انواع فلنج و کاربردهای آن ها

فلنج چیست؟

فلنج ابزار صفحه ای و دایره شکلی است که از طریق سوراخ هایی در اطرافش وجود دارد، انواع اتصال را ممکن می سازد. مهم ترین کاربرد فلنج ها (که بعضا در کشور ما فلنچ نیز نامیده می شوند) بستن لوله ها به یکدیگر و تغییر مسیر و تغییر قطر لوله هاست. لوله ‌های اتصال فلنجی را به آسانی می‌توان به هم متصل یا از هم جدا کرد.

نصب کردن فلنج

فرض کنیم می خواهیم دو لوله را با فلنچ به هم متصل کنیم. در ابتدا لازم است به هر لوله یک فلنج جوش داده شود. سپس سطح فلنج ها (Flange Faces) روی یکدیگر قرار می گیرند و به کمک پیچ و مهره به هم متصل می شوند. معمولا محافظت از نشتی سیالات با استفاده از گسکت یا واشر آب بندی نیز صورت می گیرد. برای تولید این قطعات معمولا از روش های ریخته گری استفاده می شود.

فلنچ ها از چه جنسی ساخته می شوند؟

همان طور که ذکر کردیم، فلنج در طول لوله جاگذاری می شود. بنابراین در اغلب موارد جنس فلنچ یکسان با جنس لوله انتخاب می شود. این اتصالات با تمام مواد مختلف مانند فولاد کربنی یا ضد زنگ، چدن، آلومینیوم، برنج، برنز، پلاستیک و غیره تولید می شوند. اما اکثر فلنچ ها فولادی هستند و طبق چهار رده از استاندارد ASME تولید می شوند.

کلاس فلنج ها بر اساس فشار

فلنج‌ها بسته به جنس و متناسب با فشاری که تحمل می ‌کنند، به کلاس‌ های مختلفی تقسیم می شوند.

رده‌ بندی فشاری مطابق با استاندارد ANSI B16/34

طبق این استاندارد فلنچ‌ های فولادی و آلیاژهای آن به کلاس‌های ۱۵۰-۳۰۰-۴۰۰-۶۰۰-۹۰۰-۱۵۰۰-۲۵۰۰ رده بندی می شوند. منظور از این اعداد ماکزیمم فشار وارده بر حسب psi است که این اتصالات در حداکثر دمای مجاز می ‌توانند تحمل کنند. لازم به ذکر است که معمولاً فشار کارکرد حدود ۲٫۴ برابر این اعداد است (برای اطلاع از روابط فشار با دما برای جنس‌ های مختلف می توانید به استاندارد فوق مراجعه کنید).

رده‌ بندی فشاری مطابق با استاندارد ISO

در این استاندارد حداکثر فشار تحمل فلنج‌ های فولادی و آلیاژهای آن، با عبارت PN نمایش داده شده است. منظور از این عبارت، فشار اسمی بر حسب BAR است. برای مثال PN۳۰ یعنی فشار کارکرد برابر ۳۰ BAR است.

7

دقیــقه مطالعه

دانلود مجموعه استاندارد ایزو ISO نسخه ۲۰۱۷

سازمان بین‌المللی استانداردسازی (به انگلیسی: The International Organization for ...

رده‌ بندی فشاری مطابق با استاندارد (API (6A-6B-6BX

فلنج های مذکور در این استاندارد عموما دارای قابلیت تحمل فشار بیشتری نسبت به گروه ANSI هستند. این اتصالات در استاندارد API به کلاس ‌های ۵۰۰۰-۳۰۰۰-۲۰۰۰-۱۵۰۰۰-۱۰۰۰۰ بر حسب psi رده‌ بندی می شوند.

انواع فلنج

نر و ماده (Male & Female)

این نوع فلنچ ها به صورت نر و ماده به یکدیگر متصل می شوند. یعنی یکی از آن ها سطحی محدب (زبانه) دارد و دیگری دارای سطح مقعر (شیار) است. معمولا ارتفاع سطح برآمده در فلنچ نر 6.4 میلی متر و عمق فرورفتگی در فلنج ماده 5 میلی متر در نظر گرفته می شود. این نوع فلنچ ها یکی از مهم ترین و پر کاربردترین ها در بخش پایپینگ، صنعت نفت و گاز، پتروشیمی و آب رسانی هستند.

