Nel campo dell'idraulica, le filettature rappresentano un elemento fondamentale per la giunzione di tubazioni e raccordi. Tra le varie tipologie esistenti, due spiccano per la loro ampia diffusione: la filettatura GAS e la filettatura NPT.
Filettature GAS (Whitworth)
La filettatura GAS deriva dalla filettatura Whitworth, nata nel 1833 e ancora in uso in ambito meccanico, caratterizzata da un passo molto fine. Viene principalmente utilizzata per la giunzione di tubi e il convogliamento di fluidi, ed è quindi tipica della raccorderia in acciaio inossidabile.
La designazione della filettatura GAS è convenzionale e si riferisce al diametro interno teorico della tubazione. Per consuetudine, le misure dei raccordi filettati vengono espresse in pollici, tuttavia è possibile conoscere rapidamente la larghezza in millimetri del diametro della tubazione utilizzando le tabelle di conversione.
Le filettature GAS si distinguono in due tipologie principali:
- Filetto GAS Conico: In questo tipo di filetto, il collegamento tra vite e madrevite è chiuso ed ermetico. Ciò si ottiene con l'accoppiamento di una vite conica con una madrevite conica o cilindrica.
- Filetto GAS Cilindrico: A differenza del precedente, il collegamento tra vite e madrevite non è perfettamente ermetico. Il filetto cilindrico è definito parallelo e l'avvitamento si arresta al termine della filettatura esterna, quando "va in battuta". L'ermeticità è garantita dalla presenza e dall'utilizzo di guarnizioni.
La classificazione delle filettature GAS avviene secondo le seguenti normative:
- Filettature per tubazioni non a tenuta stagna sul filetto (UNI EN ISO 228)
- Filettature per tubazioni a tenuta stagna sul filetto (UNI EN ISO 226, che ha sostituito la UNI EN ISO 7)
- UNI EN ISO 226-1 per vite conica - madrevite cilindrica
- UNI EN ISO 226-2 per vite conica - madrevite conica
La designazione delle filettature per tubazioni a tenuta stagna viene esplicitata partendo dalla lettera R (filettatura esterna conica). Per distinguerle in base alla filettatura interna, si aggiungono le lettere p e c come segue:
- Rp seguito dalla misura in pollici del DN per filettatura interne cilindriche (madrevite cilindrica)
- Rc seguito dalla misura in pollici del DN per filettature interne coniche (madrevita conica)
La norma UNI EN ISO 228, riguardante unicamente vite cilindrica e madrevite cilindrica con filettature parallele, può essere designata con la lettera G, seguita dal valore in pollici del DN e classe di tolleranza A (più ristretta) o B (più ampia) per le dimensioni limiti del diametro esterno, del diametro medio e del diametro di nocciolo di vite (solo per quanto riguarda le filettature esterne).
Filettature NPT (National Pipe Thread)
La filettatura NPT rappresenta lo standard americano conforme alla normativa ANSI B 1.20.1. Questa norma definisce il tipo di filetto e di tenuta ottenuti per contatto e compressione del bordo filettato con il cono femmina (filettatura conica = tapered thread).
Le dimensioni più comuni sono espresse in pollici e variano da 1/8” fino a 2”. La filettatura NPT, comunemente utilizzata per acciaio al carbonio e acciaio inossidabile, può essere realizzata anche su materiali quali ottone, fusioni in ghisa o materiali plastici.
La norma presenta come variante la ANSI B1.20.3 che definisce il National Pipe Taper Fuel (NPTF), utilizzata specificatamente nel settore petrolchimico.
Il filetto NPT maschio può essere indicato con diciture MPT (Male Pipe Thread), MNPT oppure NPT(M). La femmina invece viene indicata con dicitura FPT (Female Pipe Thread), FNPT oppure NPT(F).
Come sottolineato in precedenza, la diffusione dei sistemi di filettature dipende anche dalla geografia. Lo standard americano, conforme alla normativa AISI B1.20.1 è la filettatura NPT (Nationale Pipe Thread), il secondo sistema più utilizzato nel settore dell’idraulica.
L’angolo di filetto di questa tipologia è pari a 60°, quindi con un passo maggiore rispetto alla filettatura gas. Ulteriore differenza con la filettatura gas riguarda la forma del filetto.
