فلنچ لپ جوینت "4 اینچ فولادی کلاس 300 ملسی

فلنج چیست؟

فلنج (به انگلیسی: Flange) قطعه‌ای دیسک‌شکل و لبه‌دار است که از جنس‌های مختلفی مانند فولاد، چدن و آلیاژها ساخته می‌شود. این قطعه‌ی کارآمد، سطحی صاف و حفره‌ای در مرکز به اندازه‌ی قطر لوله دارد و تعداد مشخصی سوراخ نیز روی آن تعبیه شده است. وظیفه‌ی اصلی فلنج، اتصال ایمن و قابل جداسازی لوله‌ها، شیرآلات و تجهیزات مختلف به یکدیگر است.

                     

مزایای استفاده از فلنج:

• قابلیت جداسازی آسان: برخلاف جوشکاری که اتصالی دائمی ایجاد می‌کند، فلنج‌ها با اتصال به وسیله‌ی پیچ و مهره، امکان جداسازی و باز کردن سریع و راحت را فراهم می‌کنند. این ویژگی در مواقع تعمیر و بازرسی بسیار حائز اهمیت است.
• مقاومت در برابر فشار و دما: فلنج‌ها در کلاس‌های مختلف و با متریال‌های متنوعی ساخته می‌شوند و می‌توانند فشارهای بالا و دماهای مختلف را تحمل کنند. این ویژگی، آن‌ها را برای استفاده در صنایع گوناگون از پتروشیمی تا نیروگاه‌های برق مناسب می‌سازد.
• آب‌بندی مطمئن: با قرار دادن واشر (گسکت) بین دو فلنج، اتصال کاملاً آب‌بندی می‌شود و از هرگونه نشتی سیالات جلوگیری به عمل می‌آید.
• تنوع بالا: فلنج‌ها در انواع مختلفی مانند گلو‌دار، ساکت‌ولد، رزوه‌ای، کور و… تولید می‌شوند که هر کدام کاربرد و ویژگی‌های خاص خود را دارند. با این تنوع، می‌توان برای هر نوع اتصال و سیالی، فلنج مناسب را انتخاب کرد.

کاربردهای فلنج:

فلنج‌ها را می‌توان در طیف وسیعی از صنایع مشاهده کرد، از جمله:

• صنایع نفت، گاز و پتروشیمی: برای اتصال لوله‌های انتقال نفت، گاز و سیالات شیمیایی با فشار و دمای بالا.
• صنایع نیروگاهی: برای اتصال لوله‌های آب و بخار در نیروگاه‌های برق.
• صنایع آب و فاضلاب: برای اتصال لوله‌های انتقال آب و فاضلاب در شبکه‌های آبرسانی و تصفیه‌خانه‌ها.
• ساختمان‌سازی: برای اتصال لوله‌های تأسیسات مکانیکی ساختمان‌ها مانند سیستم‌های آب‌رسانی، فاضلاب و تهویه مطبوع.
• صنایع دریایی: برای اتصال لوله‌های کشتی‌ها و سکوهای حفاری.

مشخصات فنی فلنج

بیشتر فلنج‌های مورد استفاده در صنعت از فولاد ریخته‌گری شده و چدن و یا فورج فولادی(آهنگری)، تولید می‌شوند. اتصالات فلنجی فولادی، برای شرایطی با فشار و دمای بالا مناسب‌تر هستند. این در حالی است که اتصالات فلنجی چدنی، در مواجهه با برخی تنش‌ها، از هم گسسته می‌شوند و یا ترک می‌خورند.

ویژگی‌های فلنج

برای انتخاب فلنج مناسب برای اتصالات، توجه به برخی ویژگی‌های آن اهمیت دارد. برخی از این ویژگی‌ها شامل موارد زیر است:

اندازه

قطر داخلی، قطر خارجی، تعداد و قطر سوراخ‌ها و قطر پیچ مناسب، از جمله فاکتورهایی هستند که در اندازه‌گیری فلنج اهمیت دارند. سایز این اتصال، براساس استانداردهای موجود و موارد دیگری مانند میزان فشاری که قرار است به آن وارد شود، انتخاب می‌شود.