تبدیلی (Transform Flange)

این نوع فلنچ ها برای تغییر سایز خطوط لوله های پلی اتیلن به کار می روند. بنابراین دو نوع کاهشی و افزایشی دارند. در صورتی که اغتشاش جریان مهم نباشد، از فلنج کاهشی برای تغییر سریع سایز خط استفاده می شود. البته به هیچ وجه نباید برای ورودی و خروجی دستگاه هایی مثل پمپ از این نوع استفاده کرد. نوع افزایشی آن نیز معمولا به دستگاه های دوار مثل پمپ و کمپرسور نصب می شود.

حلقه مشترک (Ring-Type Joint)

سطح درونی این فلنچ ها معمولا دارای برجستگی های موضعی با حلقه های ماشینی شیاردار است. فلنج حلقه مشترک معمولا در فشارهای بالا (کلاس 600 و رده های بالاتر) و در سرویس های دما بالا (بالاتر از 800 درجه فارنهایت) مورد استفاده قرار می گیرد.

فلنج کور (Blind Flange)

این نوع فلنچ ها بدون سوراخ تولید می شوند و در مسدود نمودن مسیر انتهای خطوط لوله، شیرآلات  و دهانۀ منبع های تحت فشار کاربرد دارند. از نقطه نظر فشار داخلی و بارگذاری پیچ، این نوع تنش پذیرترین نوع فلنچ است. در به کارگیری آن باید توجه شود که ماکزیمم تنش وارده به مرکز آن است.

فلنج گردن دار جوشی (Weld Neck Flange)

این نوع فلنچ یک بخش مخروطی شکل دارد که درون آن به صورتی ماشین کاری می شود که با قطر داخلی لوله های پلی اتیلن و یا اتصالات دیگر یکسان باشد. جوش گردنی این نوع فلنچ ها با لوله های پلی اتیلن به صورت لب به لب یا همان بات فیوژن است. وجود این گلو سبب انطباق کامل شده و تحمل فشار بیشتری را به ارمغان می آورد. همچنین کارکرد آن را در دماهای زیر صفر و همچنین بارهای نوسانی و ارتعاشی افزایش می دهد.

اسلیپ آن (Slip on Flange)

در مقایسه با فلنج های گردنی، کاربرد این نوع در سیستم های معمولی تر است. چرا که نصب آن ساده است و استحکام آن هم در فشار داخلی و هم در برابر خستگی، کمتر از فلنچ گردن دار است. استحکام یک فلنچ اسلیپان تحت فشار داخلی ⅔ فلنج های گلودار جوشی است که این مقدار با اعمال شرایط خستگی به ⅓ کاهش می یابد. از معایب این دسته این است که اصولا ابتدا لوله ها باید جوش داده شوند و سپس اتصالات با آن تنظیم شوند.

لبه دار (Lap Joint Flange)

ساختار آن مانند نوع معمولی است. با این تفاوت که لایه پایینی در آن وجود ندارد و انتهای آن نیز پخ دارد. برای اتصال لازم است لوله در سر دیگر آن جوش لب به لب داده شود. این فلنچ ها با سیال تماس ندارند و هزینه آن ها معمولا از فلنچ گردن دار حدود یک سوم بیشتر است. در حالی که مقاومت در برابر تنش آن تنها یک دهم نوع گردندار است! مزیت این اتصالات نصب و تراز کردن پیچ ها و همچنین موازنه سازی راحت تر آن ها است.

سوکت (Socket Weld Flange)

این اتصالات دارای محفظه ای هستند که محل قرار گیری لوله است. برای اجرای اتصال، این فلنج ها را هم می توان از داخل جوشکاری کرد هم از بیرون. البته اگر جوشکاری از داخل انجام شود، مقاومت استاتیکی و مقاومت خستگی افزایش می یابد. کاربرد این فلنج ها در سیستم های لوله کشی  که دارای فشار کاری بالا و قطر لوله کشی کم است می باشد.

