Tiêu chuẩn ren

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 60^o 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 30^o thay vì 60^o 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

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 60^o  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.

III) Bảng tra kích thước ren NPT, BSPT và BSPP

Trong tất cả kích thước ren, dù tiêu chuẩn ren của bạn là gì thì kích thước cũng được tính giống như cách tính với kích thước của đường ống kim loại. Điểm khác biệt là kích thước ren sẽ chủ yếu tính theo hệ inch và hệ mét. Dưới đây là bảng tra thông số các kiểu kết nối ren ( Đơn vị tính: Inch ; đường kính 1inch ~  đường kính 25mm ). Tham khảo thêm bài viết “ Kích thước ống thép “

4 Ví dụ về quy cách chân ren thường dùng

Trong thực tế mua bán, lựa chọn sản phẩm, cũng như trong thiết kế chúng ta cần phải biết rõ về chân ren, ngoài kiểu dáng như chân đứng – chân sau,… Chúng ta cần phải biết kích cỡ chân ren và kiểu ren của thiết bị cần lắp ghép bằng ren

① Ren trong các thiết bị đo

Trong các thiết bị đo như đồng hồ đo áp suất hoặc đồng hồ đo nhiệt độ, chúng ta cẩn phải biết kiểu chân ren ( bao gồm ren NPT và PT ). Bởi các tiêu chuẩn ren khác nhau sẽ phải kết nối với đúng kiểu chân ren, khi mua hàng và bán hàng chúng ta cần lưu ý đến tiêu chuẩn của chân ren

➁ Tiêu chuẩn ren trong phụ kiện ống nối ren

Với tiêu chuẩn ren ống NTP thì các nhà sản xuất và người dùng mặc định hiểu với nhau, khi ống và các phụ kiện của ống có cùng kích cỡ sẽ có cùng tiêu chuẩn chân ren và cùng kích cỡ ren. Chính vì vậy khi lựa chọn ống tiện ren và phụ kiện ống, đặc biệt là phụ kiện ống inox ( loại rất hay sử dụng ren – do đặc tính cứng và bền của vật liệu ) hoặc phụ kiện ống thép

➂ Tiêu chuẩn ren trong van công nghiệp

Trong lĩnh vực van công nghiệp, một số chủng loại van kích cỡ nhỏ như van bi nối ren hoặc van cổng nối ren, thường là dùng các van có kết nối ren với những van có kích cỡ nhỏ – áp lực tương đối thấp. Khi đó chân ren được thiết kế trên van thông thường cũng là tiêu chuẩn ren ống NPT hoặc BSPP