準(zhǔn)被ISO標(biāo)準(zhǔn)采用。1955年,ISO提出英制密封管螺紋標(biāo)準(zhǔn)(ISOR7);1961年,ISO提出英制非密封管螺紋標(biāo)準(zhǔn)(ISOR228);1978年,ISO頒布了兩種英制管螺紋的正式標(biāo)準(zhǔn)(ISO7-1和ISO228-1)。目前,英制管螺紋已被北美洲以外的國(guó)家和地區(qū)所普遍接受,廣泛應(yīng)用于國(guó)際貿(mào)易中。
ISO標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)的英制管螺紋已轉(zhuǎn)化為米制單位制。英制管螺紋的米制化方法非常簡(jiǎn)單,將原來(lái)管螺紋的英寸尺寸乘以25.4就轉(zhuǎn)化為毫米尺寸。英制管螺紋尺寸存在被淘汰的問(wèn)題。所謂要使用真正的管螺紋標(biāo)準(zhǔn)是不現(xiàn)實(shí)的。這里不存在真米制管螺紋與假米制管螺紋之分。另一種是由美國(guó)的布氏錐管螺紋演變而來(lái)的60°牙型角管螺紋,其牙型為平頂平底,牙高相對(duì)較大,內(nèi)外螺紋的牙頂和牙底之間可以有過(guò)盈,也可以有間隙。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和世界各主要工業(yè)國(guó)的管螺紋標(biāo)準(zhǔn)都是以這兩種牙型制定的。
現(xiàn)在,米制普通螺紋不但與美制和英制螺紋抗禮,而且顯示出逐步取代美制和英制螺紋的勢(shì)頭。將來(lái),美國(guó)和英國(guó)會(huì)提高采用米制螺紋標(biāo)準(zhǔn)的比例,米制螺紋標(biāo)準(zhǔn)是未來(lái)的發(fā)展方向。
三、我國(guó)和其他技術(shù)強(qiáng)國(guó)管螺紋的類型
1.我國(guó)管螺紋的種類。
我國(guó)目前使用的管螺紋主要有四種,如表一。
2.美國(guó)管螺紋的種類。
美國(guó)管螺紋分兩大類,即一般管螺紋和干密封管螺紋。
?。?)一般管螺紋也稱美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)管螺紋,這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)有五種類型:
?、貼PT——一般用途的美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)錐管螺紋;
?、赪SC——接頭用美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)錐管螺紋;
③NPTR——導(dǎo)桿連接用美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)直管螺紋;
?、躈PSM——設(shè)備上的自由配合機(jī)械連接用美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)直管螺紋;
?、軳PSL——鎖緊螺母的松配合機(jī)械連接用美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)直管螺紋。
?。?)干密封管螺紋,有四種類型:
?、貼PTF——干密封式美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)錐管螺紋(Ⅰ);
?、赑TF—SAE——干密封式短錐管螺紋(Ⅱ);
?、跱PSF——干密封式美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)燃料用直管螺紋(Ⅲ);
?、躈PSI——干密封式美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)一般用直管內(nèi)螺紋(Ⅳ)。
3.英國(guó)管螺紋的種類。
英制密封管螺紋有兩種配合方式:“柱/錐”和“錐/錐”。兩種英制密封管螺紋使用不同的螺紋環(huán)規(guī)(圓柱螺紋環(huán)規(guī)和圓錐螺紋環(huán)規(guī))和螺紋塞規(guī)(基準(zhǔn)平面的位置不同,兩者基準(zhǔn)平面相距半牙)。歐洲國(guó)家和地區(qū)主要采用“柱/錐”配合螺紋;而歐洲以外的國(guó)家和地區(qū)則主要采用“錐/錐”配合螺紋。
四、我國(guó)的應(yīng)對(duì)策略
針對(duì)上述情況,我國(guó)作為一個(gè)發(fā)展中國(guó)家,在機(jī)械工業(yè)從制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)過(guò)渡的時(shí)期,應(yīng)該采取以下策略。
1.加強(qiáng)國(guó)內(nèi)管螺紋的標(biāo)準(zhǔn),向國(guó)際化管螺紋標(biāo)準(zhǔn)靠攏。
首先,在機(jī)械行業(yè)內(nèi)和其他行業(yè)推行國(guó)際化管螺紋的標(biāo)準(zhǔn),對(duì)舊的標(biāo)準(zhǔn)要徹底更換。其次,加大對(duì)國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)管螺紋的理解,這就要求我們一方面在加工精度上下工夫,加快加工設(shè)備的更新速度,用先進(jìn)的設(shè)備來(lái)保證管螺紋的精度。另一方面抓緊對(duì)管螺紋的檢測(cè)工作。我國(guó)一直使用泰勒原則的量規(guī),隨著技術(shù)的發(fā)展它已經(jīng)不適應(yīng)檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展要求,要加大檢測(cè)設(shè)備的研制力度,使我國(guó)的產(chǎn)品質(zhì)量不斷上升,達(dá)到世界先進(jìn)水平。
