Rosca Americana cónica para tubos: Tablas y fórmulas (NPT)

La rosca americana cónica para tubos es una norma estadounidense definida en ASME B1-20.1 La serie más popular es la rosca cónica para tubos (NPT). Sin embargo, otras series, como NPTSC y NPTR, también se definen en este documento.


La jerga, los cálculos y los gráficos que definen las roscas NPT son muy diferentes en comparación con las roscas de estándar métrico y en pulgadas. Esta página web explicará la diferencia entre las distintas series, cómo se define cada parámetro y mostrará cómo encontrar las dimensiones básicas y tolerancias correctas para cada rosca.

NPT Featured 400 400

Lista de series definidas en ASME B1-20.1

EstándarNombreDescripción
NPTRosca cónica para tubosObjetivo general. La rosca de tubo más popular.
NPSCRoscas internas rectas para acoplamientos de tubosRoscas rectas (paralelas) sólo internas con la misma forma de rosca que NPT. Se utilizan para formar uniones estancas a la presión cuando se ensamblan con una rosca cónica exterior NPT.
NPTRRosca Cónica de Junta de barandilla para TubosUna versión abreviada (truncada) de NPT para barandillas de acero
NPSMRoscas rectas para juntas mecánicasPropósito general. La rosca de tubo más popular.
NPSLRoscas rectas para juntas mecánicasLas juntas mecánicas rectas de ajuste libre se utilizan en aplicaciones sin presión interna.

Designaciones de roscas NPT

NPT Thread Description

Sintaxis de la designación básica:

  • Diámetro Nominal en fracción de pulgadas
  • Paso en Pulgadas (Hpp)
  • Series: NPT / NPCS / NPTR / etc.
  • Dirección

Diámetro:

  • Los diámetros se indican en fracciones de pulgada. Por ejemplo, 1/4″, 3/4″, 1 1/4″.
  • También se permite indicar los diámetros con valor decimal. Por ejemplo, 0,250 (1/4″), 0,4375 (7/16″), etc.

Paso:

  • Por defecto, el paso es en Pulgada. Por ejemplo, 1/4-20 significa una rosca con un paso de 20 HPP (1/20=0.05″).
  • También se permite indicar el paso por distancia. Por ejemplo, 1/4-0.05P significa una rosca con un paso de 0.05″ (igual a 20 HPP).

Series:

NPT, NPSC, NPTR, NPSM o NPSL. Dónde está el significado de cada letra:

  • N = Nacional
  • P = Tubería
  • S = Recta
  • C = Acoplamiento
  • R = Barandilla
  • M = Mecánica
  • L = Contratuerca

Parámetros Adicionales:

  • Dirección: Por defecto, el hilo es derecho. Para una rosca a la izquierda, agregue el sufijo -LH.

Serie NPT – Rosca cónica para tubos

NPT son las siglas de National Pipe Tapered threads (roscas cónicas para tubos). El perfil básico es un triángulo truncado de 60° similar a las roscas unificadas en pulgadas (UNC/UNF). La principal diferencia es que el perfil de la rosca se estrecha en un ángulo de 1°47′ (0,75 in/ft o 62,5 mm/m) con respecto al eje. La conicidad de las roscas NPT les permite formar un sello cuando se aprietan, ya que los flancos de las roscas externas e internas se comprimen entre sí (no queda espacio libre entre las crestas y las raíces de las roscas debido a la conicidad). Dependiendo de la aplicación, puede utilizarse con o sin sellador de roscas.

Las propiedades del perfil, como la altura, la inclinación y los truncamientos, son constantes. Sin embargo, el diámetro de paso no es un valor constante. Cambia en función de la distancia desde el principio de la rosca.

Por ello, el conjunto de parámetros y técnicas de medición es muy diferente (y a menudo confuso) en comparación con las roscas métricas y en pulgadas unificadas.

