Двусторонняя шпилька против шпильки с полной резьбой

Заказывая шпильку, покупатель не всегда уточняет конструкцию: с резьбой на обоих концах и гладким стержнем посередине либо с непрерывной резьбой от конца до конца. Эти типы различаются по конструкции, назначению и по типам ASME B18.31, а ошибка в выборе подрывает затяжку, уплотняющую фланцевые прокладки.

Основные определения и конструктивные схемы

Шпильку, её также называют двусторонней, — цилиндрический крепёжный элемент с резьбой на обоих концах и гладким стержнем посередине. По длине резьбы на концах различают две схемы.

• Равная длина резьбы (тип A) — резьба на обоих концах одинаковой длины, между ними гладкий или укороченный стержень. Гайки ставят на оба конца: например, при стягивании двух фланцев со сквозными отверстиями или при затяжке с обеих сторон, ни один конец не работает как вворачиваемый.
• Неравная длина резьбы (тип B) — на одном конце короткая резьба (вворачиваемый конец), на другом длинная (гайковый), между ними гладкий стержень. Это более распространённая схема: вворачиваемый конец входит в резьбовое отверстие корпуса, а гайковый проходит через деталь и затягивается гайкой.

В схеме тип B функции разделены осознанно.

• Вворачиваемый конец (короткая резьба) — вворачивается во внутреннюю резьбу основания и фиксирует шпильку.
• Гладкий стержень — позиционирует и направляет стык, воспринимает сдвиг.
• Гайковый конец (длинная резьба) — воспринимает гайку, стягивающую соединяемые детали.

Шпилька с вворачиваемым концом против двусторонней шпильки

Шпильки против шпильки с полной резьбой

При внешнем сходстве эти крепежи решают разные задачи в пределах одних и тех же стандартов; сравнение ниже показывает разницу.

Шпильки типов A и B против шпильки с полной резьбой по ASME B18.31.1M / ASME B18.31.2.

Двусторонняя шпилька и шпилька с полной резьбой

Основные параметры в системе ASME

В проектах по системе ASME/ANSI параметры шпильки задают по трём осям.

• Код обозначения — единая дюймовая резьба серии UN/UNC/UNF. Пример: 1/2-13 UNC-2A — номинальный диаметр 1/2 дюйма, 13 витков на дюйм, крупный шаг.
• Материал и класс свойств — американский крепёж задают через стандарты материалов ASTM, а не числовыми классами. Распространённые марки: ASTM A193 B7 — хромомолибденовый сплав для высоких температур и давлений, например фланцы нефтехимических трубопроводов, самая востребованная высокопрочная марка; ASTM A193 B8/B8M — нержавеющая сталь 304/316 для химического и пищевого оборудования; ASTM A320 L7 — легированный сплав для низких температур.
• Длина резьбы вворачиваемого конца — для типа B стандарт ASME B18.31 задаёт её около 1.5 номинального диаметра.

Преимущества и типичные применения

Три преимущества делают шпильки незаменимыми в тяжёлой промышленности.

• Бережёт резьбу оборудования — при частой разборке износ и срыв резьбы приходятся на сменные шпильки и гайки, а дорогая внутренняя резьба корпуса остаётся целой.
• Направление и позиционирование — тяжёлые крышки и арматуру можно навешивать на шпильки, ввёрнутые в корпус как направляющие, что упрощает сборку и берёт уплотняющие поверхности от царапин.
• Работа с большой толщиной — если стягиваемый пакет длиннее стандартного болта, шпильку вворачивают в основное тело, а усилие дают гайкой снаружи.

Области применения шпильки с высокими требованиями к надёжности:

• Нефтехимия — высокотемпературные трубные фланцы, головки каналов теплообменников и соединения крышек арматуры, чаще всего из ASTM A193 B7.
• Энергетика — уплотнение и крепление котлов, паровых турбин и корпусов сосудов давления.
• Морская техника — головки цилиндров судовых двигателей и основания палубных механизмов, с антикоррозионным покрытием или из стали B8M.
• Тяжёлое машиностроение и строительство — анкерные элементы крупных оснований редукторов и футеровок дробилок в горной технике.

Частые вопросы

Как ещё называют шпильку?

Шпильку также называют двусторонней: цилиндрический крепёж с резьбой на обоих концах и гладким стержнем посередине.

Когда выбирать неравную длину резьбы?

Тип B берут, когда один конец вворачивается в резьбовое отверстие корпуса, а второй стягивается гайкой; ASME B18.31 задаёт длину резьбы вворачиваемого конца около 1.5 номинального диаметра. Равную длину выбирают, когда гайки стоят на обоих концах.

Какая марка материала подходит для горячих фланцевых соединений?

Для большинства высокотемпературных стыков хватает ASTM A193 B7 — хромомолибденовой стали; B8/B8M из нержавейки идут для коррозионных сред, а ASTM A320 L7 — для низких температур.

Можно ли заменить шпильку шпилькой с полной резьбой?

Только если стыку не нужен гладкий стержень для направления и восприятия сдвига. Полная резьба подходит для регулировки и распределения усилия, а шпилька бережёт резьбу оборудования и позиционирует тяжёлые крышки.

Что означают UN, UNC и UNF в обозначении?

Это серии единой дюймовой резьбы: UN — базовая, UNC — крупный шаг, UNF — мелкий шаг. В обозначении 1/2-13 UNC-2A цифра 13 означает число витков на дюйм (крупный шаг) для диаметра 1/2 дюйма.