2.對(duì)技術(shù)強(qiáng)國(guó)要具體問(wèn)題具體分析。
布氏管螺紋與英制管螺紋共同構(gòu)成了當(dāng)今世界管螺紋標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域的兩大支柱,它們也在不斷地改進(jìn)和發(fā)展。我們要了解它們的性能和用途。英制密封管螺紋為一般用途的密封管螺紋,使用中要在螺紋內(nèi)加入密封添料,其特點(diǎn)是比較經(jīng)濟(jì),加工精度要求適中。不加密封添料就可以保證密封連接的螺紋為干密封管螺紋。英制管螺紋體系內(nèi)沒(méi)有干密封管螺紋。密封管螺紋具有機(jī)械連接和密封兩大功能,而非密封管螺紋僅有機(jī)械連接一種功能,所以密封管螺紋的精度要高于非密封管螺紋的精度。
美國(guó)的布氏管螺紋主要用于管路機(jī)械連接的圓柱管螺紋,也包括用于密封連接的圓錐管螺紋。為確保螺紋密封的可靠性,可使用密封劑。
干密封管螺紋的密封連接不需要密封劑,干密封式內(nèi)螺紋可以是圓柱形的,也可以是圓錐形的,而外管螺紋僅有圓錐形一種。所有干密封式管螺紋均為右旋螺紋。干密封管螺紋嚴(yán)格控制牙頂和牙底的削平度,以保證牙頂、牙底處金屬和金屬的接觸首先發(fā)生或與側(cè)面接觸同時(shí)發(fā)生。牙頂和牙底的接觸可以防止螺紋滲漏,并保證在不使用潤(rùn)滑劑和密封填料的情況下形成密封緊密連接。
另外,各個(gè)國(guó)家使用管螺紋的情況也不相同。如美國(guó)的布氏管螺紋主要是北美洲使用,英國(guó)的惠氏管螺紋主要是歐洲和北美洲以外的國(guó)家和地區(qū)使用。歐洲主要采用“柱/錐”配合螺紋,而歐洲以外則主要采用“柱/錐”配合螺紋。兩種螺紋的檢驗(yàn)量規(guī)存在一定不同,這些國(guó)家使用的情況也不盡相同,如日本在1999年修訂英制密封管螺紋標(biāo)準(zhǔn)時(shí),仍然堅(jiān)持采用1994年前的ISO標(biāo)準(zhǔn)。所以,2000年以后的國(guó)際英制密封管螺紋市場(chǎng)更加復(fù)雜,國(guó)內(nèi)廠家在和這些技術(shù)強(qiáng)國(guó)合作的時(shí)候要倍加小心。因?yàn)橥粋€(gè)密封管螺紋件,歐洲國(guó)家檢驗(yàn)合格的管螺紋,歐洲以外國(guó)家檢驗(yàn)則可能不合格。國(guó)際貿(mào)易中一定要注意這種差異,否則可能出現(xiàn)廢品。
3.推進(jìn)管螺紋國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化,加大對(duì)非技術(shù)強(qiáng)國(guó)的合作交流。
據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)的螺紋對(duì)外銷(xiāo)售量占據(jù)世界上三分之一的銷(xiāo)售份額,這個(gè)是我們的優(yōu)勢(shì),這個(gè)優(yōu)勢(shì)可以推動(dòng)管螺紋國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步實(shí)施,也推動(dòng)世界各國(guó)向管螺紋的標(biāo)準(zhǔn)化方向前進(jìn)。但是我們要看到自己的不足之處,那就是加工和檢測(cè)管螺紋的精度還沒(méi)有達(dá)到技術(shù)強(qiáng)國(guó)的水平,要把握好現(xiàn)有的市場(chǎng),爭(zhēng)取更大的市場(chǎng)還要不斷地努力。千萬(wàn)不要忘記世界上最有影響的緊固螺紋有五種,它們是:英國(guó)的惠氏螺紋、美國(guó)的賽氏螺紋、法國(guó)的米制螺紋和英國(guó)的惠氏管螺紋、美國(guó)的布氏管螺紋。這五種影響最廣的螺紋均在19世紀(jì)就問(wèn)世了,它們也是螺紋標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)體系的鼻祖,其他絕大多數(shù)螺紋均采用或借鑒了它們的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。所以絕對(duì)不能小瞧了這些管螺紋技術(shù)強(qiáng)國(guó)的力量。
五、結(jié)語(yǔ)
了解我國(guó)和技術(shù)強(qiáng)國(guó)的管螺紋發(fā)展歷史,知道我們的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì),就能夠找出應(yīng)對(duì)管螺紋技術(shù)強(qiáng)國(guó)的方法,就能更好地占領(lǐng)管螺紋的市場(chǎng),為我國(guó)管螺紋的發(fā)展指明方向,也為管螺紋的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化作出貢獻(xiàn)。
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