Para que las explicaciones y los dibujos sean más sencillos, los hemos dividido en 3 secciones:

  1. Dibujo de ensamblaje de una tubería (rosca exterior) y un accesorio (rosca interior) que muestra únicamente los parámetros comunes a ambos o que son relevantes para el ensamblaje.
  2. Dibujo de la rosca exterior (tubería) con todas sus dimensiones relevantes.
  3. Dibujo de la rosca interna (accesorio) con todas sus dimensiones relevantes.

Dimensiones comunes (tuberías y accesorios)

Al ensamblar con «fuerza manual», las partes macho y hembra de una rosca cónica girarán varias vueltas hasta que se cierre la holgura y se alcance un «tope». Esta distancia se denomina «Longitud de enganche manual», y suele medirse con un «Medidor L1» o «L1 Gauge» en inglés. Para formar la junta, el montaje continúa con una llave una distancia adicional denominada » tolerancia de llave inglesa».

Dibujo de montaje de tuberías y accesorios NPT

Esquema de montaje de tubos y accesorios con Rosca NPT

Símbolos

Symbol Name Explanation
P Pitch Given in TPI, and used in calculations as distance
ß Thread Tapper Angle
  • Equals1°47' (1.7833°)
  • Defined by ASME B1.20 as 0.75 in/ft
  • In Metric units 6.25 mm/m
  • Tolerance is defined in the below chart
α Thead V Half Angle (+/-)
H Height of sharp V
The height of the theoretical profile triangle.
\( H=\frac{\sqrt{3}}{2}\times{P} \)
h Thread Height
Distance between the truncated root and crest.
\( h=0.800\times{P} \)
L1 Length of hand-tight engagement The maximum distance that the male and female parts can be threaded by normal hand force.
E1 Pitch Diameter at L1 plane The Pitch d diameter at the plane of hand-tight engagement length (L1) of external thread (Pipe), and at the large end of internal thread (Fitting)
L1 - L2 Maximum Wrenching Distance To create a seal, the pipe and fitting should be further tightened by a wrench beyond the L1 plane.
L3 Minimum Wrenching Distance

Dimensiones de la tubería NPT (exterior)

Diseño básico

Esquema básico del perfil de la Rosca exterior NPT (tubo)

Diseño del Perfil

Esquema de Detalles del perfil de la Rosca NPT exterior (tubo)

Símbolos

Symbol Name Explanation
P, H, h, L1, E1 α, & ß are defined in the assembly section above.
D Pipe OD Outer diameter of the pipe
E0 Pitch Diameter at the Pipe's end
E0=D - (O.O5*D + 1.1 ) * P
K0 Minor Diameter at the Pipe's end Given as information for use in selecting tap drills.
L5 Length of Last Complete Thread Where the cone of the major diameter intersects the outside diameter of the pipe. From this point onward, the thread profile is not complete.
E5 Pitch Diameter at L5 plane
E5 = E0 + 0.0625 *  L5
L2 Length of Last usefull Thread Length of Last proper Thread. At L5, the thread profile starts to get truncated, but it is still considered "useful" until this point.
E2 Pitch Diameter at E2 Plane
E2 = E0 + 0.0625 *  L2
L4 Thread Length (L4) At this point, the thread disappears due to the taper angle.
V Length of Vanish threads
The length of "Unuseful" threads.
V = L4 - L2

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Tabla de dimensiones básicas – Roscas Externas NPT

Dimensiones de Accesorio (Racor) NPT (interno)

Diseño básico

Esquema del perfil básico de la Rosca Interior NPT (accesorio)

Diseño del Perfil

Croqui de Detalles del Perfil de la Rosca (racor/accesorio) NPT interior

Símbolos para rosca interior NPT (rosca de accesorio)

Symbol Name Explnation
P, H, h, L1, E1 α, and ß are defined in the assembly section above.
E1
Pitch Diameter at the fitting's end
E1 = E0 + 0.0625 *  L1
L3 Length of Wrenching Allowance To create a seal, the pipe and fitting should be tightened by a wrench beyond the L1 plane by a minimum distance of L3.
E3 Pitch Diameter at the L3 Plane
E3 = E1 - 0.0625 *  (L1+L3)
L1 + L3 Thread Length Minimum Thread length in the fitting
T Tap Drill Size Recomended Drill diameter for tapping.

