Rosca de Tubo Nacional: Gráficos e Fórmulas (NPT)

Lista das séries definidas na ASME B1-20.1

Padrão	Nome	Descrição
NPT	Rosca de tubo cônico	Objetivo geral. A rosca de tubo mais popular.
NPSC	Roscas retas internas para acoplamentos de tubos	Apenas Roscas internas retas (paralelas) com a mesma forma de rosca que a NPT. São utilizados para formar juntas estanques à pressão quando montados com uma rosca cônica externa NPT.
NPTR	Rosca de tubo cônico de junta de balaústre	Uma versão mais curta (truncada) de NPT para trilhos de aço
NPSM	Roscas de tubo retas para juntas mecânicas	Objetivo geral. A rosca de tubo mais popular.
NPSL	Roscas de tubo retas para juntas mecânicas	As juntas mecânicas retas de encaixe livre são utilizadas em aplicações sem pressão interna.

Designações de roscas de tubos nacionais

Diâmetro:

• Os diâmetros são indicados em frações de polegadas. Por exemplo, 1/4″, 3/4″, 1 1/4″.
• Também é permitido indicar os diâmetros com um valor decimal. Por exemplo, 0,250 (1/4″), 0,4375 (7/16″), etc.

Passo:

• Por padrão, o passo é dado em TPI. Por exemplo, 1/4-20 significa uma rosca com um passo de 20 TPI (1/20=0,05″).
• Também é permitido indicar o campo por distância. Por exemplo, 1/4-0.05P significa uma rosca com um passo de 0,05″ (o mesmo que 20 TPI).

Série:

NPT, NPSC, NPTR, NPSM ou NPSL. Onde o significado de cada letra é:

• N = Nacional
• P = Tubo
• S = Reto
• C = Acoplamento
• R = Corrimão/trilhos
• M = Mecânica
• L = Porca de trava

Parâmetros adicionais:

• Direção: Por padrão, a rosca é direita. Para uma rosca à esquerda, acrescentar o sufixo -LH.

Série NPT – Rosca cônica para tubos

NPT significa National Pipe Tapered threads (roscas cônicas para tubos nacionais). O perfil básico é um triângulo truncado de 60°, semelhante às roscas Unified Inch (UNC/UNF). A principal diferença é que o perfil da rosca é cônico num ângulo de 1°47′ (0,75 in/ft ou 62,5 mm/m) em relação ao eixo. O cone nas roscas NPT permite-lhes formar uma vedação quando apertadas, uma vez que os flancos das roscas externa e interna se comprimem um contra o outro (não fica qualquer folga entre as cristas e as raízes das roscas devido ao cone). Consoante a aplicação, pode ser utilizado com ou sem um vedante de roscas.

As propriedades do perfil, como a altura, a inclinação e os truncamentos, são constantes. No entanto, o diâmetro do passo não é um valor constante. Altera-se consoante a distância do início da rosca.

Por esse motivo, o conjunto de parâmetros e técnicas de medição é muito diferente (e muitas vezes confuso) em comparação com as roscas métricas e em polegadas unificadas.

Para tornar as explicações e os desenhos mais simples, dividimo-los em 3 seções:

1. Um desenho de montagem de um tubo (rosca externa) e de um acessório (rosca interna) mostrando apenas os parâmetros que são comuns a ambos ou que são relevantes para a montagem.
2. Desenho da rosca externa (tubo) com todas as suas dimensões relevantes.
3. Desenho da rosca interna (acessório) com todas as suas dimensões relevantes.

Dimensões comuns (tubo e acessório)

Quando se monta com “força manual”, as partes macho e fêmea de uma rosca cônica rodam várias rotações até que a folga seja fechada e se atinja uma “paragem”. Esta distância é nomeada por “comprimento do engate apertado à mão”, e é normalmente medida por um “Medidor calibre L1″. Para formar a vedação, a montagem prossegue com uma chave de bocas numa distância adicional denominada ” folga da chave de bocas”.

