Ren là gì và gồm những tiêu chuẩn ren nào? Là câu hỏi chúng tôi thường xuyên được từ người mua hàng, các đơn vị thi công, cũng như các bạn làm việc trong cùng lĩnh vực kỹ thuật, đặc biệt là trong kỹ thuật lắp ghép, riêng trong nghành đường ống có ren NPT và PT.
1 Ren là gì. Vai trò của ren
Trước hết ta cần hiểu, ren được tạo trên các khối có dạng trụ tròn, có tác dụng kết nối 2 phần với nhau ( có thể là thiết bị với các phần kết nối khác như ống, két dầu, két nước,…hoặc thiết bị với các thiết bị khác ).
Trong thực tế có rất nhiều phương pháp kết nối khác nhau như liên kết bằng mối hàn, bằng đinh tán, bằng dán keo, bằng mặt bích và phương pháp kết nối bằng ren là một phương pháp kết nối phổ biến đối với các chi tiết có dạng hình trụ
Ren là 1 dạng kết nối, tạo ra bởi các rảnh (ren) của 2 phần bề mặt cần kết nối – Sao cho chúng khớp (khiết) với nhau, tạo nên 1 mối nối chắc chắn đảm bảo về tính kín – chống rò rỉ. Như vậy, vai trò của ren là dùng để kết nối 2 sản phẩm với nhau
2 Profin và cấu tạo của ren
Để hiểu về ren chúng ta cần biết cấu tạo cơ bản của ren là gì? Ren có hình dạng và kích thước như thế nào, mặt cắt của các chi tiết ren có những hình dạng cơ bản nào. Trong nhiều tài liệu và cả trong bài viết này, chúng tôi chia sẻ và giải thích các hình ảnh minh họa là những hình ảnh cho mặt cắt của ren
① Profin ren là gì? Profin ren có những dạng nào?
Thread profin hay còn gọi là biên dạng ren, chính là đường bao của mặt cắt ren. Biên dạng ren có 6 loại cơ bản được sử dụng trên thế giới – Bao gồm
- Ren có biên dạng hình tam giác cân – Hình (a)
- Mặt cắt ren có dạng tam giác đều – Hình (b)
- Biên dạng ren hình thang cân – Hình (d)
- Biên dạng ren hình thang nghiêng – Hình (e)
- Và biên dạng ren hình vuông – Hình (f)
Các tiêu chuẩn ren khác nhau cũng sẽ có biên dạng ren khác nhau
➁ Đường kính ren là gì
Như ảnh cấu tạo phía trên, đường kính ren có 3 loại chính, cần phân biệt rõ khi thiết kế, hay trao đổi lựa chọn sản phẩm
- Đường kính ngoài của ren: Đó là đường kính ngoài của trụ tròn (hay đường kính ngoài của ống), cũng là đường kính ngoài của đỉnh ren và còn được gọi là đường kính danh nghĩa
- Đường kính trong của ren: Là đường kính của đáy ren, cũng là đường bao đường chân ren
- Đường kính trung bình của ren: Là trung bình của 2 đường kính trên
➂ Bước ren (P) là gì
Trong tiêu chuẩn ren, người ta quy định bước ren có lý hiệu là P. Đó là khoảng cách giữa 2 đỉnh ren cạnh nhau, đo theo đường vuông góc với đường chạy ren
3 Phân loại ren
Có nhiều cách phân loại ren khác nhau, tùy thuộc vào mục đích và cách kết nối của các phụ kiện ống nước (phụ kiện inox, phụ kiện inox vi sinh, phụ kiện ống thép, phụ kiện gang) với nhau, hoặc của các thiết bị với ống mà người ta cần quan tâm tới các loại ren khác nhau theo các tiêu chuẩn ren khác nhau.