Tabla de dimensiones básicas – Roscas internas NPT

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Límites y tolerancias para roscas NPT

Dibujo para tolerancias de las roscas NPT

El sistema de tolerancias para roscas NPT es muy diferente y mucho más sencillo en comparación con los sistemas métrico y de pulgadas unificadas. No hay clases de tolerancia y los límites son los mismos para todos los tamaños o dependen únicamente del paso.

Tolerancias aplicables a todos los tamaños de rosca de la serie NPT

Tolerancia del Ângulo del Cono (ß)

El ángulo se define en ASME B1-20.1 como 3/4 de pulgada por pie (3/4 in/ft). Si medimos el diámetro de paso en un punto determinado, nos desplazamos un pie a lo largo del eje y volvemos a medirlo, deberíamos medir una diferencia de diámetro de 0,75″.
La tolerancia es de -1/16 Pulgada/Pie y +1/8 in/ft (Pulgada/Pie). No tengo ni idea de por qué un ángulo se define de una forma tan peculiar; sin embargo, puedes convertirlo a grados utilizando la siguiente fórmula:

\( \beta = 0.5 \times \tan^{-1} \left( { \large \frac{0.75}{12} } \right) = 1.7905^{\circ}\)
  • Las unidades lineales se miden sobre el diámetro y el ángulo se mide «por lado». Por tanto, se aplica el factor 0,5.

La tolerancia en diferentes unidades se resume en la siguiente tabla

Unit Nominal Minimum Maximum
Inch / Feet 0.75" 0.6875" 0.875"
mm / m 62.5 57.3 72.9
Degrees 1.7905° 1.6413° 2.0889°
DMS 1°47' 1°38' 2°5'

Tolerancia Avance / Paso (P)

  • El avance debe controlarse sobre una distancia de L2 (como se define en los gráficos anteriores), pero nunca más de 1 Pulgada.
  • A lo largo de esa distancia, el avance medido debe estar dentro de +/-0,003 Pulgada/pulgada del avance teórico.

Ejemplo para rosca exterior de tubo 1/2-14 NPT:

  • L2 debería ser 0,5337″.
  • La variación máxima permitida es +/-0,5337*0,003=0,0016″ (+/-0,04 mm)
  • Dado que el paso es de 14 TPI, esto equivale a 14X0,5337=7,47 vueltas de rosca.
  • Por lo tanto, girar la rosca 7 veces debería hacerla avanzar a lo largo de su eje 7/14=0,5″, y la tolerancia permitida es +/-0,003X0,5=0,0015″.

Tolerancias que dependen del paso (h, f, α y L1)

TPI hmin hmax fmin fmax L1 2α (60°)
27 0.02496 0.02963 0.0012 0.0036 +/- 0.0370 +/- 2.5°
18 0.03833 0.04444 0.0018 0.0049 +/- 0.0555 +/- 2°
14 0.05072 0.05714 0.0024 0.0056 +/- 0.0714 +/- 2°
11.5 0.06261 0.06957 0.0029 0.0063 +/- 0.0870 +/- 1.5°
8 0.09275 0.1 0.0041 0.0078 +/- 0.1250 +/- 1.5°

NPSC – Rosca interior recta para tubos

Las roscas rectas (paralelas) de tubo NPSC se utilizan para fabricar accesorios estancos a la presión cuando se ensamblan con una rosca cónica externa NPT. Esta serie se aplica a roscas internas solamente. (La rosca exterior es la rosca NPT estándar).

