فلانچ یا فلنج ؟ ویژگی و کاربردهای این اتصال چیست؟

فلنج - سناپالیز

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.

معرفی فلنج

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.

فلنج پایه بلند - سناپالیز

کلاس فلنج‌ها

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.

ویژگی فلنج‌ها

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

اندازه

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.

ضخامت

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.

استاندارد

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

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.

متریال

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.

کاربرد فلنج ها در صنعت و تاسیسات

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.

مزایای روش اتصال به صورت فلنجی

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.

انواع فلنج

فلنج با سطح ساده (Flat Face)

برای اتصال شیرها و اتصالات چدنی و فلنج­‌های غیرفولادی پمپ ها از این نوع فلنج استفاده می گردد. همچنین برای خطوط فشار پایین مانند (Cooling water-CWR-CWS) که نشتی زیاد مهم نباشد نیز از این نوع فلنج ها استفاده می شود. جهت آب بندی اتصالات نیز از واشرهایی استفاده می شود که قطر خارجی آنها برابر قطر خارجی فلنج است. در این نوع از فلنج ها سطح یک فلنج که باید در مقابل سطح دیگر قرار گیرد صاف می باشد. معمولا فلنج های چدنی و یا فولادی که در فشارهای کم کاربرد دارند از این نوع ساخته می‌شوند.

فلنج با سطح برجسته (RAISED FACE)

در این نوع فلنج ها سطح فلنج که درمقابل فلنج دیگر قرارگرفته و بر روی آن لایی قرار داده می‌شود، نسبت به سطح کلی فلنج برجسته­‌تر ساخته می‌شود. بر اساس استاندارد مقدار برجستگی درتمام اندازه‌ها برای کلاس­های 150 و 300 برابر 1.6 میلیمتر وکلاسهای بالاتر برابر  6.4 میلیمتر می‌باشد. در قسمت برجستگی ممکن است سطح کاملا صیقلی (smooth finish) و یا دارای شیار (serrated finish) باشد و این شیارها هم یا به صورت هم مرکز و یا حلزونی می‌باشند که روش ساخت آن در استاندارد (mss-sp-6) مشخص گردیده است (معمولا عمق شیارها 0.4 میلیمتر وفاصله آنها از هم 0.8 میلیمتر می‌باشد).

فلنج گلودار جوشی (Weld Neck Flange)

فلنج گلودار دارای یک گردن مخروطی است که شعاع این گردن در انتها با قطر لوله برابر و به آن جوش می‌شود. وجود این گردن باعث تقویت تحمل فلنج می‌گردد. این نوع فلنج برای تحمل فشارهای بالا و دماهای زیر صفر و همچنین بارهای نوسانی و ارتعاشی مناسب است.

فلنج کور (Blind Flange)

فلنج های کور بدون سوراخ تولید می­شوند و برای مسدود نمودن انتهای خطوط لوله، شیرآلات و دهانه منبع های تحت فشار استفاده می­گردند. از نقطه نظر فشار داخلی و بارگذاری پیچ، فلنج های کور خصوصا در سایز های بزرگ پر تنش پذیرترین نوع فلنج می باشد.

ته کوب (Stub End)

یک ته کوب همیشه با یک فلنج کف رینگ (Lap Joint Flange) به عنوان یک فلنج پشتیبان استفاده می گردد. ته کوب یکی از اتصالات فلنج بوده که در فشارهای پایین و غیر حساس کاربرد دارد و یکی از شیوه های ارزان بند و بست فلنج ها می باشد.

فلنج لبه دار (Lap Joint Flange)

این فلنج قابلیت این را دارد که بر روی محور خود چرخش داشته باشد. از این رو تنظیم پیچ های آن ساده می باشد. فلنج لبه دار با سیال در تماس  نمی باشد. یکی از کاربردهای آن در مواردی است که سیستم زیاد در معرض زنگ زدگی و خوردگی می باشد که استفاده از این فلنج از نظر اقتصادی نیز به صرفه است. ولی مقاومت آن در برابر خستگی بسیار کمتر از فلنج گردن دار است.

