فلانچ یا فلنج ؟ ویژگی و کاربردهای این اتصال چیست؟

فلنج­‌ها یکی از تجهیزات و اتصالات پرکاربرد در صنایع مختلف هستند که به دلیل کارکرد راحت محبوبیت بسیار بالایی دارند. برای استفاده درست و مناسب از فلنج در تاسیسات و صنایع متفاوت لازم است تا با انواع مختلف آنها آشنا باشیم. در ابتدا به معرفی فلنج پرداخته و در بخش­‌های بعدی با ویژگی­‌های اتصالات فلنجی و انواع مختلف فلنج و محل کاربرد آنها آشنا می­‌شویم.

روش‌­های متفاوتی به منظور اتصال لوله و اقلام آن به یکدیگر و یا به تجهیزات دیگر مانند پمپ، لرزه گیر و… وجود دارد. یکی از روش­‌های متداول اتصالات فلنجی است. فلنج­‌ها (Flange) در مدل‌ها، ابعاد وضخامت‌های متفاوتی به صورت قطعه­‌های دیسکی شکل ساخته شده که همیشه به صورت جفت به کمک پیچ و مهره دو قطعه را به یکدیگر متصل می­سازند و به آسانی باز و بسته می­شوند. جنس فلنج­‌ها متفاوت بوده و معمولا از فولاد و آلیاژهای آهن و یا از چدن و پلی اتیلن و سایر مواد ساخته می­شوند. مهمترین مزیت فلنج این است که در صورتی که دو عدد لوله را مستقیما به یکدیگر جوش دهید و در شرایطی بخواهید آنها را از هم جدا کنید، باید توسط برشکاری این کار را انجام دهید. اما اگر از فلنج­‌ها استفاده کرده باشید، می­توانید به راحتی با باز و بسته کردن پیچ و مهره­‌ها این کار را انجام دهید.

فلنج‌ها بسته به نوع جنس و متناسب با فشاری که تحمل می‌کنند به کلاس‌های مختلف تقسیم می‌گردند.

۱- رده‌بندی فشار مطابق استاندارد 34/16:ANSI B مطابق این استاندارد فلنج‌های فولادی و آلیاژهای آن به کلاس‌های 150،300،400،600،900،1500و2500 تقسیم ‌بندی می‌شوند. این اعداد ماکزیمم فشار بر حسب PSI هستند که فلنج‌ها در حداکثر دمای مجاز می‌توانند تحمل کنند و معمولا فشار کارکرد حدود 2.4 برابر اعداد فوق می‌باشد.

۲- رده‌بندی فشار مطابق استاندارد ISO: در این استاندارد فشار تحمل فلنج‌های فولادی و آلیاژهای آن با PN نشان داده شده که این نشان دهنده فشار اسمی بر حسب BAR می‌باشد. به عنوان مثال PN30 یعنی فشار کارکرد فلنج 30 BAR می‌باشد.

۳- رده‌بندی فشار بر اساس استاندارد API (6A-6B-6BX): این نوع فلنج‌ها دارای تحمل فشار بیشتری نسبت به فلنج‌های گروه ANSI  بوده و به کلاس‌های 2000، 3000، 5000، 10000و15000رده بندی می­گردند.

در زمان انتخاب نوع فلنج مهم است ویژگی‌های آن که شامل موارد زیر می­باشد، به خوبی شناخته شود.

اندازه­‌گیری سایز فلنج‌ها کار ساده‌ای نیست. کاربر باید قطر خارجی، قطر داخلی، تعداد سوراخ‌ها، قطر سوراخ‌ها و قطر پیچ را پیدا کند. قطر پیچ یکی از مهمترین اندازه­‌گیری‌هایی است که هنگام انتخاب اتصالات فلنجی انجام می‌شود. این اندازه گیری از مرکز سوراخ پیچ تا مرکز سوراخ پیچ دیگر است.

یکی از پارامترهای مهم در خرید فلنج، ضخامت است. میزان فشاری که فلنج می‌تواند تحمل کند با ضخامت تعیین می‌شود. هرچه فلنج ضخیم‌تر باشد، فشار بیشتری را تحمل می‌کند. برای مثال، لوله مانیسمان دارای یک پخ V شکل برای جوشکاری است. از این رو برای تحمل فشار باید ضخامت اتصال فلنجی طوری انتخاب شود که منجر به تغییر شکل لوله نشود.

