論應對管螺紋技術強國的策略

　　摘 要： 了解世界管螺紋技術強國的發展史，深刻理解管螺紋標準國際化的必然走向，我們才能正確制定由機械制造大國向強國過渡的策略，應對技術強國，強化我國管螺紋在世界上的地位。
　　關鍵詞： 管螺紋發展狀況 國際標準化組織 類型 應對策略
　　
　　我國是世界上工業發展最早的國家之一。不但歷史悠久，而且成績十分輝煌，不僅對我國的物質文化和社會經濟的發展作出了巨大貢獻，而且對世界工業的發展起到了促進作用。世界上螺紋有幾百種。按標準來源，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、傳動螺紋和專用螺紋。管螺紋作為螺紋的一種，它的發展一樣隨著工業的發展而發展。我國管螺紋的發展如何應對技術強國的策略，應從以下幾個方面去考慮。
　　一、我國及技術強國的管螺紋發展狀況
　　1.我國的管螺紋發展狀況
　　管螺紋是人類最早發明的簡單機械之一，在我國古代，人們利用螺紋固定戰袍的鎧甲，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成立之前，我國工業十分落后，我國于1944年制定了惠氏（英國）螺紋標準（CNS492，CNS493，CNS518，CNS519，CNS520，CNS521）。1955年臺灣地區修訂了此標準，1970年復審確認它們繼續有效，但是管螺紋的自主發展還是空白。新中國成立后，1956年機械部仿用了蘇聯的標準，制定了機械行業螺紋標準，就是螺紋的機51、機61標準；1963年對行業標準進行了提升、修改，制定了國家螺紋標準；1981年進行了第三次修訂，等效采用1980年版的ISO標準（新公差），新公差體系：公差帶分為基本偏差和公差等級；頂徑公差帶與中徑公差帶分離；公差帶數量大大增多，管螺紋的技術要求開始向國際標準接軌。1987年以前，由于我國和西方資本主義大國沒有建立穩固的外交關系，因而沒有采用美制和英制管螺紋標準，可是生產中又無法回避這兩種國際普遍使用的管螺紋標準，為此，舊機械制圖標準曾經自行規定美制和英制管螺紋的標記代號，這些螺紋代號來源于漢語拼音字母，根本沒有考慮與國外標準管螺紋標準代號一致。由于此標準只規定了螺紋代號而沒有規定螺紋參數，同一個螺紋代號在不同企業或行業所表示的螺紋參數可能有差異，出現廢品時無法判斷誰對誰錯。隨著改革開放的政策需要，1987—1991年，我國頒布了英制管螺紋標準。從此，管螺紋代號和標記都服從管螺紋標準的規定，舊機械制圖標準所規定的管螺紋代號被廢止。我國于2000年修訂了英制密封管螺紋國家標準，將原來的一個螺紋標準變為兩個螺紋標準，以此提示設計者要注意兩種配合螺紋的不同和正確選用。為了加入世貿組織，我國在2003年修改1988年版的ISO標準（較上一版標準沒有本質性的技術參數改變），按照WTO要求，進一步向ISO標準靠攏，在螺紋系列、螺紋標記和優選公差帶等方面對舊版標準進行了調整和完善，特別是管路系列標準也有較大變化，新公差標準刪除了有關泰勒原則的內容。2006年2月5日發布了GB/T10922—2006《55°非密封管螺紋量規》，2006年8月1日實施以后，取代了以前的規定。
　　2.英國的管螺紋的發展狀況。
