Nebezpečné kombinace závitů

Zašroubujeme ventil do hrdla lahve. Závity v hrdle i na ventilu mají stejné stoupání, stejný průměr, jdou bez násilí našroubovat a přesto je to špatně. Jak je to možné?

Pro našroubování ventilu do hrdla lahve se používají různé závity podle různých norem. Z těch problémových jsou to M25x2, 3/4 NPSM (též s označením 0.750-14 NPSM) a dnes již nepoužívaný, ale na starých výrobcích stále existující 3/4 BSP (též s označením G 3/4).

Před vysvětlením úvodní otázky musíme lehce zabrousit do teorie. Ze zkušenosti víme, že když změříme posuvným měřítkem šroub M 10 (měříme tzv. velký průměr závitu), měli bychom správně také naměřit 10 mm (a ještě správněji o pár setin méně, ale to teď pomineme). Vypadá to logicky ale není to pravidlem. Když změříme závit třeba G 3/4, měřítko neukáže 3/4 palce (19.05 mm) ale 26.441 mm. Jmenovitý průměr 3/4 zde totiž není odvozen z velkého průměru jako u metrických nebo UN šroubů, ale z vnitřního průměru trubek pro které byl tento závit původně navržen. Vidíme, že název závitu ještě nemusí mnoho znamenat - záleží na tom, jaký průměr mu před více než stopadesáti lety přisoudila komise slovutných profesorů při přípravě jedněch z prvních technických norem.

Ale není ještě všem záludnostem konec. Strojaři vědí, že velký průměr závitu je pro různé výpočty poměrně nezajímavý. Pevnost závitového spojení se totiž odvozuje od středního průměru. Střední průměr se ale běžně nepoužívá, už proto, že pro jeho změření potřebujeme drahá specializovaná měřidla která nemá každý k dispozici. Velký průměr závitu ze středního přímo vyplývá, ale záleží na dalších parametrech závitu: na vrcholovém úhlu hřebenu závitu (což bývá 55 nebo 60 stupňů) a na zakončení vrcholů hřebenu, jestli je sražený nebo zaoblený a jakým poloměrem. Na obr. 1 je příklad dvou různých závitů se stejným středním průměrem a stejným stoupáním, ale s různým velkým průměrem.

Konkrétní nebezpečné kombinace

Závit M25x2 má asi o jeden milimetr menší průměr než 3/4 NPSM a stoupání se liší jen o necelé dvě destiny milimetru. Znamená to, že ventil se závitem M25x2 je možné zcela lehce našroubovat o zhruba šest otáček do lahve se závitem 3/4 NPSM a silnější jedinci jsou schopni jej tam zašroubovat celý. Výsledek je životu nebezpečný protože ventil držící jen za vrcholky závitu se může kdykoliv vytrhnout a letící ventil nebo lahev poháněná unikajícím plynem jako raketa mohou zranit poblíž stojící osoby.

Pozor se musí dávat i na závit 3/4 BSP (nebo G 3/4, což je totéž). Závity 3/4 NPSM a 3/4 BSP jsou si tak podobné, že je leckdo považuje za shodné. Ve skutečnosti mají shodné stoupání 14 závitů na palec, ale jejich střední průměr se liší asi o půl milimetru a mají různý vrcholový úhel závitu. Díky výrobním tolerancím a rozdílným profilům závitu je možné za určitých okolností smontovat obě varianty nesprávné kombinace závitů. Po zatížení ventilu tlakem plynu bude v obou případech závit nerovnoměrně namáhán a zejména u hliníkové lahve se může předčasně opotřebit a v krajním případě zavinit nehodu. Závit 3/4 BSP se dnes naštěstí již vyskytuje poměrně řídce.