یکی از انواع اتصالات صنعتی، فلنج ها می باشند که برای اتصال دریچه ها، لوله ها، پمپ ها و دیگر تجهیزات به منظور به وجود آوردن یک سیستم لوله کشی مورد استفاده قرار می گیرند.
بعد از اتصالات جوشی و جوشکاری که متداول ترین نوع اتصال هستند، فلنج ها دومین روش متداول برای اتصال می باشند. فلنج ها زمانی مورد استفاده قرار می گیرند که اتصالات به برچیدن نیاز دارند.
این مدل از اتصالات صنعتی دارای انعطاف پذیری لازم برای تعمیر و نگهداری می باشد. فلنج ها درواقع لوله ها را به سایر تجهیزات و دریچه های گوناگون وصل می کنند. همین طور دسترسی آسان به تجهیزات به منظور تمیز کردن، بازرسی یا اصلاح را نیز دربر دارد. برای استعلام قیمت فلنج وارد لینک شوید.
فلنج ها اغلب برای اتصال، جوش داده می شوند یا در هم پیچیده می شوند. برای اتصال دو فلنج از یک واشر در بین آنها به منظور ایجاد مهر و موم استفاده می شود.
این نوع اتصال هم می تواند مانند یک حلقه گرد باشد یا یک دیسک جامد. این اتصال می تواند به لوله های گوناگون وصل شود و به گاز و مایعات اجازه جریان دهد. نصب و راه اندازی این اتصالات فلنجی اغلب با جوش بر روی لوله ها انجام می شود. البته فلنج های لبه دار نیز وجود دارد که به جوشکاری نیازی ندارند.
فلنج ها از نظر کاربردی دارای انواع متفاوتی می باشد که این موارد عبارتند از:
فلنج جوشی ساکت
فلنج کور
فلنج گلودار جوشی
فلنج لپ جوینت (کف رینگ)
فلنج اسلیپان یا فلنج لغزشی
انواع مختلف فلنج ها به خاطر داشتن ویژگی های متعدد، کاربرد زیاد و متنوعی دارند. کاربرد های اتصالا با فلنج ها به عبارت زیر است:
معمولا بیشتر اتصالات فلنجی را توسط فولاد های ریخته گری شده و همین طور چدن می سازند. در سیستم هایی که با دما و فشار زیاد کار می کنند، از فلنج های فولادی به جای اتصالات چدنی استفاده می کنند. زیرا که در حقیقت چدن ها در زمانی که با بعضی از تنش ها مواجه می شوند، ممکن است از هم گیسخته شوند یا ترک بخورند. بنابراین ما به شکل کلی دو نوع فلنج داریم: یکی فلنج های جوشی و دیگری فلنج های دنده ای؛ که هر کدام از آنها شامل انواع مختلفی می باشند.
روش های اتصال فلنج ها
فلنج ها برای اتصال لوله ها به یکدیگر بسیار کاربرد دارند و در همه ی لوله کشی ها یک قسمت از دو قسمت لوله از یک فلنج برای اتصال استفاده می شود. همچنین در سیستم های لوله کشی برای اتصال پمپ ها و شیرآلات از اتصال فلنجی استفاده می کنند.
نحوه اتصال فلنج ها به این صورت است:
ابتدا دو فلنج از قسمت سطح (Face) در مقابل هم قرار می گیرند.
سپس به وسیله ی پیچ و مهره ها به یکدیگر وصل می شوند و به حالت فشرده می شوند.
نکته ای که بایستی در این نوع اتصال به آن دقت کرد، آب بندی میان سطوح می باشد؛ که از نشتی بین آنها جلوگیری شود. برای این کار از واشر های آب بندی گسکت استفاده می کنند.
فلنج ها يكي از اتصالدهندههای لولهها، شيرآلات و دستگاهها به يكديگر می‌باشند. فلنج به صورت قطعهای ديسكي شكل است که هميشه به صورت جفت به کمك پيچ و مهره دو قطعه را به هم متصل میکند و به آساني باز می‌شود و برای فشارهای کم و بالا مناسب است. آببندی بين دو فلنج توسط لايی (واشر-Gasket) که بين آنها قرار داده می‌شود صورت می‌گیرد. فلنجها از جنس فولاد و آلياژهای آن و چدن و ديگر فلزات ساخته می‌شوند. قطر اسمی فلنجها (nominal diameter) برابر قطر لولهای است که فلنج به آن متصل می‌شود. به عنوان مثال برای لولهی 2 اینچ از فلنج 2 اینچ استفاده می‌شود.