① Ren trong và ren ngoài
Một cách đơn giản dễ hiểu, là ren được tạo ở mặt trong của trụ tròn hay mặt ngoài của trụ. Và đương nhiên ren trong phải lắp với ren ngoài có cùng bước ren tạo nên 1 liên kết ren chắc chắn, tiêu chuẩn ren là gì thì cũng đều có cả ren trong và ren ngoài
Ren trong là gì?
Ren trong là ren được tạo ở mặt trong của trụ tròn, chúng có thể được tạo bằng mũi khoan, mũi dao cắt, với kích thước và chủng loại của ren đã được thiết lâp. So với ren ngoài, ren trong thường khó nhìn, đặc biệt là những chi tiết có đường kính nhỏ
Ren ngoài là gì?
Ren ngoài được tạo bởi mũi dao cắt, ren lộ ở mặt ngoài của trụ nên chúng ta cần bảo quản chân ren tốt, tránh bị gỉ – gẫy hoặc sứt chân ren, khi đó việc lắp ren sẽ khó khăn, một số trường hợp thì không thể lắp ren được. So với ren trong, ren ngoài rất dễ quan sát
② Ren trái và ren phải
Thông thường các ren được tạo ra là ren phải, tức là vặn theo chiều kim đồng hồ thì 2 bộ phận được kết nối sẽ siết vào với nhau. Tuy nhiên, trong một số trường hợp các thiết bị được thiết kế ren trái, để trong quá trình vận hành mối nối ren không bị tự tháo rời.
Ren phải là gì?
Như phân tích ở trên, với những thiết bị – phụ kiện khi vặn theo chiều kim đồng hồ mà bộ phận kết nối cùng được siết chặt hơn thì được gọi là ren phải. Hoặc khi xoáy ren chúng ta sẽ thấy ren tiến về phía trước
Ren trái là gì?
Ngược lại với ren phải, khi lắp đặt ren trái chúng ta cần vặn theo chiều ngược với chiều kim đồng hồ, 2 bộ phận sẽ trở nên siết chặt lại với nhau. Ren trái ít được sử dụng nên cần lưu ý và hiểu rõ khi sử dụng.
Cách phân biệt ren trái và ren phải
Cách I: Xác đinh kiểu ren theo quy tắc bàn tay – Đặt bàn tay sao cho chiều từ cổ tay đến ngón tay là chiều của trục xoắn vít.
Nếu ngón tay cái của bàn tay trái trùng với hướng xoắn ren – Thì đó là ren trái
Nếu ngón tay cái của bàn tay phải trùng với hướng xoắn ren – Thì đó là ren phải
Cách II: Dựa vào hướng ren chuyển động – Đặt trục vít thẳng đứng, nhìn thấy đường ren chuyển động
Nếu chuyển động xoắc ốc chuyển động như đang chạy lên trên – Đó là ren phải
Nếu chuyển động xoắc ốc chuyển động như đang chạy xuống dưới – Đó là ren trái
Tiêu chuẩn ren có quy định về ren trái và ren phải không? Đây là câu hỏi mà chúng tôi đang trong quá trình tìm kiếm tài liệu và tìm hiểu qua thực tế – Rất mong nhận được sự đóng góp của độc giả
③ Phân loại ren theo hệ ren
Trên thế giới có nhiều loại ren khác nhau, mỗi quốc gia sẽ quyết định việc áp dụng tiêu chuẩn ren nào, của quốc tế hay của quốc gia có nền công nghiệp phát triển nào, hoặc họ quy định ren riêng theo tiêu chuẩn công nghiệp của quốc gia đó. Tại Việt Nam, các hệ ren dưới đây được sử dụng phổ biến
A) Ren hệ mét (M)
Ren hệ Met là ren có tiêu chuẩn cao và trên toàn thế giới đều luôn dựa vào hệ mét này là chủ yếu. Thông thường ren hệ Met được sử dụng trong các mối ghép của bô lông, ở các ứng dụng khác nhau.