　　在18世紀末，英國工程師亨利·莫斯利（Henry Maudslag）發明了螺紋絲杠車床。第一次工業革命后，英國人發明了車床、板牙和絲錐，這些發明為螺紋件的大批生產奠定了技術基礎。1841年，英國人約瑟夫·惠特沃斯（Joseph Whitworth）提出了世界上第一份螺紋國家標準（BS84，惠氏螺紋，B.S.W.和B.S.F.），按1/16錐度關系，［１］從而成為螺紋標準的鼻祖；1905年，頒布惠氏螺紋新標準（BS84），包括英制密封管螺紋標準（BS21），1905—1940年，由惠氏螺紋履行英制非密封管職責；1940年，提出惠氏螺紋的非密封管螺紋系列（BSP系列）；1956年，單獨頒布英制非密封管螺紋標準（BS2779），歐洲國家和英聯邦國家首先接受了英制管螺紋標準從此，英國成為世界上第一全面掌握螺紋加工和檢測技術的國家。英制螺紋標準是世界上現行螺紋標準的祖先，英制螺紋標準也最早得到了世界范圍的認可和推廣。當前，英制管螺紋已被北美洲以外的國家和地區所普遍接受，廣泛應用于國際貿易中。
　　3.美國的管螺紋的發展狀況。
　　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國家標準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國家標準。美國的國家螺紋（N）標準是在英制惠氏螺紋基礎上發展起來的，是由美國人獨立研制出來的。二戰后，它成為二戰盟國共同使用的統一螺紋（UN）。這是世界上第一份得到國際組織認可的國際標準。
　　二、了解管螺紋的國際標準化組織ISO/TC5/SC5s
　　ISO/TC5/SC5s是管螺紋標準化技術委員會的稱號。第二次世界大戰結束，1947年國際標準化組織（ISO）成立。它成立的第一個標準化技術委員會（ISO/TC1）就是螺紋委員會。由于歐洲國家控制管螺紋標準化技術委員會及其秘書處，因此英制管螺紋標準被ISO標準采用。1955年，ISO提出英制密封管螺紋標準（ISOR7）；1961年，ISO提出英制非密封管螺紋標準（ISOR228）；1978年，ISO頒布了兩種英制管螺紋的正式標準（ISO7-1和ISO228-1）。目前，英制管螺紋已被北美洲以外的國家和地區所普遍接受，廣泛應用于國際貿易中。
　　ISO標準內的英制管螺紋已轉化為米制單位制。英制管螺紋的米制化方法非常簡單，將原來管螺紋的英寸尺寸乘以25.4就轉化為毫米尺寸。英制管螺紋尺寸存在被淘汰的問題。所謂要使用真正的管螺紋標準是不現實的。這里不存在真米制管螺紋與假米制管螺紋之分。另一種是由美國的布氏錐管螺紋演變而來的60°牙型角管螺紋，其牙型為平頂平底，牙高相對較大，內外螺紋的牙頂和牙底之間可以有過盈，也可以有間隙。國際標準和世界各主要工業國的管螺紋標準都是以這兩種牙型制定的。
　　現在，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頭。將來，美國和英國會提高采用米制螺紋標準的比例，米制螺紋標準是未來的發展方向。
　　三、我國和其他技術強國管螺紋的類型
　　1.我國管螺紋的種類。
　　我國目前使用的管螺紋主要有四種，如表一。
　　2.美國管螺紋的種類。
　　美國管螺紋分兩大類，即一般管螺紋和干密封管螺紋。
　　（1）一般管螺紋也稱美國標準管螺紋，這個標準有五種類型：
　?、貼PT——一般用途的美國標準錐管螺紋；
　　②WSC——接頭用美國標準錐管螺紋；
　?、跱PTR——導桿連接用美國標準直管螺紋；
　?、躈PSM——設備上的自由配合機械連接用美國標準直管螺紋；
　?、軳PSL——鎖緊螺母的松配合機械連接用美國標準直管螺紋。
　　（2）干密封管螺紋，有四種類型：
　　①NPTF——干密封式美國標準錐管螺紋（Ⅰ）；
　?、赑TF—SAE——干密封式短錐管螺紋（Ⅱ）；
　?、跱PSF——干密封式美國標準燃料用直管螺紋（Ⅲ）；
　　④NPSI——干密封式美國標準一般用直管內螺紋（Ⅳ）。
　　3.英國管螺紋的種類。
　　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規（圓柱螺紋環規和圓錐螺紋環規）和螺紋塞規（基準平面的位置不同，兩者基準平面相距半牙）。歐洲國家和地區主要采用“柱/錐”配合螺紋；而歐洲以外的國家和地區則主要采用“錐/錐”配合螺紋。