فلنج حلقه مشترک (RTJ) (Ring-Type Joint Flange)

داخل این نوع فلنج ها ممکن است سطح برجسته ای با حلقه های ماشینی شیاردار باشد. فلنج حلقه مشترک معمولا در فشارهای بالا (کلاس 600 و رتبه های بالاتر) و در سرویس های بالای دما (دمای بالاتر از 800 درجه فارنهایت) مورد استفاده قرار می گیرد. این فلنج بار اضافی فراتر ازتنش پیچ را نمی تواند تحمل کند و ممکن  است باعث در هم شکستن واشر شود.

فلنج رزوه ای (Threaded Flange)

همانطور که از نام این فلنج مشاهده می شود درون این فلنج ها رزوه کار شده است.  فلنج رزوه ای که گاهی با عنوان دنده ای نیز از آن یاد می شود برای شرایط ویژه استفاده می گردد. در این فلنج گاهی اوقات جهت مطمئن بودن از آب بندی یک پاس جوش آب بندی نیز به همراه آن استفاده می شود.

فلنج جوشی ساکت (Socket Weld Flange)

این فلنج دارای محفظه ای است که محل قرارگیری لوله می باشد. این نوع فلنج ها هم از داخل جوشکاری می شوند هم از بیرون فلنج. که اگر جوشکاری از داخل انجام شود هم مقاومت استاتیکی و هم مقاومت آن در برابر خستگی افزایش می یابد. کاربرد این فلنج­‌ها در سیستم‌­های لوله‌­کشی که دارای فشار کاری بالا و قطر لوله­‌کشی کم است می باشد. فلنج ساکت ولد اصولا برای استفاده در سایزهای کوچک ولی فشار بالا گسترش یافت. نیروی ایستایی آن برابر با فلنج های اسلیپان می­‌باشد ولی مقاومت خستگی آنها 50%  بیشتر از فلنج های اسلیپان است. از معایب فلنج ساکت ولد همین” فاصله انبساطی” است که باید ایجاد شود. در سیستم­‌های لوله­‌کشی استینلس استیل که محتوی سیال خورنده می­‌باشند این فاصله مشکل خوردگی ایجاد می­نماید که در بعضی از جاها استفاده از فلنج ساکت ولد مجاز نمی باشد. همچنین در فلنج ساکت ولد باید اصولا ابتدا لوله جوشکاری شده و سپس نسبت به تنظیم اتصلات و نصب آن اقدام نمود.

فلنج اسلیپان (Slip On Flange)

از این فلنج برای تمام فشارها می­توان استفاده کرد و جوش داخلی آن نسبت به دیگر فلنج ها از جمله گردن­دار بیشتر است. کاربرد این فلنج در سیستم­‌های معمولی است؛ چون نصب آن ساده است ولی مقاومت آن هم در  فشار داخلی و هم در برابر خستگی کمتر از فلنج گردن دار است. نیروی مقاومت محاسبه شده یک فلنج اسلیپان، تحت فشار داخلی  2/3 فلنج های گلودار جوشی بوده که این عمر تحت شرایط خستگی به 1/3 تقلیل می­یابد. از معایب این فلنج نیز این است که اصولا ابتدا لوله ها باید جوش داده شوند و سپس اتصالات با آن تنظیم شوند. اتصال فلنج و زانو یا فلنج و یک سه راهی ممکن نیست؛ زیرا اتصالات نامبرده یک انتهای مستقیم و راست ندارند و موجب لغزش بر روی فلنج می­گردند.

فلنج اوریفیس (Orifice Flange)

این فلنج  نوعی از  فلنج گردن­دار است که کاربرد اصلی آن برای مسدود کردن جریان و کاهش فشار است. از سوراخ هایی که در فلنج موجود است برای اندازه گیری جریان سیال مایع یا گاز استفاده می شود.

فلنج با صفحه دارای زبانه و شیاردار (T & G) (Tongue & Groove Facing Flange)

این نوع فلنج ها نیز مانند فلنج های سطح صاف و نر و ماده به صورت جفت وجود دارد. فقط تفاوت آن در این است که واشر (gasket) را روی خود قطر داخلی می­گذارند. این دلیل اصلی جلوگیری از خوردگی، سایش و فرسودگی است. این ساختار باعث می شود که به پیچ و دیگر اعضا بار کمتری وارد شود و بازدهی بیشتری داشته باشد.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

چت با پشتیبانی واتساپ سناپالیز
پیام به پشتیبانی واتساپ