Ren hệ mét: Như phân tích ở trên, biên dạng Profin của ren là tam giác đều, góc ở đỉnh là 60°. Kích thước của ren hệ mét được đo bằng mi-li-mét. Ký hiệu của ren bước lớn là chữ M kèm theo kích thước về đường kính: M14, M16…. Còn ký hiệu của ren bước nhỏ thì công thêm chỉ số về bước ren: ví dụ: M10 x 0.75; M12 x 1, …
Ren tam giác hệ mét
Với tiêu chuẩn kết nối van bằng ren tam giác hệ mét có đỉnh ren là một góc 60o và bước ren được tính bằng mm. Bước ren của hệ mét được chia làm bước thô và bước mịn (tinh). Bước ren thô được dùng trong các ứng dụng cơ bản không cần độ chính xác cao, còn bước ren mịn được dùng trong các ứng dụng chính xác cao.
Ren thang hệ mét
Tiêu chuẩn kết nối van bằng ren thang hệ mét, cũng là một trong các ren được dùng khá phổ biến như ren tam giác, nhưng có hình dạng của bước ren là hình thang thay vì hình tam giác. Điểm khác biệt thứ hai giữa hai loại ren hệ mét này là góc dáy ren của ren thang chỉ 30o thay vì 60o của ren tam giác.
Ren vuông hệ mét
Với kiểu ren này thì chúng ta cũng rất dễ hình dung, bởi ren có bước ren và chiều cao chân ren bằng nhau, tạo nên hình vuông trên mặt cắt. Kiểu chân ren này thường áp dụng với những động cơ có trục lớn
B) Ren hệ INCH
Ren hệ Inch là loại ren có profin theo dạng tam giác cân, có góc ở đỉnh là 55°, đường kính được đo bằng đơn vị Inch. Ngoài ra còn thể hiện được bước ren trên chiều dài là 1 inch. Thường thì ren hệ Inch dùng trong việc đo đường kính là nhiều nhất nên các kĩ thuật viên luôn quan tâm đến ren hệ Inch này nhiều là vậy.
Ren hệ inch: Profin của ren là tam giác cân, góc ở đỉnh là 55°. Đường kính được đo bằng đơn vị inch. Bước ren được đặc trưng bằng số ren trên chiều dài 1 inch.
C) Ren Sự khác nhau của ren hệ mét và ren hệ inch
④ Phân loại ren theo tiêu chuẩn ren
Về cơ bản chúng ta thường gặp cả 3 loại ren NPT, PT và ren G. Tất cả các loại ren này đều là ren ống ( cho cả ren ống thẳng và ren ống côn ), tuy nhiên chúng có đặc điểm và thói quen sử dụng khác nhau
A) Kiểu kết nối ren NPT
Trong 2 loại ren NPT và PT, thì tiêu chuẩn ren NPT được sử dụng phổ biến trên thế giới, được biệt là tại khu vực nước Mỹ và Canada. Kiểu ren này dùng nhiều trong dầu khí và các nhà máy điện.
Ren này có bước ren có một góc 60o dẫn đến việc khi siết quá chặt hoặc không có lớp keo bảo vệ, dễ gây hiện tượng dính ren hoặc rò rỉ áp suất. Khi sử dụng cần lưu ý đến lớp bôi trơn và độ siết vừa phải sao cho đúng tiêu chuẩn và chính xác.
NPT Male thread – Ren ngoài NPT, còn NPT Female Thread – Ren trong NPT.
B) Kiểu kết nối ren BSP – British Standard Pipe
Cũng là kiểu ren ống, tuy nhiên khác với ren NPT và PT kiểu ren này được chia làm hai kiểu ren khác nhau, đó là: Ren ống thẳng và Ren ống côn.
I) Kết nối ren BSPP – Ren ống thẳng
Tên viết tắt BSPP là British Standard Pipe Parallel. Đây là tiêu chuẩn kết nối van với ống theo kiểu kết nối ren thẳng, với lực được phân bổ trên vòng đệm giữa khớp nối giữa ren ngoài ( Male Thread ) và ren trong ( Female Thread). Loại ren này được dùng phổ biến trên toàn thế giới song song với chuẩn NPT của Mỹ.