　　
　　四、我國的應對策略
　　針對上述情況，我國作為一個發展中國家，在機械工業從制造大國向制造強國過渡的時期，應該采取以下策略。
　　1.加強國內管螺紋的標準，向國際化管螺紋標準靠攏。
　　首先，在機械行業內和其他行業推行國際化管螺紋的標準，對舊的標準要徹底更換。其次，加大對國際化標準管螺紋的理解，這就要求我們一方面在加工精度上下工夫，加快加工設備的更新速度，用先進的設備來保證管螺紋的精度。另一方面抓緊對管螺紋的檢測工作。我國一直使用泰勒原則的量規，隨著技術的發展它已經不適應檢測技術的發展要求，要加大檢測設備的研制力度，使我國的產品質量不斷上升，達到世界先進水平。
　　2.對技術強國要具體問題具體分析。
　　布氏管螺紋與英制管螺紋共同構成了當今世界管螺紋標準領域的兩大支柱，它們也在不斷地改進和發展。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，使用中要在螺紋內加入密封添料，其特點是比較經濟，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。英制管螺紋體系內沒有干密封管螺紋。密封管螺紋具有機械連接和密封兩大功能，而非密封管螺紋僅有機械連接一種功能，所以密封管螺紋的精度要高于非密封管螺紋的精度。
　　美國的布氏管螺紋主要用于管路機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生或與側面接觸同時發生。牙頂和牙底的接觸可以防止螺紋滲漏，并保證在不使用潤滑劑和密封填料的情況下形成密封緊密連接。
　　另外，各個國家使用管螺紋的情況也不相同。如美國的布氏管螺紋主要是北美洲使用，英國的惠氏管螺紋主要是歐洲和北美洲以外的國家和地區使用。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。兩種螺紋的檢驗量規存在一定不同，這些國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準時，仍然堅持采用1994年前的ISO標準。所以，2000年以后的國際英制密封管螺紋市場更加復雜，國內廠家在和這些技術強國合作的時候要倍加小心。因為同一個密封管螺紋件，歐洲國家檢驗合格的管螺紋，歐洲以外國家檢驗則可能不合格。國際貿易中一定要注意這種差異，否則可能出現廢品。
　　3.推進管螺紋國際標準化，加大對非技術強國的合作交流。
　　據統計，我國的螺紋對外銷售量占據世界上三分之一的銷售份額，這個是我們的優勢，這個優勢可以推動管螺紋國際化標準的進一步實施，也推動世界各國向管螺紋的標準化方向前進。但是我們要看到自己的不足之處，那就是加工和檢測管螺紋的精度還沒有達到技術強國的水平，要把握好現有的市場，爭取更大的市場還要不斷地努力。千萬不要忘記世界上最有影響的緊固螺紋有五種，它們是：英國的惠氏螺紋、美國的賽氏螺紋、法國的米制螺紋和英國的惠氏管螺紋、美國的布氏管螺紋。這五種影響最廣的螺紋均在19世紀就問世了，它們也是螺紋標準化技術體系的鼻祖，其他絕大多數螺紋均采用或借鑒了它們的標準結構。所以絕對不能小瞧了這些管螺紋技術強國的力量。
　　五、結語
　　了解我國和技術強國的管螺紋發展歷史，知道我們的優勢和劣勢，就能夠找出應對管螺紋技術強國的方法，就能更好地占領管螺紋的市場，為我國管螺紋的發展指明方向，也為管螺紋的國際標準化作出貢獻。
　　
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