رزوه ای (Threaded Flange)

درون این فلنچ ها رزوه کاری شده است. دیده می شود که گاها به این نوع اتصالات، دنده ای نیز گفته می شود. این اتصالات برای شرایط ویژه که قابلیت اتصال بدون جوشکاری لازم باشد به کار می روند. البته بعضی مواقع برای اطمینان از آب بندی کامل، یک پاس جوش به آن داده می شود. این دسته برای کاربرد در فشار و دماهای بالا مناسب هستند.

اوریفیس (Orifice Flange)

از لحاظ ساختاری در واقع همان فلنج گردن دار و در برخی موارد اسلیپ آن است. این انوع اتصالات در راستای شعاع دارای سوراخ هستند. از این سوراخ ‌ها عمدتا برای اندازه‌ گیری و سنجش جریان سیال مایع یا گاز استفاده می‌ شود.

تَه کوب (Stub End)

این نوع فلنچ همیشه به همراه یک نوع کف رینگ (Lap Joint Flange) به عنوان یک پشتیبان استفاده می شود. این اتصالات در فشارهای پایین و و غیر حساس کاربرد دارند و یکی از روش های ارزان بند و بست هستند.

کاربردهای فلنچ

فلنج کاری یک روش بهینه برای اتصال لوله ها، دریچه ها، پمپ ها و سایر تجهیزات است. این محصولات برای احداث یک سیستم لوله کشی ایمن ضروری هستند. البته این نکته را فراموش نکنید که دسترسی آسان به تمیز کردن، بازرسی یا اصلاح خطوط را نیز فراهم می کنند.

فلنج ها عمدتا در صنایع شیمیایی مورد استفاده قرار می گیرند. وجود فلنچ ها برای اتصال قطعاتی مانند لوله مانیسمان یا لوله های درزدار مثل انواع اسپیرال ضروری است. این محصولات برای جداسازی مجدد برای برشکاری یا جوش دوباره کمک شایانی می کنند. چرا که فقط با باز و بسته کردن پیچ و مهره ها قطعات یا لوله ها را از هم جدا می شوند. تغییر قطر و مسیر لوله ها در فشار کم و بالا یکی دیگر از کاربردهای فلنج است.

در هنگام خرید لازم است به چه مواردی توجه کنیم؟

برای انتخاب فلنج مناسب ابتدا لازم است تمام زوایای کاربرد خود را بسنجید. استحکام مورد نیاز، دمای کاری، جنس لوله های شما، حساسیت کاربرد، شکل ظاهری مورد نیاز و دیگر مواردی که در خریداری فلنچ اهمیت دارند را باید به دقت مشخص کنید.

پس از این مرحله باید یکی از شرکت های عرضه کننده را انتخاب کنید که این موضوع به تحقیقات شما در زمینه اعتبار شرکت ها باز می گردد. برخی از شرکت ها علاوه بر فروش فلنچ، مراحل نصب آن را نیز انجام می دهند که مشخصا دارای ارجحیت هستند.

توجه کنید که انواع غیر مشابه فلنج به هیچ وجه نباید به هم متصل شوند. چرا که سطح آنها جور نمی شوند و خطرات جبران ناپذیری به بار می آورند. توجه کنید که بر اساس استاندارد، یک سری از مشخصات فلنچ که شامل موارد زیر است، حتما باید بر روی آن حک شده باشد.

• نام تجاری تولید کننده
• اندازۀ اسمی لوله (قطر خارجی لوله که فلنج به آن جوش داده خواهد شد.)
• مقدار فشار قابل تحمل (که به آن کلاس فلنج هم گفته می ‌شود.)
• شکل سطح (شکل سطح فلنج مهم ‌ترین ویژگی آن است.)
• سوراخ‌ ها (گاهی به عنوان ضخامت دیواره نیز ارائه می شود.)
• مواد تشکیل دهنده فلنج
• شماره یا کد مربوط به عملیات حرارتی صورت گرفته روی محصول