اصول فلنج، کاربرد فلنج، انواع فلنج، استاندارد و سایر ملاحظات در پایپینگ

فلنج های لوله چیست و چگونه کار می کنند؟

فلنج ها با ارائه یک راه مطمئن برای اتصال سیستم های لوله کشی با تجهیزات مختلف، ولو ها و سایر اجزای تقریباً هر سیستم پردازشی، دومین روش اتصال پرکاربرد پس از جوشکاری هستند.

استفاده از فلنج ها انعطاف پذیری را هنگام نگهداری سیستم های لوله کشی با امکان جداسازی آسان تر و دسترسی بهتر به اجزای سیستم افزایش می دهد.

یک اتصال فلنجی معمولی از سه قسمت تشکیل شده است:

• فلنج های لوله
• واشر یا گسکت
• پیچ و مهره

در بیشتر موارد، متریال واشر و پیچ ​​و مهره خاصی وجود دارد که از همان متریال یا متریال تایید شده اجزای لوله‌ای که می‌خواهید به آن متصل کنید، ساخته شده‌اند. فلنج های فولادی ضد زنگ (استنلس استیل) از رایج ترین آنها هستند. با این حال، فلنج ها در طیف گسترده ای از متریال ها موجود هستند، بنابراین تطابق آنها با نیازهای شما ضروری است.

سایر مواد رایج فلنج شامل اینکونل و مونل و بسیاری موارد دیگر بسته به کاربرد است.

بهترین گزینه برای نیازهای شما، هم به سیستمی که در آن قصد استفاده از فلنج را دارید و هم به نیازهای خاص شما بستگی دارد.

انواع فلنج و ویژگی های رایج

فلنج ها یک نوع راه حل مناسب برای همه نیستند. صرف نظر از اندازه، تطبیق طرح فلنج ایده آل با سیستم لوله کشی و استفاده مورد نظر شما به اطمینان از عملکرد قابل اعتماد، عمر طولانی و قیمت بهینه کمک می کند.

در اینجا نگاهی به رایج ترین انواع فلنج در دسترس است.

فلنج های رزوه ای (Threaded)

این سبک که به عنوان فلنج پیچ نیز شناخته می شود، دارای یک دنده در داخل سوراخ فلنج است که با دنده نر متقابل روی لوله یا اتصالات مطابقت دارد. اتصال رزوه ای به این معنی است که می توانید در بسیاری از موارد از جوشکاری جلوگیری کنید. به سادگی رزوه را به لوله هایی که می خواهید وصل کنید تطابق دهید.

فلنج ساکت ولد (socket-weld)

فلنج های جوش ساکت که برای قطر لوله های کوچکتر در کابردهای کم فشار و دمای پایین ایده آل هستند، دارای اتصالی هستند که در آن لوله را در فلنج قرار می دهید و سپس اتصال را با یک جوش فیلر چند پاسی ثابت می کنید. این ام،ر نصب این سبک را نسبت به سایر انواع فلنج جوش داده شده ساده تر می کند و در عین حال از محدودیت های مربوط به انتهای رزوه ای جلوگیری می کند.

فلنج های اسلیپ-آن (slip-on)

فلنج های اسلیپ ان بسیار رایج هستند و در طیف وسیعی از اندازه ها برای استفاده در سیستم هایی با نرخ جریان و توان بالاتر در دسترس هستند. به سادگی فلنج را با قطر بیرونی لوله ای که می خواهید وصل کنید مطابقت دهید. نصب کمی فنی تر است زیرا برای محکم کردن فلنج روی لوله به جوش فیلر دو طرف نیاز دارید.

فلنج های لپ جوینت (LAP JOINT)

فلنج های لپ جوینت که دارای طراحی دو تکه هستند، نیاز به جوش لب به لب انتهای سر به لوله یا اتصال با استفاده از فلنج پشتی برای ایجاد اتصال فلنجی دارند. این طراحی، این سبک را برای استفاده در سیستم‌هایی با فضای فیزیکی محدود یا سیستم‌هایی که نیاز به جداسازی و نگهداری مکرر دارند، محبوب می‌کند.

فلنج های گردن جوش (WELD NECK)

مانند فلنج های لپ جوبنت، فلنج های گردن جوش برای نصب نیاز به جوش لب به لب دارند. با این حال، یکپارچگی، عملکرد در سیستم‌هایی با خمش‌های متعدد و توانایی استفاده از آن‌ها در سیستم‌های فشار و دمای بالا، آن‌ها را به گزینه‌ای پیشرو برای لوله‌کشی فرآیند تبدیل می‌کند.

فلنج کور (BLIND FLANGES)

فلنج های کور که برای خاتمه یا جداسازی سیستم های لوله کشی استفاده می شوند، اساساً دیسک های خالی قابل پیچ و مهره هستند. هنگامی که به درستی نصب شوند و با واشرهای صحیح ترکیب شوند، می توانند به آب بندی برجسته ای دست یابند که در صورت نیاز به راحتی جدا می شود.

فلنج های تخصصی

انواع فلنج ذکر شده در بالا رایج ترین هستند. با این حال، طیف وسیعی از انواع فلنج های تخصصی اضافی وجود دارد که متناسب با طیف وسیعی از کاربردها و محیط ها باشد. گزینه های دیگر عبارتند از نیپو فلنج (nipoflange)، ولدو فلنج (weldoflange)، فلنج های منبسط کننده، اریفیس، گردن جوش بلند و فلنج های کاهش دهنده.