قطر اسمی فلنجها عبارتند از:
1/2″, 3/4″, 1″, 1-1/4″, 1-1/2″, 2″, 2-1/2″, 3″, 4″, 5″, 6″, 8″, 10″, 12″, 14″, 16″, 18″, 20″, 24″
15, 20, 25, 32, 40, 50, 65, 80, 100, 125, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600 mm
كلاسهای فلنجها مطابق استانداردهای زير تقسيم می‌شوند:
ANSI B16.34: در اين استاندارد، فلنج‌های فولادی و آلياژهای آن به کلاس‌های 150، 300، 400، 600، 900، 1500 و 2500 تقسیم می‌شوند که اين اعداد ماکزيمم فشار بر حسب psi هستند که فلنجها در حداکثر دماي مجاز ميتوانند تحمل کنند و معمولا فشار کارکرد حدودا 4/2 برابر اعداد فوق ميباشد.
قیمت فلنج در موارد مختلف متفاوت است.
ISO: در اين استاندارد فشار تحمل فلنج‌های فولادی و آلياژهای آن با PN که نشان دهندهی فشار اسمی فلنج بر حسب بار است مشخص می‌گردد. به عنوان مثال PN 20 يعني فشار کارکرد فلنج 20 بار است.
رابطهی بين Class (psi) و PN (bar):
2500 900 1500 600 400 300 150 Class (psi)
420 150 250 100 68 50 20 PN (bar)
API (6A, 6B, 6BX): اين نوع فلنجها دارای تحمل فشار بيشتری نسبت به فلنج‌های ANSI هستند و در کلاس‌های 2000، 3000، 5000، 10000 و 15000 ردهبندی شدهاند.
رابطه بين ANSI (psi) وAPI (psi):
4500 3000 1500 900 600 ANSI (psi)
15000 10000 5000 3000 2000 API (psi)
تقسیمبندی فلنجها از نظر نوع اتصال عبارتند از:
فلنج سطح ساده (flat face flange ): در اين نوع فلنج سطح فلنج که در مقابل فلنج ديگر قرار گرفته و بر روی آن واشر قرار داده می‌شود کاملا صاف است. معمولا فلنج‌های چدنی و يا فولادی که در فشارهای کم کاربرد دارند از اين نوع ساخته می‌شوند.
فلنج سطح برجسته (raised face flange ): در اين نوع فلنجها سطح فلنج که در مقابل فلنج ديگر قرار گرفته و بر روی آن واشر قرار داده می‌شود نسبت به سطح کلی فلنج برجستهتر ساخته می‌شود. بر اساس استاندارد، مقدار برجستگی در تمام اندازهها برای کلاس‌های 150 و 300 برابر با 1.6 mm و کلاس‌های بالاتر 6.4 mm است. در قسمت برجستگی ممكن است سطح کاملا صيقلی (smooth finish) و يا دارای شيار (serrated finish) باشد و اين شيارها يا به صورت هم مرکز و يا حلزونی می‌باشند که روش ساخت آن در استاندارد mss-sp-6 مشخص گرديده است. معمولا عمق شيارها 0.4 mm و فاصلهی آنها از هم 0.8 mm است.
فلنج نر و ماده ( male & female flange ): صفحهی اين نوع فلنجها که به صورت جفت وجود دارد يكی دارای برآمدگی به ارتفاع 6.4 mm و دیگری دارای تورفتگی به عمق 5 mm است.
فلنج با صفحه دارای زبانه و شيار (tongue & groove facing flange ): اين نوع فلنج به صورت جفت وجود دارد و همانند فلنج نر و ماده است با اين تفاوت که قطر داخلي زبانه و شيار تا سوراخ فلنج (مسير جريان) ادامه ندارد و بنابراين لايی را روی قطر داخلي و خارجي خود نگه میدارد و همين باعث می‌شود لايی از خوردگی و فرسودگی محفوظ بماند. ساختمان زبانه و شيار حداقل سطح لايی نوع مسطح را ايجاب میکند و بنابراين تحت فشار پيچها، کم‌ترين بار و ماکزيمم راندمان اتصالی ممكن (joint efficiency) برای لايیهای مسطح را ایجاد میکند. در اين نوع اتصال ميزان برآمدگی زبانه 6.4 mm و عمق شيار 5 mm است.