ضخامت

ضخامت، عامل مهمی در انتخاب نوع فلنج است. میزان فشاری که اتصال فلنج دارمی‌تواند تحمل کند، به ضخامت آن نیز بستگی دارد. ضخامت این اتصال باید به گونه‌ای باشد که هنگام تحمل فشار، لوله مورد استفاده دچار تغییر شکل نشود.

متریال

از آن جا که اتصالات باید بتوانند فشار، رطوبت، دما و شرایط مختلفی را تحمل کنند، انتخاب جنس مناسب فلنج برای هر پروژه، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. همانطور که پیشتر نیز اشاره شد، جنس فلنج‌ها مختلف است. آن‌ها را می‌توان از فولاد، چدن، آلومینیوم، برنج، برنز و پلی اتیلن تولید کرد.

                              

 

در ادامه به بررسی مزایا و معایب اتصالات فلنج دار می‌پردازیم.

 

مزایای اتصالات فلنجی

برای اتصال لوله‌ها به همدیگر و یا دیگر تجهیزات، دو روش وجود دارد. یکی از روش‌ها، جوش دادن دو قطعه به هم و روش دیگر استفاده از اتصالات فلنجی است. اگرچه استفاده از فلنج، روشی پر هزینه‌تر است، اما مزایای آن باعث می‌شود تا جایگزین بهتری برای روش جوشکاری باشد. این مزایا شامل موارد زیر است:

1. مونتاژ این نوع اتصال ساده‌تر از اتصال به وسیله جوش است. این به ویژه در فضاهای تنگ مزیت بزرگی به حساب می‌آید.
2. اتصالات فلنج دار، نیاز به آداپتورهای لوله ندارد.
3. ضربه، لرزش و فشار بیش از حد را در اتصالات بزرگ هیدرولیکی کاهش می‌دهد.
4. نگهداری و تعمیر آن آسان است.
5. قطعات در کاربردهای دقیق هیدرولیکی شل نمی‌شوند.
6. امکان تغییر سایز و جنس لوله با استفاده از اتصالات فلنجی وجود دارد.
7. هنگام کالیبراسیون و تمیز کردن لوله‌ها و تجهیزات، قطعات به راحتی از هم جدا می‌شوند.

معایب اتصالات فلنجی

معایب استفاده از فلنج شامل موارد زیر است:

1. نسبت به سایر اتصالات جوشی و رزوه‌ای سنگین‌تر است.
2. فضای بیشتری را نسبت به سایر اتصالات اشغال می‌کند.
3. از سایر انواع اتصال هزینه بیشتری دارد.
4. آب بندی اتصالات فلنجی دشوارتر است و نیاز به هزینه عایق‌بندی دارد.

استانداردهای اتصالات فلنجی

فلنج‌ها نیز همانند سایر تجهیزات لوله‌کشی، مطابق استانداردهای به خصوصی تولید می‌شوند. این استانداردها، موجب یکسان‌سازی تمام فلنج‌های تولیدی می‌شوند و انتخاب قطعه مورد نیاز را آسان‌تر می‌کنند. در طراحی و سایزبندی این اتصالات، استاندارد ASME و ASTM مورد استفاده قرار می‌گیرد. در ساخت فلنج‌های NPS ½  تاNPS 24  اینچ، از ASME B16.5 و برای فلنج‌های با ابعاد NPS 26 تا NPS 60 اینچ، از استاندارد ASME B16.47 استفاده می‌شود. استاندارد متریال فلنجی فولادی ASTM A105 است.

پیچ و مهره‌های مورد استفاده در اتصالات فلنجی، باید مطابق استاندارد ASTM A193 B7 وB16  ASTM A193  باشد. این پیچ و مهره‌ها باید بتوانند در مقابل نیروهای کشش، مقاومت کافی داشته باشند. آلیاژهای که در ساخت فلنج‌ها استفاده می‌شوند نیز باید مطابق استاندارد ASTM باشند. کربن استیل ASTM A105 رایج‌ترین آلیاژ مورد استفاده در این قطعات است.