NPSC, Tabla de dimensiones de roscas internas rectas para tubos

  • Dimensiones en pulgadas
  • Las dimensiones son idénticas a las del perfil NPT interno estándar, excepto los parámetros que se indican en el siguiente cuadro
Thread Pipe Pipe OD Pitch (TPI) Minor Diameter (Min) Pitch Diameter (Range)
1/8-27 NPSC 1/8 0.405 27 0.34 0.3701 - 0.3771
1/4-18 NPSC 1/4 0.54 18 0.442 0.4864 - 0.4968
3/8-18 NPSC 3/8 0.675 18 0.577 0.6218 - 0.6322
1/2-14 NPSC 1/2 0.84 14 0.715 0.7717 - 0.7851
3/4-14 NPSC 3/4 1.05 14 0.925 0.9822 - 0.9956
1-11.5 NPSC 1 1.315 11.5 1.161 1.2305 - 1.2468
1 1/4-11.5 NPSC 1 1/4 1.66 11.5 1.506 1.5752 - 1.5915
1 1/2-11.5 NPSC 1 1/2 1.9 11.5 1.745 1.8142 - 1.8305
2-11.5 NPSC 2 2.375 11.5 2.219 2.2881 - 2.3044
2 1/2-8 NPSC 2 1/2 2.875 8 2.65 2.7504 - 2.7739
3-8 NPSC 3 3.5 8 3.277 3.3768 - 3.4002
3 1/2-8 NPSC 3 1/2 4 8 3.777 3.8771 - 3.9005
4-8 NPSC 4 4.5 8 4.275 4.3754 - 4.3988

NPTR – Rosca Cónica de Junta de barandilla para tubos

La rosca NTPR se utiliza para conectar juntas de barandillas que requieren una conexión mecánica rígida, como las barandillas de escaleras.

Rosca exterior NPTR

NPTR External Pipe

La rosca exterior de NPTR es la misma que la rosca NPT, salvo que se acorta en el extremo pequeño del tubo. Produce un diámetro mayor en el extremo del tubo, lo que aumenta su resistencia. Esta rosca acortada es perceptible para el ojo profesional, pero podría pasar desapercibido para un trabajador menos experimentado.

  • La cantidad de manteca se designa con L6 y se indica en el cuadro abajo.
  • L6 es 3-4 veces el paso.

Rosca interior NPTR

NPTR Internal Fitting

La rosca interior l tiene las mismas dimensiones básicas que la rosca NPT estándar, con un relieve en el extremo del racor/accesorio. Permite que la rosca exterior del tubo «desaparezca» cuando está totalmente engranada (por razones estéticas).

  • El diámetro del relieve se designa por Q, y su profundidad por q.

NPTR: Tabla de Dimensiones

  • Dimensiones en pulgadas
  • Todas las dimensiones son las mismas que en la tabla de roscas NPT estándar, excepto las siguientes:
  • L6 – Cantidad de acortamiento.
  • E0 – El diámetro de paso en el extremo del tubo. (Sustituye a E1 de la rosca NPT estándar).
  • L2, L5 y L4 deben tomarse de la tabla anterior para la rosca NPT estándar y sustituirse por L6.
Thread Pipe OD TPI L6 E6 Q q
1/2-14 NPTR 0.84 14 0.214 0.7718 0.86 0.18
3/4-14 NPTR 1.05 14 0.214 0.9811 1.07 0.18
1-11.5 NPTR 1.315 11.5 0.261 1.2299 1.34 0.22
1 1/4-11.5 NPTR 1.66 11.5 0.261 1.5734 1.68 0.26
1 1/2-11.5 NPTR 1.9 11.5 0.261 1.8124 1.92 0.26
2-11.5 NPTR 2.375 11.5 0.261 2.2853 2.4 0.26
2 1/2-8 NPTR 2.875 8 0.5 2.7508 2.9 0.38
3-8 NPTR 3.5 8 0.5 3.3719 3.53 0.38
3 1/2-8 NPTR 4 8 0.5 3.8688 4.04 0.38
4-8 NPTR 4.5 8 0.5 4.3656 4.54 0.38

NPSM: Roscas para juntas mecánicas de ajuste libre

La serie de roscas NPSM crea una conexión no estanca a la presión. Se utiliza principalmente en juntas mecánicas y aplicaciones especiales sin presión interna y, en consecuencia, sin requisitos de estanqueidad. Es posible conseguir una estanqueidad con la ayuda de una junta tórica (o-ring).

