论应对管螺纹技术强国的策略

摘 要： 了解世界管螺纹技术强国的发展史，深刻理解管螺纹标准国际化的必然走向，我们才能正确制定由机械制造大国向强国过渡的策略，应对技术强国，强化我国管螺纹在世界上的地位。

关键词： 管螺纹发展状况 国际标准化组织 类型 应对策略

我国是世界上工业发展最早的国家之一。不但历史悠久，而且成绩十分辉煌，不仅对我国的物质文化和社会经济的发展作出了巨大贡献，而且对世界工业的发展起到了促进作用。世界上螺纹有几百种。按标准来源，主要分为英制、美制和米制螺纹三种；按用途，可以分为紧固螺纹、管螺纹、传动螺纹和专用螺纹。管螺纹作为螺纹的一种，它的发展一样随着工业的发展而发展。我国管螺纹的发展如何应对技术强国的策略，应从以下几个方面去考虑。

一、我国及技术强国的管螺纹发展状况

1.我国的管螺纹发展状况

管螺纹是人类最早发明的简单机械之一，在我国古代，人们利用螺纹固定战袍的铠甲，提升物体，压榨油料和酒制品，等等。但是在近代特别是中华人民共和国成立之前，我国工业十分落后，我国于1944年制定了惠氏（英国）螺纹标准（CNS492，CNS493，CNS518，CNS519，CNS520，CNS521）。1955年台湾地区修订了此标准，1970年复审确认它们继续有效，但是管螺纹的自主发展还是空白。新中国成立后，1956年机械部仿用了苏联的标准，制定了机械行业螺纹标准，就是螺纹的机51、机61标准；1963年对行业标准进行了提升、修改，制定了国家螺纹标准；1981年进行了第三次修订，等效采用1980年版的ISO标准（新公差），新公差体系：公差带分为基本偏差和公差等级；顶径公差带与中径公差带分离；公差带数量大大增多，管螺纹的技术要求开始向国际标准接轨。1987年以前，由于我国和西方资本主义大国没有建立稳固的外交关系，因而没有采用美制和英制管螺纹标准，可是生产中又无法回避这两种国际普遍使用的管螺纹标准，为此，旧机械制图标准曾经自行规定美制和英制管螺纹的标记代号，这些螺纹代号来源于汉语拼音字母，根本没有考虑与国外标准管螺纹标准代号一致。由于此标准只规定了螺纹代号而没有规定螺纹参数，同一个螺纹代号在不同企业或行业所表示的螺纹参数可能有差异，出现废品时无法判断谁对谁错。随着改革开放的政策需要，1987—1991年，我国颁布了英制管螺纹标准。从此，管螺纹代号和标记都服从管螺纹标准的规定，旧机械制图标准所规定的管螺纹代号被废止。我国于2000年修订了英制密封管螺纹国家标准，将原来的一个螺纹标准变为两个螺纹标准，以此提示设计者要注意两种配合螺纹的不同和正确选用。为了加入世贸组织，我国在2003年修改1988年版的ISO标准（较上一版标准没有本质性的技术参数改变），按照WTO要求，进一步向ISO标准靠拢，在螺纹系列、螺纹标记和优选公差带等方面对旧版标准进行了调整和完善，特别是管路系列标准也有较大变化，新公差标准删除了有关泰勒原则的内容。2006年2月5日发布了GB/T10922—2006《55°非密封管螺纹量规》，2006年8月1日实施以后，取代了以前的规定。

2.英国的管螺纹的发展状况。

在18世纪末，英国工程师亨利·莫斯利（Hey Maudslag）发明了螺纹丝杠车床。第一次工业革命后，英国人发明了车床、板牙和丝锥，这些发明为螺纹件的大批生产奠定了技术基础。1841年，英国人约瑟夫·惠特沃斯（Joseph Whitworth）提出了世界上第一份螺纹国家标准（BS84，惠氏螺纹，B.S.W.和B.S.F.），按1/16锥度关系，［１］从而成为螺纹标准的鼻祖；1905年，颁布惠氏螺纹新标准（BS84），包括英制密封管螺纹标准（BS21），1905—1940年，由惠氏螺纹履行英制非密封管职责；1940年，提出惠氏螺纹的非密封管螺纹系列（BSP系列）；1956年，单独颁布英制非密封管螺纹标准（BS2779），欧洲国家和英联邦国家首先接受了英制管螺纹标准从此，英国成为世界上第一全面掌握螺纹加工和检测技术的国家。英制螺纹标准是世界上现行螺纹标准的祖先，英制螺纹标准也最早得到了世界范围的认可和推广。当前，英制管螺纹已被北美洲以外的国家和地区所普遍接受，广泛应用于国际贸易中。