II) Kết nối ren BSPT – Ren ống côn
Tên viết tắt BSPT là British Standard Parallel Teapered. Đây là kiểu tiêu chuẩn ren, dùng kết nối 2 phụ kiện – thiết bị có độ côn với nhau, thường được dùng nhiều tại các nước Châu Á như Nhật Bản ,Trung Quốc. Kiểu ren này có đường kính tăng hoặc giảm trên chiều dài ren, và được kí hiệu bằng chữ R.
Bảng quy đổi kích thước ren hệ inch – hệ mm
DỤNG CỤ ĐO REN
Đo ren ngoài (Male Pipe Threads):
Sử dụng mỏ đo trong để đo đường kính ren trong.
Cách đọc thông số ren
16: Có 16 ren/ inch.
UNF: Loại ren bước mịn. (UNC ren thô ít dùng)
2B: Loại ren lỗ có dung sai cấp 2.
LH: Ren hướng trái (nếu phải thì không ghi)
(21): Ký hiệu liên quan đến việc đo kiểm ren theo tiêu chuẩn ASME/ANSI 1.3M.Lưu ý:
2A, 2B: dùng trong các mối ghép bằng bu lông, vít và có khe hở trung bình.
3A, 3B: dùng trong mối ghép có độ chính xác cao và có độ kín khít cao nhất.
Thêm A sau chữ số chỉ ren ngoài và B chỉ ren trong.
M10 x 1 – 5g6g LH
5g: Có dung đường kính trung bình là 5g.
6g: Có dung sai đường kính đỉnh ren là 6g.
LH: Hướng xoắn trái (nếu xoắn phải không cần ghi).
Bảng tra kích thước bước Ren hệ inc
Những chủng loại ren thường gặp trong máy nén
Mức độ phổ biến cũng khác nhau theo từng ứng dụng. Với ren kết nối ống khí chủ yếu sử dụng ren BSP (G), NPT. Còn với ren của lọc dầu chủ yếu là ren UNF, ren bulon chủ yếu là ren tam giác hệ mét. Một số máy nén sử dụng bulon thuần hệ inc như máy Sullair, Ingersoll rand.
1, Ren hệ inch tiêu chuẩn đo lường USA, Anh
Trong hệ inc có 02 loại ren phổ biến nhất là ren côn NPT và BSP ren thẳng. Trong kết nối ống, kết cấu có đế gắn ren giầy, cần chịu lực, chịu kéo, có dung sai lớn….
NPT được viết tắt bởi National Pipe Thread.
Kí hiệu của ren NPT được viết như sau: 1/2 – 14NPT.
Trong đó:
1/2: là đường kính danh nghĩa của ren
14: số lượng ren trên 1 inch
NPT: kí hiệu cho chuẩn NPT
Tuy nhiên, trên thực tế số lượng ren trên 1 inch thường không được quan tâm. Vì thế, các chuẩn ren NPT chỉ cần ghi đường kính danh nghĩa của ren là đủ.
Chuẩn ren BSP
Có xuất xứ từ Anh và được sử dụng rộng rãi tại các nước châu Âu. Không giống như chuẩn NPT của Mỹ, BSP có góc giữa các ren là 55°. Hầu hết các thiết bị trong công nghiệp có kết nối ren ở Việt Nam hiện nay đều có xuất xứ châu Âu. Vì thế, chúng ta cần nắm được ý nghĩa của kí hiệu chuẩn ren BSP cũng như là cách đổi từ BSP sang hệ mét (mm).
Ren BSP thường có kí hiệu là: Pipe Thread ISO 228 – G 1/2 A LH.