Desenho de montagem de tubos e acessórios NPT

Símbolos

Dimensões do tubo NPT (externo)

Símbolos

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Todas as dimensões estão em polegadas. Para ver a tradução métrica, clique no link da rosca
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Tabela de dimensões básicas – Roscas externas NPT

Conexão NPT (interna) Dimensões

Símbolos para NPT interno (rosca de conexão)

Tabela de dimensões básicas – Roscas internas NPT

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Limites e tolerâncias para roscas NPT

Tolerâncias que se aplicam a todos os tamanhos de rosca da série NPT

Tolerância do Ângulo de conicidade (ß)

O ângulo é definido na norma ASME B1-20.1 como 3/4 de polegada por pé. Se medirmos o diâmetro do passo num determinado local, movermos um pé ao longo do eixo e medirmos novamente, devemos medir uma diferença de diâmetro de 0,75″.
A tolerância é de -1/16 de polegada/pé e +1/8 de polegada/pé. Não faço ideia porque é que um ângulo é definido de uma forma tão peculiar; no entanto, pode-se convertê-lo em graus utilizando a fórmula abaixo:

• As unidades lineares são medidas no diâmetro e o ângulo é medido “por lado”. Por conseguinte, é aplicado o fator 0,5.

A Tolerância em diferentes unidades está resumida na tabela abaixo

Tolerância Chumbo / Passo (P)

• O chumbo deve ser controlado numa distância de _L2 (tal como definido nas tabelas acima), mas nunca mais de 1 polegada.
• Ao longo dessa distância, o avanço medido deve estar dentro de +/-0,003 polegadas/polegada do avanço teórico.

Exemplo de rosca de tubo externa 1/2-14 NPT:

• L2 deve ser 0,5337″.
• A variação máxima permitida é de +/-0,5337*0,003=0,0016″ (+/-0,04 mm)
• Uma vez que o passo é de 14 TPI, isto equivale a 14X0,5337=7,47 voltas de rosca.
• Por conseguinte, rodar a rosca 7 vezes deve fazê-la avançar ao longo do seu eixo 7/14=0,5″, e a tolerância permitida é +/-0,003X0,5=0,0015″.

Tolerâncias que dependem do passo (h, f, α, e L₁)

• As dimensões estão em polegadas.
• É possível visualizar dimensões métricas na Calculadora de rosca NPT.

NPSC – Rosca interna de tubo reto

As roscas de tubo retas (paralelas) internas NPSC são utilizadas para fabricar acessórios estanques à pressão quando montadas com uma rosca cônica externa NPT. Esta série aplica-se apenas a roscas internas. (A rosca externa é a rosca NPT padrão).

Gráfico de dimensões de rosca de tubo reto interno NPSC

• Dimensões em polegadas
• As dimensões são idênticas às do perfil NPT interno padrão, exceto no que se refere aos parâmetros indicados na tabela abaixo

NPTR – Rosca de tubo cônico de junta de balaústre

A rosca NTPR é utilizada para ligar as juntas de balaústres que requerem uma ligação mecânica rígida, como os balaústres de escadas.

Rosca externa NPTR

Rosca interna NPTR

NPTR: Tabela de dimensões

• As dimensões estão em polegadas
• Todas as dimensões são as mesmas que na tabela de roscas NPT padrão, exceto as seguintes:
• L₆ – Valor de encurtamento.
• E₀ – O diâmetro do passo na extremidade do tubo. (Substitui o E₁ da rosca NPT padrão.
• L₂, L₅ e L₄ devem ser retirados da tabela acima para a rosca NPT padrão e substituídos por L₆.

NPSM – Rosca de juntas mecânicas de encaixe livre

A série de roscas NPSM cria uma ligação não estanque à pressão. É utilizado principalmente em juntas mecânicas e aplicações especiais sem pressão interna e, consequentemente, sem requisitos de vedação. É possível obter uma vedação com a ajuda de um O-ring.

• A forma do perfil é semelhante às das roscas UN.
• A folga (desvio) é idêntica às das roscas UN da classe 2A para as roscas exteriores e da classe 2B para as roscas interiores.
• O truncamento é calculado de acordo com as fórmulas seguintes:

	Truncamento da raiz	Truncamento da crista
Rosca externa	frs=0.10825*P	fcs=0.10825*P
Rosca interna	frn=0,10825*P	fcn=0.21651*P

Tabela de dimensões da Rosca Externa NPSM

Gráfico de dimensões da Rosca Interna NPSM

NPSL – Juntas mecânicas de encaixe livre com porcas de trava

Gráfico de dimensões da rosca externa NPSL

Gráfico de dimensões da rosca interna NPSL