انواع روی فلنج

طراحی فلنج تنها شروع زمانی است که فلنج ایده آل برای سیستم لوله کشی خود را در نظر بگیرید. انواع روی فلنج یکی دیگر از ویژگی هایی است که تاثیر زیادی بر عملکرد نهایی و عمر مفید فلنج های شما خواهد داشت.

انواع روی فلنج، هم واشرهای مورد نیاز برای نصب فلنج و هم ویژگی های مربوط به آب بندی ایجاد شده را تعیین می کنند.

انواع رایج صورت فلنج عبارتند از:

صفحه صاف (FF):

همانطور که از نام آن پیداست، فلنج های صفحه صاف دارای یک سطح صاف و یکنواخت همراه با یک واشر تمام وجه هستند که با بیشتر سطح فلنج تماس می گیرد.

صورت برجسته (RF):

این فلنج ها دارای یک بخش برجسته کوچک در اطراف سوراخ با یک واشر دایره سوراخ داخلی هستند.

صورت اتصال رینگ (RTJ):

این نوع صورت که در فرآیندهای فشار بالا و دمای بالا استفاده می شود، دارای یک شیار است که در آن یک واشر فلزی برای حفظ مهر و موم قرار می گیرد.

زبانه و شیار (T&G):

این فلنج ها دارای شیارهای منطبق و بخش های برجسته هستند. این به نصب کمک می کند زیرا طراحی به خود تراز شدن فلنج ها کمک می کند و مخزنی برای چسب واشر فراهم می کند.

نر و ماده (M&F):

مشابه فلنج های زبانه ای و شیاری، این فلنج ها از یک جفت شیار و بخش های برجسته برای محکم کردن واشر استفاده می کنند.با این حال، برخلاف فلنج‌های زبانه و شیار، این فلنج‌ها واشر را روی صورت ماده نگه می‌دارند و قرار دادن دقیق‌تر و گزینه‌های مواد واشر را افزایش می‌دهند.

بسیاری از انواع صورت یکی از دو نوع را ارائه می دهند: دندانه دار یا صاف.

انتخاب بین گزینه ها مهم است زیرا آنها واشر بهینه را برای آب بندی قابل اعتماد تعیین می کنند.

به طور کلی، سطوح صاف با واشرهای فلزی بهترین کار را انجام می دهند در حالی که سطوح دندانه دار به ایجاد آب بندی های قوی تر با واشرهای مواد نرم کمک می کنند.

تناسب مناسب: نگاهی به ابعاد فلنج

جدا از طراحی عملکردی فلنج، ابعاد فلنج محتمل ترین عاملی است که بر انتخاب فلنج در هنگام طراحی، نگهداری یا به روز رسانی سیستم لوله کشی تأثیر می گذارد.

با این حال، باید نحوه اتصال فلنج با لوله و واشرهای مورد استفاده را در نظر بگیرید تا از اندازه مناسب اطمینان حاصل کنید.

ملاحظات رایج عبارتند از:

• قطر بیرونی: فاصله بین دو لبه مخالف وجه فلنج
• ضخامت: اندازه گیری ضخامت لبه اتصال بیرونی
• قطر دایره پیچ: فاصله بین سوراخ های پیچ و مهره متقابل وقتی از مرکز به مرکز اندازه گیری می شود
• اندازه لوله: تعیین اندازه لوله که فلنج با آن مطابقت دارد
• اندازه حفره اسمی: اندازه گیری قطر داخلی اتصال دهنده های فلنج

کلاس فلنج و رتبه بندی سرویس

هر یک از ویژگی های فوق بر نحوه عملکرد فلنج در طیف وسیعی از فرآیندها و محیط ها تأثیر می گذارد.

بنابراین چگونه می توانید تشخیص دهید که کدام فلنج ها برای کار مناسب هستند و کدام نیستند؟

فلنج ها اغلب بر اساس توانایی آنها در تحمل دما و فشار طبقه بندی می شوند.

این امر با استفاده از یک عدد و پسوند “#”، “lb” یا “class” تعیین می شود. این پسوندها قابل تعویض هستند اما بر اساس منطقه یا فروشنده متفاوت خواهند بود.

طبقه بندی های رایج عبارتند از:

۱۵۰#
۳۰۰#
۶۰۰#
۹۰۰#
۱۵۰۰#
۲۵۰۰#
تحمل فشار و دما بر اساس مواد مورد استفاده، طراحی فلنج و اندازه فلنج متفاوت است. تنها ثابت این است که در همه موارد، با افزایش دما، درجه بندی فشار کاهش می یابد.

استانداردهای فلنج و علامت گذاری

برای کمک به مقایسه آسان تر، فلنج ها تحت استانداردهای جهانی تعیین شده توسط انجمن مهندسین مکانیک آمریکا (ASME)  ASME B16.5 و B16.47 قرار می گیرند.

اگر می‌خواهید قطعات موجود را جایگزین یا تأیید کنید، همه فلنج‌ها باید دارای مارک باشند – معمولاً در محیط بیرونی آنها – برای کمک به این فرآیند.

این مارکینگ ها نیز از یک دستور دقیق پیروی می کنند:

• آرم یا کد سازنده
• کد مواد ASTM
• درجه مواد
• رتبه بندی سرویس (کلاس فشار-دما)
• اندازه
• ضخامت (برنامه)
• شماره حرارتی
• نامگذاری های ویژه، در صورت وجود 

این مقاله یک پایه محکم از اصول اولیه طراحی فلنج و نحوه انتخاب فلنج ایده آل برای سیستم لوله کشی ارائه می دهد. با این حال، با طیف گسترده‌ای از فلنج‌های فولادی ضد زنگ و سایر مواد فلنج موجود، فهرست کردن هر پیکربندی، جزئیات یا در نظر گرفتن غیرممکن است.