  • La forma del perfil es similar a la de las roscas UTS (Norma unificada de roscas).
  • El margen y las tolerancias son idénticos a los de las roscas UTSde clase 2A para las roscas exteriores y de clase 2B para las roscas interiores.
  • El truncamiento se calcula según las fórmulas siguientes:
Truncamiento de la raízTruncamiento de la cresta
Rosca Externafrs=0,10825*Pfcs=0,10825*P
Rosca Internafrn=0,10825*Pfcn=0,21651*P

Tabla de dimensiones de Rosca Exterior NPSM

Thread Pipe OD TPI Pitch Diameter Major Diameter
1/8-27 NPT 0.405 27 0.39 - 0.397 0.3689 - 0.3725
1/4-18 NPT 0.54 18 0.517 - 0.526 0.4859 - 0.4903
3/8-18 NPT 0.675 18 0.653 - 0.662 0.6211 - 0.6256
1/2-14 NPT 0.84 14 0.813 - 0.823 0.7718 - 0.7769
3/4-14 NPT 1.05 14 1.024 - 1.034 0.982 - 0.9873
1-11.5 NPT 1.315 11.5 1.281 - 1.293 1.2311 - 1.2369
1 1/4-11.5 NPT 1.66 11.5 1.626 - 1.638 1.5756 - 1.5816
1 1/2-11.5 NPT 1.9 11.5 1.865 - 1.877 1.8144 - 1.8205
2-11.5 NPT 2.375 11.5 2.339 - 2.351 2.2882 - 2.2944
2 1/2-8 NPT 2.875 8 2.826 - 2.841 2.7526 - 2.76
3-8 NPT 3.5 8 3.452 - 3.467 3.3786 - 3.3862
3 1/2-8 NPT 4 8 3.953 - 3.968 3.8788 - 3.8865
4-8 NPT 4.5 8 4.451 - 4.466 4.3771 - 4.3848
5-8 NPT 5.563 8 5.513 - 5.528 5.439 - 5.4469
6-8 NPT 6.625 8 6.57 - 6.585 6.4955 - 6.5036

Tabla de dimensiones de Roscas Internas NPSM

Thread TPI Pitch Diameter Minor Diameter
1/8-27 NPT 27 0.3736 - 0.3783 0.358 - 0.364
1/4-18 NPT 18 0.4916 - 0.4974 0.468 - 0.481
3/8-18 NPT 18 0.627 - 0.6329 0.603 - 0.612
1/2-14 NPT 14 0.7784 - 0.7851 0.747 - 0.759
3/4-14 NPT 14 0.9889 - 0.9958 0.958 - 0.97
1-11.5 NPT 11.5 1.2386 - 1.2462 1.201 - 1.211
1 1/4-11.5 NPT 11.5 1.5834 - 1.5912 1.546 - 1.555
1 1/2-11.5 NPT 11.5 1.8223 - 1.8302 1.785 - 1.794
2-11.5 NPT 11.5 2.2963 - 2.3044 2.259 - 2.268
2 1/2-8 NPT 8 2.7622 - 2.772 2.708 - 2.727
3-8 NPT 8 3.3885 - 3.3984 3.334 - 3.353
3 1/2-8 NPT 8 3.8888 - 3.8988 3.835 - 3.848
4-8 NPT 8 4.3871 - 4.3971 4.333 - 4.346
5-8 NPT 8 5.4493 - 5.4598 5.395 - 5.408
6-8 NPT 8 6.506 - 6.5165 6.452 - 6.464