فلنج با صفحهی اتصال رينگ (ring type joint facing flange): نحوهی اتصال اين فلنجها به اين صورت است که بر روی صفحهی هر فلنج يك محل رينگ تعبيه گرديده است به طوری كه وقتی دو فلنج روبروی هم قرار می‌گيرند يك رينگ بين آنها قرار گرفته و پس از محكم کردن فلنجها توسط پيچ و مهره اين رينگ تحت فشار قرار گرفته و باعث آببندی می‌شود. رينگهايی که بين دو فلنج قرار می‌گيرند دارای مقطع تخم مرغی (oval) و يا ٨ ضلعی (octagonal) می‌باشند. محل رينگ روی صفحهها ممكن است دارای کف مسطح و يا گرد باشد که رينگهايی با مقطع ٨ ضلعی برای کف مسطح مناسبترند.
فلنج ها با صفحه اتصال رينگی از ۴ مورد قبلی گران‌تر هستند ولي بازده‌ی آن ماکزیمم است، زيرا فشار داخلی سيال روی رينگها اثر کرده و باعث می‌شود که نيروی حائلی و ضدنشت را زياد کند و چون دو فلنج مقابل شبيه به هم هستند بنابراين اشكالات فلنج‌های نر و ماده را هنگام نصب ندارند و چون لايي زير صفحهی فلنج است صفحهی فلنج در موقع نصب و انتقال کمتر در معرض خراب شدن است. فلنجها با صفحهی اتصال رينگی در صنايع نفت و گاز و برای سيستمهای فشار و دمای بالا کاربرد دارند و در اين صنايع مقطع ٨ ضلعی بيشتر کاربرد دارد زیرا اين نوع رينگها تماس صفحهای ایجاد می‌کنند در صورتی كه رينگها با مقطع تخم مرغی تماس خطی ايجاد مینمايند.
دستهبندی فلنجها از نظر نوع اتصال به لوله عبارتند از:
فلنج كور (blind flange): از اين نوع فلنجها براي مسدود کردن انتهای سيستمهای لولهکشی و شيرها و منفذهای ظروف تحت فشار استفاده می‌شود. فلنج‌های کور از نظر فشار داخلی و بار بر روی پيچها نسبت به تمام فلنج‌های ديگر، تحت فشار بيشتری قرار می‌گيرند. در محلهايی كه درجه حرارت يا ضربه قوچ (water hammer) فاکتور مهمی است، به جای فلنج کور از ترکيب فلنج گردن‌دار جوشی و درپوش استفاده می‌شود.
فلنج گردن‌دار (گلودار) جوشی (welding neck flange): فلنج گردن‌دار در انتها دارای گردن (گلو) است و مشخصات آن در قسمت انتهای گردن با مشخصات لولهای كه به آن جوش می‌شود يكسان است (از لحاظ قطر و ضخامت). اين نوع فلنج دارای يك ناف مخروطی (tappered hub) است که ضخامت آن رفته رفته تا محل جوش لب به لب (butt weld) به لوله کم می‌شود و اين ناف باعث تقويت فلنج شده و در مواقع عملياتی نظير تنش زدايی و امتحان جوش با اشعه ايكس و يا گاما، صفحهی فلنج را از قسمت گرم شده دور نگه میدارد.
فلنج گردن‌دار برای فشارهای بالا و دماهای زير صفر و يا بسيار زياد کاربرد دارد و برای تمام سرويسها تا فشار 2500 psi قابل استفاده است و به طور کلی نصب اين نوع فلنجها دارای کم‌ترين هزينه است و برای مكانهايی كه تنش ضربهای، ارتعاشی و برشی زياد است توصيه می‌گردد.