3.美国的管螺纹的发展状况。

美制一般用途管螺纹是由罗伯特·布立格于1840年提出的，又叫布氏管螺纹。1919年一般用途密封管螺纹被颁布为美国国家标准ASAB2.1-1919；1945年提出了干密封管螺纹，后又颁布了干密封管螺纹的美国国家标准。美国的国家螺纹（N）标准是在英制惠氏螺纹基础上发展起来的，是由美国人独立研制出来的。二战后，它成为二战盟国共同使用的统一螺纹（UN）。这是世界上第一份得到国际组织认可的国际标准。

二、了解管螺纹的国际标准化组织ISO/TC5/SC5s

ISO/TC5/SC5s是管螺纹标准化技术委员会的称号。第二次世界大战结束，1947年国际标准化组织（ISO）成立。它成立的第一个标准化技术委员会（ISO/TC1）就是螺纹委员会。由于欧洲国家控制管螺纹标准化技术委员会及其秘书处，因此英制管螺纹标准被ISO标准采用。1955年，ISO提出英制密封管螺纹标准（ISOR7）；1961年，ISO提出英制非密封管螺纹标准（ISOR228）；1978年，ISO颁布了两种英制管螺纹的正式标准（ISO7-1和ISO228-1）。目前，英制管螺纹已被北美洲以外的国家和地区所普遍接受，广泛应用于国际贸易中。

ISO标准内的英制管螺纹已转化为米制单位制。英制管螺纹的米制化方法非常简单，将原来管螺纹的英寸尺寸乘以25.4就转化为毫米尺寸。英制管螺纹尺寸存在被淘汰的问题。所谓要使用真正的管螺纹标准是不现实的。这里不存在真米制管螺纹与假米制管螺纹之分。另一种是由美国的布氏锥管螺纹演变而来的60°牙型角管螺纹，其牙型为平顶平底，牙高相对较大，内外螺纹的牙顶和牙底之间可以有过盈，也可以有间隙。国际标准和世界各主要工业国的管螺纹标准都是以这两种牙型制定的。

现在，米制普通螺纹不但与美制和英制螺纹抗礼，而且显示出逐步取代美制和英制螺纹的势头。将来，美国和英国会提高采用米制螺纹标准的比例，米制螺纹标准是未来的发展方向。

三、我国和其他技术强国管螺纹的类型

1.我国管螺纹的种类。

我国目前使用的管螺纹主要有四种，如表一。

2.美国管螺纹的种类。

美国管螺纹分两大类，即一般管螺纹和干密封管螺纹。

（1）一般管螺纹也称美国标准管螺纹，这个标准有五种类型：

①NPT——一般用途的美国标准锥管螺纹；

②WSC——接头用美国标准锥管螺纹；

③NPTR——导杆连接用美国标准直管螺纹；

④NPSM——设备上的自由配合机械连接用美国标准直管螺纹；

⑤NPSL——锁紧螺母的松配合机械连接用美国标准直管螺纹。

（2）干密封管螺纹，有四种类型：

①NPTF——干密封式美国标准锥管螺纹（Ⅰ）；

②PTF—SAE——干密封式短锥管螺纹（Ⅱ）；

③NPSF——干密封式美国标准燃料用直管螺纹（Ⅲ）；

④NPSI——干密封式美国标准一般用直管内螺纹（Ⅳ）。

3.英国管螺纹的种类。

英制密封管螺纹有两种配合方式：“柱/锥”和“锥/锥”。两种英制密封管螺纹使用不同的螺纹环规（圆柱螺纹环规和圆锥螺纹环规）和螺纹塞规（基准平面的位置不同，两者基准平面相距半牙）。欧洲国家和地区主要采用“柱/锥”配合螺纹；而欧洲以外的国家和地区则主要采用“锥/锥”配合螺纹。