Tabelle di Filettatura
Di seguito sono riportate le tabelle di filettatura con indicazione di misura, diametro filetto, numero di filetti per pollice e passo.
BSP - British Standard Pipe
| Misura (pollici) | Diametro filettatura (mm) | Nr. filetti per pollici | Passo (mm) |
|---|---|---|---|
| 1/16″ | 7,723 | 28 | 0,907 |
| 1/8″ | 9,728 | 28 | 0,907 |
| 1/4″ | 13,157 | 19 | 1,337 |
| 3/8″ | 16,662 | 19 | 1,337 |
| 1/2″ | 20,955 | 14 | 1,814 |
| 3/4″ | 26,441 | 14 | 1,814 |
| 1″ | 33,249 | 11 | 2,309 |
| 1 1/4″ | 41,910 | 11 | 2,309 |
| 1 1/2″ | 47,803 | 11 | 2,309 |
| 2″ | 59,614 | 11 | 2,309 |
| 2 1/2″ | 75,184 | 11 | 2,309 |
| 3″ | 87,884 | 11 | 2,309 |
| 4″ | 113,030 | 11 | 2,309 |
NPT - National Pipe Thread
[Tabella NPT - National Pipe Thread non fornita nel testo originale]
Considerazioni sulle Misure delle Filettature
Molte persone pensano che un pollice in idraulica corrisponda al concetto matematico, cioè che una filettatura da 1 pollice misuri 25,4 mm. Questo non è vero, perché nel tempo le filettature da 1 pollice sono state adattate al diametro delle tubature.
Il fatto che secondo questa scala metrica 1" non corrisponda a 2,54 cm è da ritrovare nel 1800 circa. In origine, infatti, tutti i tubi seguivano la filettatura Withworth (pollici meccanici, corrispondenti a quelli inglesi), in seguito con il tempo la tecnologia ha fatto sì che si potessero produrre tubi con pari caratteristiche di resistenza alla pressione ma di spessore, peso e costo minore.
Se si fossero lasciate invariate le misure del diametro interno, sarebbe sorto il problema di dover cambiare tutte le macchine che producevano la raccorderia e la conseguente confusione per il fatto di avere sul mercato due tipologie di misure per i diametri esterni. Si convenne, quindi di non modificare il diametro esterno ma di diminuire solo lo spessore del tubo, aumentando il diametro interno con spessore minore.
La tabella delle filettature in pollici per tubazioni riportata sopra si riferisce ovviamente alle filettature BSP, uno standard comunemente utilizzato in Europa, in Italia e nella maggior parte dei paesi. Si tratta di una dimensione standardizzata della filettatura creata nel XIX secolo per garantire la compatibilità tra i dispositivi idraulici in diversi paesi. È stata sviluppata nel Regno Unito ed è conosciuta come British Standard Pipe.
La dimensione della filettatura può essere rilevata al meglio con un calibro, assicurandosi di misurare il diametro, ovvero l'asse più lungo che attraversa l'intera filettatura.
La filettatura da 1 pollice, insieme a quella da 3/4 di pollice, è una delle dimensioni più comuni utilizzate nell’idraulica, ideale per le esigenze delle abitazioni unifamiliari. Le filettature da 5/4 pollici rappresentano una dimensione leggermente più grande, oggi utilizzata meno frequentemente rispetto al passato nel settore delle nuove costruzioni. In passato, erano molto comuni nei sistemi cosiddetti "a circuito aperto", che funzionavano per gravità (cioè senza pompe). Questa dimensione, insieme a quella da 1 pollice, è tra le più popolari nell’idraulica.
La filettatura da 1/2 pollice è una delle dimensioni più piccole, meno utilizzata nell'edilizia rispetto ai tipi precedenti, ovvero le filettature da 1 pollice e da 3/4 di pollice. Tuttavia, non è rara e viene spesso impiegata. È anche comunemente indicata semplicemente come G1/2. In generale, la filettatura da 1/4 di pollice è considerata troppo piccola, il che non si traduce in un’elevata efficienza in termini di portata.
Le filettature da 3/8 sono piuttosto piccole e usate sporadicamente. Si trovano raramente negli impianti di riscaldamento e acqua calda sanitaria, ma non sono del tutto assenti. Sono ampiamente utilizzate, ad esempio, in automazione e meccanica.
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