کلاس فلنج‌ها

در استانداردهایی که در بخش قبل بیان شد، فلنج‌های فولادی در کلاس‌های 150، 300، 600، 900، 1500 و 2500 طبقه‌بندی می‌شوند. هر چه کلاس فلنج بالاتر باشد، ابعاد آن بزرگ‌تر و ضخامت آن بیشتر می‌شود و می‌تواند فشار بیشتری را تحمل کند. همچنین معمولا هر چه عدد کلاس بالاتر باشد، تعداد پیچ‌های مورد نیاز نیز بیشتر می‌شوند.

انواع فلنج

رایج‌ترین انواع فلنج که در صنعت پایپینگ تولید و استفاده می‌شوند، شامل موارد زیر است:

فلنج رزوه‌ای (THREADED FLANGE)

با استفاده از این نوع فلنج که فلنج دنده ای فولادی نیز نامیده می‌شود، نیاز به جوشکاری وجود ندارد. برای اتصال این قطعه به لوله، رزوه مادگی داخل آن، به رزوه نری که بر روی لوله وجود دارد، پیچ می‌شود. به این ترتیب می‌توان دو لوله را به هم متصل کرد. اتصالات لوله پنج لایه، لوله سه لایه و لوله یک لایه، با این روش قابل انجام است. اگرچه برای استفاده از این نوع اتصال فلنج دار، لوله باید ضخامت بالایی داشته باشد.

فلنج اسلیپون (SLIP ON FLANGE)

این نوع فلنج‌ها که به آن روکار نیز گفته می‌شود، بسیار پرکاربرد و متداول هستند. آن‌ها در ابعاد بسیار مختلفی تولید می‌شوند و برای استفاده در سیستم‌هایی با دبی و توان بالا مناسب هستند. برای استفاده از این قطعه، لوله در داخل آن قرار می‌گیرد و به آن جوش داده می‌شود. از آنجایی که متصل کردن این نوع فلنج، به جوشکاری ماهیچه‌ای در هر دوطرف نیاز دارد، مهارت و دقت بیشتری نیاز دارد.

فلنج لپ جوینت (LAP JOINT FLANGE)

فلنج لپ جوینت نیاز به جوش لب به لب برای اتصالات ته کوب دارد. در پروژه‌هایی که محدودیت فضایی دارد، این نوع اتصال بسیار مناسب است. همچنین به دلیل اینکه این اتصال فلنجی با مایع درون لوله اهنی تماسی پیدا نمی‌کند، می‌توان از نوع ارزان قیمت‌تر فلنج فولادی کربن‌دار استفاده کرد.

فلنج جوشی ساکت ولد (SOCKET WELD FLANGE)

فلنج جوشی، برای لوله‌هایی با سایز کم و لوله کشی با فشار، ایده‌آل است. در این اتصال نیز، لوله در داخل فلنج قرار می‌گیرد و با یک جوش ماهیچه‌ای چن پاسه در جای خود محکم می‌شود. برای اتصال لوله‌های گالوانیزه، استفاده از این اتصالات فلنجی بسیار مناسب است.

فلنج لبه‌دار (LAP JOINT FLANGE)

محل اتصال این فلنج به لوله، بلندتر از انواع دیگر است. فلنج لبه‌دار نیز به روش لب به لب، به لوله جوش می‌شود. در سیستم‌هایی با خمش‌های مکرر و با فشار و دمای بالا، می‌توان از این نوع اتصالات استفاده کرد.

فلنج کور (BLIND FLANGE)

فلنج کور، دیسکی است که جهت مسدود کردن خط لوله به صورت موقتی است.

فلنج رینگ جوینت (RING-TYPE JOINT FLANGE)

بر روی سطح فلنج رینگ جوینت، شیارهایی وجود دارد که آب‌بندی آن را ساده‌تر از دیگر انواع فلنج می‌کند.

 

         

 

محصولات مکمل فلنج

استفاده از پیچ و مهره برای اتصالات فلنجی، از ملزومات است. برای اتصال دیسک‌های فلنج، معمولا از پیچ و مهره‌های گالوانیزه استفاده می‌شود. یکی دیگر از محصولات مکمل برای این نوع اتصالات، گسکت و واشر فلزی است. این محصولات، برای آب‌بندی اتصالات فلنج دار استفاده می‌شوند.