NPSL – Juntas mecánicas sueltas con contratuercas

Rosca de tubería NPSL conectada a un depósito

La serie de roscas NPSM está diseñada para producir una rosca de tubo con el mayor diámetro posible de corte en un tubo estándar. Las dimensiones de la rosca interna y externa están diseñadas para tener un «ajuste holgado», y se requiere una contratuerca con una junta tórica (o-ring) para crear un sello.
La aplicación «clásica» de la rosca NPSM es la conexión de una tubería a un depósito. La estanqueidad se consigue con dos contratuercas con juntas tóricas: una en la cara interior de la pared del depósito y otra en la pared exterior.

Tabla de dimensiones de Roscas Exteriores NPSL

Thread Pipe OD TPI Pitch Diameter Max Major Diameter
1/8-27 NPSL 0.405 27 0.384 - 0.3805 0.409
1/4-18 NPSL 0.54 18 0.5038 - 0.4986 0.541
3/8-18 NPSL 0.675 18 0.6409 - 0.6357 0.678
1/2-14 NPSL 0.84 14 0.7963 - 0.7896 0.844
3/4-14 NPSL 1.05 14 1.0067 - 1.000 1.054
1-11.5 NPSL 1.315 11.5 1.2604 - 1.2523 1.318
1 1/4-11.5 NPSL 1.66 11.5 1.6051 - 1.597 1.663
1 1/2-11.5 NPSL 1.9 11.5 1.8441 - 1.836 1.902
2-11.5 NPSL 2.375 11.5 2.318 - 2.3099 2.376
2 1/2-8 NPSL 2.875 8 2.7934 - 2.7817 2.877
3-8 NPSL 3.5 8 3.4198 - 3.4081 3.503
3 1/2-8 NPSL 4 8 3.9201 - 3.9084 4.003
4-8 NPSL 4.5 8 4.4184 - 4.4067 4.502
5-8 NPSL 5.563 8 5.4805 - 5.4688 5.564
6-8 NPSL 6.625 8 6.5372 - 6.5255 6.62
8-8 NPSL 8.625 8 8.5313 - 8.5196 8.615
10-8 NPSL 10.750 8 10.6522 - 10.6405 10.735
12-8 NPSL 12.750 8 12.6491 - 12.6374 12.732

Tabla de dimensiones de Roscas Internas NPSL

Thread TPI Pitch Diameter Min Minor Diameter
1/8-27 NPSL 27 0.3863 - 0.3898 0.362
1/4-18 NPSL 18 0.5073 - 0.5125 0.47
3/8-18 NPSL 18 0.6444 - 0.6496 0.607
1/2-14 NPSL 14 0.8008 - 0.8075 0.753
3/4-14 NPSL 14 1.0112 - 1.0179 0.964
1-11.5 NPSL 11.5 1.2658 - 1.2739 1.208
1 1/4-11.5 NPSL 11.5 1.6106 - 1.6187 1.553
1 1/2-11.5 NPSL 11.5 1.8495 - 1.8576 1.792
2-11.5 NPSL 11.5 2.3234 - 2.3315 2.265
2 1/2-8 NPSL 8 2.8012 - 2.8129 2.718
3-8 NPSL 8 3.4276 - 3.4393 3.3114
3 1/2-8 NPSL 8 3.9279 - 3.9396 3.845
4-8 NPSL 8 4.4262 - 4.4379 4.343
5-8 NPSL 8 5.4884 - 5.5001 5.405
6-8 NPSL 8 6.545 - 6.5567 6.462
8-8 NPSL 8 8.5391 - 8.5508 8.456
10-8 NPSL 8 10.66 - 10.6717 10.577
12-8 NPSL 8 12.6569 - 12.6686 12.574
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