در انتخاب فلنج مناسب می‌توان از انواع استانداردهای مختلف استفاده کرد. بسته به کاربرد فلنج استانداردهایASME ،ASTM ،ANSI ،API ،MSS ،AWWA ،DIN ،JIS  و موارد دیگر قابل استفاده هستند. اما محبوب‌ترین استانداردها شامل ANSI (موسسه ملی استاندارد آمریکا)، DIN  (موسسه استاندارد آلمان) و JIS (استاندارد بین المللی ژاپن) هستند.

کلاس فشار تعیین کننده آن است که فلنج تا چه اندازه می‌تواند بدون شکست مقاومت کند و تحت این فشار به کار خود ادامه دهد. هر یک از استانداردهای بالا چندین کلاس فشار از کم تا زیاد را ارائه می‌دهند. کلاس فشار باید با کلاس لوله‌ای که در داخل سیستم به کار گرفته می‌شود یکی باشد. برای مثال لوله درزدار که اغلب برای فشار پایین استفاده می‌شود، کلاس فشاری پایینی دارد. به همین دلیل فلنج انتخابی نیز باید کلاس فشاری پایینی داشته باشد.

بسته به محیطی که فلنج در آن استفاده می‌شود، انتخاب نوع متریال مهم است. اتصال فلنجی باید در برابر فشار، رطوبت، دمای بالا، خوردگی و غیره مقاومت بالایی داشته باشد. به همین ترتیب فلنج‌ها در انواع مختلف مواد از جمله فولاد ضد زنگ، چدن، آلومینیوم، برنج، برنز، پلاستیک (پلی اتیلن) و غیره ساخته می‌شوند. اما بیشترین متریال مورد استفاده «فولاد کربن جعلی» است که دارای سطوح ماشین کاری شده است. همچنین برای لوله فولادی و لوله گالوانیزه نباید از فلنج پی اتیلن استفاده کرد.

اگرچه هزینه فلنج نسبت به جوشکاری بالاتر است، اما مزیت‌هایی که در استفاده از این روش وجود دارد، سازندگان را نسبت به استفاده از این قطعات ترغیب کرده است. مزیت‌هایی از جمله:

• تغییر سایز و ابعاد لوله
• اتصالات لوله به تجهیزات مانند اتصالات پمپ،کمپرسور و…
• تغییر متریال و نوع لوله
• اتصال به شیر و اقلام دیگر در صورت نیاز به تعویض
• اتصال به تجهیزات ابزار دقیق که نیاز به کالیبراسیون دارند.
• اتصال به لوله و مواردی که نیاز به جداسازی دارد.

فواید اتصال به صورت فلنجی عبارتند از:

• مونتاژ سریع و آسان در فضاهای تنگ
• عدم نیاز به آداپتورهای لوله
• کاهش ضربه، لرزش و فشار زیاد در اتصالات بزرگ هیدرولیکی
• امکان نگهداری و بازرسی آسان
• کاهش شل شدن قطعات در کاربردهای دقیق هیدرولیکی
• امکان تغییر سایز ابعاد لوله‌ها به صورت دستی
• امکان تغییر جنس و نوع لوله
• امکان اتصال لوله به تجهیزات مختلف مانند اتصالات پمپ یا کمرپسور
• بهترین گزینه برای کالیبراسیون و جداسازی قطعات (تنها نیاز به باز کردن پیچ و مهره‌ها دارد)

همچنین فلنج به کاربر امکان می‌دهد تا سیستم لوله­‌کشی را به راحتی تعمیر کرده و شرایط نگهداری مناسبی را برای آن اتخاذ کند. به جای بیرون آوردن کل لوله جهت بازرسی می‌توان قسمت کوچکی از لوله را بازرسی کرد تا با کمک فلنج مشکل برطرف شود. اتصال به روش فلنجی امکان بازرسی و تمیز کردن آسان لوله را فراهم می‌کند. اتصالات فلنجی همچنین بهترین گزینه برای اتصال انتهای لوله‌هایی است که دارای انحنا هستند و تحت نیروهای جانبی بسیار بالایی قرار می‌گیرند.