四、我国的应对策略

针对上述情况，我国作为一个发展中国家，在机械工业从制造大国向制造强国过渡的时期，应该采取以下策略。

1.加强国内管螺纹的标准，向国际化管螺纹标准靠拢。

首先，在机械行业内和其他行业推行国际化管螺纹的标准，对旧的标准要彻底更换。其次，加大对国际化标准管螺纹的理解，这就要求我们一方面在加工精度上下工夫，加快加工设备的更新速度，用先进的设备来保证管螺纹的精度。另一方面抓紧对管螺纹的检测工作。我国一直使用泰勒原则的量规，随着技术的发展它已经不适应检测技术的发展要求，要加大检测设备的研制力度，使我国的产品质量不断上升，达到世界先进水平。

2.对技术强国要具体问题具体分析。

布氏管螺纹与英制管螺纹共同构成了当今世界管螺纹标准领域的两大支柱，它们也在不断地改进和发展。我们要了解它们的性能和用途。英制密封管螺纹为一般用途的密封管螺纹，使用中要在螺纹内加入密封添料，其特点是比较经济，加工精度要求适中。不加密封添料就可以保证密封连接的螺纹为干密封管螺纹。英制管螺纹体系内没有干密封管螺纹。密封管螺纹具有机械连接和密封两大功能，而非密封管螺纹仅有机械连接一种功能，所以密封管螺纹的精度要高于非密封管螺纹的精度。

美国的布氏管螺纹主要用于管路机械连接的圆柱管螺纹，也包括用于密封连接的圆锥管螺纹。为确保螺纹密封的可靠性，可使用密封剂。

干密封管螺纹的密封连接不需要密封剂，干密封式内螺纹可以是圆柱形的，也可以是圆锥形的，而外管螺纹仅有圆锥形一种。所有干密封式管螺纹均为右旋螺纹。干密封管螺纹严格控制牙顶和牙底的削平度，以保证牙顶、牙底处金属和金属的接触首先发生或与侧面接触同时发生。牙顶和牙底的接触可以防止螺纹渗漏，并保证在不使用润滑剂和密封填料的情况下形成密封紧密连接。

另外，各个国家使用管螺纹的情况也不相同。如美国的布氏管螺纹主要是北美洲使用，英国的惠氏管螺纹主要是欧洲和北美洲以外的国家和地区使用。欧洲主要采用“柱/锥”配合螺纹，而欧洲以外则主要采用“柱/锥”配合螺纹。两种螺纹的检验量规存在一定不同，这些国家使用的情况也不尽相同，如日本在1999年修订英制密封管螺纹标准时，仍然坚持采用1994年前的ISO标准。所以，2000年以后的国际英制密封管螺纹市场更加复杂，国内厂家在和这些技术强国合作的时候要倍加小心。因为同一个密封管螺纹件，欧洲国家检验合格的管螺纹，欧洲以外国家检验则可能不合格。国际贸易中一定要注意这种差异，否则可能出现废品。

3.推进管螺纹国际标准化，加大对非技术强国的合作交流。

据统计，我国的螺纹对外销售量占据世界上三分之一的销售份额，这个是我们的优势，这个优势可以推动管螺纹国际化标准的进一步实施，也推动世界各国向管螺纹的标准化方向前进。但是我们要看到自己的不足之处，那就是加工和检测管螺纹的精度还没有达到技术强国的水平，要把握好现有的市场，争取更大的市场还要不断地努力。千万不要忘记世界上最有影响的紧固螺纹有五种，它们是：英国的惠氏螺纹、美国的赛氏螺纹、法国的米制螺纹和英国的惠氏管螺纹、美国的布氏管螺纹。这五种影响最广的螺纹均在19世纪就问世了，它们也是螺纹标准化技术体系的鼻祖，其他绝大多数螺纹均采用或借鉴了它们的标准结构。所以绝对不能小瞧了这些管螺纹技术强国的力量。

五、结语

了解我国和技术强国的管螺纹发展历史，知道我们的优势和劣势，就能够找出应对管螺纹技术强国的方法，就能更好地占领管螺纹的市场，为我国管螺纹的发展指明方向，也为管螺纹的国际标准化作出贡献。

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