Trong đó:
Pipe Thread: ren ống
ISO 228: tiêu chuẩn của ren
G: kí hiệu của ren BSP
1/2: đường kính của ren
A: ren ngoài song song có độ chính xác cao
LH: ren trái
Trong thực tế, ren BSP thường chỉ được ghi một cách tóm tắt là G1/2″. Một số ren thông dụng được sử dụng phổ biến ở Việt Nam của chuẩn BSP như: G1/8″, G1/2″, G1/4″, G3/8″, G3/4″, G1″… Chúng thường dugnf kết nối ngõ vào ra của linh kiện, bầu lọc, két giải nhiệt, van…. Với G viết tắt của GATE tức cổng kết nối ren. Huy thường gọi ngõ vào ra linh kiện, chi tiết.
Ngoài ra bạn cũng gặp ren hợp nhất UN:
Ren Unified Thread là tiêu chuẩn được ra đời sau chiến tranh thế giới lần thứ hai nhằm mục đích tiêu chuẩn hóa và tăng cường khả năng lắp lẫn đối với mối ghép ren của ba nước Mỹ, Canada và Anh cũng như khắc phục một số hạn chế trong phương pháp gia công ren.
Đặc tính hình học, kích thước, cấp chính xác, dung sai và kí hiệu ren Unified Thread được qui định lần đầu tiên trong tiêu chuẩn ANSI/ASME B1.1:1949 ban hành năm 1949. Sau nhiều lần sửa đổi, bổ sung phiên bản mới nhất của tiêu chuẩn này là ANSI/ASME B1.1:2003.
– UNF (Unified Fine Thread ) :
Là loại ren bước mịn, được dùng cho những mối ghép yêu cầu độ bền cao hoặc những mối ghép có thành mỏng và khoảng lắp ghép ngắn. Ngoài ra, nhờ góc nâng ren nhỏ, ren UNF còn được trong những trường hợp cần sự vi chỉnh chiều dài làm việc của ren. Bạn thường gặp trong mối ghép của lọc dầu.
Là loại ren bước thô được dùng rộng rãi nhất cho các mối ghép có độ bền kéo thấp và yêu cầu tháo lắp nhanh trên các loại vật liệu có độ bền thấp như gang, thép ít carbon, đồng, nhôm. Bạn thường gặp tại chân ren chi tiết vỏ máy, thân van chất liệu nhôm.– UNEF (Unified Extra Fine Thread )
UNEF là loại ren bước cực mịn, được dùng khi chiều dày mối ghép nhỏ hơn chiều dày mối ghép bằng ren UNF.Ngoài ra, để giảm ứng suất tập trung, đáy của ba loại ren này được bo tròn và cho ra đời dạng ren UNR với kí hiệu tương ứng là UNRC/UNRF/UNREF. Bulong của ba loại ren này vẫn dùng đai ốc UN.
2, Ren hệ mét quen thuộc với người Việt Nam.
Ren hệ mét: Có kí hiệu là M, thường dùng trong mối ghép thông thường và profin ren có hình tam giác đều. Ví dụ: M10, M16, M18,… được quy định trong TCVN 2248 –77.
Ren ống: Có 2 loại ren ống hình trụ (G) và ren ống hình côn (R). Thường dùng trong mối ghép các ống và có profin là hình tam giác cân, đỉnh có góc bằng 55o. Kích thước ren ống lấy inch làm đơn vị. Kích ren ống hình trụ quy định trong TCVN 4681- 89 và ren ống hình côn trong TCVN 4631 – 88.
Ren hình thang: Có ký hiệu là Tr, sử dụng để truyền lực và profin ren có hình thang cân có góc ở đỉnh bằng 30o. Kích thước của ren này được quy định trong TCVN 4673- 89.
Ren tựa (ren đỡ): Có kí hiệu là S, cách dùng giống với ren hình thang và profin của ren có hình thang thường có góc ở đỉnh bằng 30o. Kích thước của ren được quy định trong TCVN 3377 – 83.
Bên cạnh một số ren tiêu chuẩn, còn có ren không tiêu chuẩn có profin không theo quy định như ren vuông (Sq).
Bảng tra kích thước ống hệ mét-inch