فلنج روكار (اسليپان) (slip on flange): روش اتصال اين نوع فلنج به لوله به اين صورت است که لوله طوری داخل آن قرار می‌گيرد که به اندازهی ضخامت لوله به علاوه 1.6 mm تا3.2 mm لوله از صفحهی داخل آن فاصله داشته باشد و از داخل و خارج جوشكاری می‌گردد. از اين نوع فلنج برای سرويسهای معمولی استفاده می‌شود. نصب آن ساده است و برای بريدن لوله به طول معين دقت و تولرانس دقيق لازم نيست و هزينهی نصب آن از فلنج گردن‌دار کمي بيشتر است و مقاومت حساب شدهی آن تحت فشار داخلي 3/2 و مقاومت عمری آن تحت خستگی (fatigue) 3/1 فلنج فوق است.
فلنج روکار برای تمام فشارها موجود است ولی تحت استاندارد ASME استفاده از آن برای کلاس‌های 150 و 300 مجاز است و عموما برای جايی مناسب است که محل لازم برای فلنج گردن‌دار موجود نیست و جوش داخلی آن نسبت به فلنج گردن‌دار بيشتر خورده می‌شود.
فلنج لبه دار - لپ جوینت (lap joint flange): اين فلنج يك فلنج معمولي است که روی کفرینگ (stub end) ميی‌چرخد. لبهی برگشتهی لوله روی صفحهی فلنج قرار گرفته و انتهای ديگر آن با لوله به صورت لب به لب جوشكاری می‌شود، بنابراين در اين نوع فلنج مايع مستقيما با فلنج تماس ندارد. در اين نوع فلنجها چون فلنج روی کفرینگ می‌چرخد، سوار کردن و تراز کردن پيچها آسانتر است و عموما در سيستمهايی كه لوله از جنس فولاد ضد زنگ باشد از اين نوع فلنج استفاده می‌کنند، چون سيال با فلنج تماس ندارد. از این نوع فلنج برای لولههای جدار ضخيم و يا جدار نازك استفاده نمیشود و هزينهی آن از فلنج گردن‌دار بيشتر است.
كفرينگ (stub end): لولهای است که لبهی آن برگشته است و ابعاد آن مطابق استاندارد ANSI B 16.9 و يا MSS-SP-43 می‌باشد.
فلنج با جوش محفظه‌ای (socket weld flange): اتصال اين نوع فلنج به لوله از نوع جوش محفظه‌ای (socket weld) است و معمولا تا 2 اینچ ساخته می‌شود. از اين فلنج برای سيستم لولهکشی با فشار بالا و قطر کم استفاده می‌شود و هزينهی اوليهی آن از فلنج روکار بيشتر است و اگر در اين نوع فلنج از داخل نيز جوشكاری انجام گیرد، مقاومت استاتيكي آن معادل فلنج روکار است ولي مقاومت آن در مقابل خستگی 50% بيشتر از فلنج روکار است. اين نوع فلنجها به صورت تبديل نيز موجود هستند به طوری كه محل اتصال آن به لوله کمتر از اندازه اسمی فلنج است.
فلنج رزوهای (screwed flange): اين نوع فلنجها از داخل مطابق استاندارد دنده لولهها (NPT) رزوه شدهاند و فلنج بر روی لولهی رزوه شده سوار می‌گردد. البته درصورت لزوم و برای جلوگيری از نشتی، از بين رزوهها می‌توان پس از بستن لوله به فلنج، آنها را به هم جوش داد. مزيت اين نوع فلنج اين است که نياز به جوشكاری ندارد و عموما برای لولههای تا قطر 2 اینچ ساخته می‌شوند. اين نوع فلنجها به صورت تبديل نيز موجودند به طوری كه محل اتصال آن به لوله کمتر از اندازه اسمی فلنج است.
فلنج مهاركننده (anchor flange): اين نوع فلنج شبيه دو فلنج گردن‌دار به هم چسبيده و يك‌پارچه است و از دو طرف به لوله جوش شده و برای مهار خط لوله از حرکت طولی ناشی از فشار داخلی و اختلاف درجه حرارت استفاده می‌شود تا به سيستم و دستگاهها آسيب نرسد.
فلنج اريفيس (orifice flange): اين فلنج که ممكن است از نوع گردن‌دار باشد با صفحههای اريفيسی و متعلقات مربوطه برای اندازهگيری شدت جريان سيالات کاربرد دارد و بر روی رينگ اصلي فلنج، سوراخهای رزوهکاری شدهی شعاعی جهت اتصالات جوشی اندازهگيری و پيچهای اضافی که کار جك اسكرو را انجام میدهند، تعبيه شده است. معمولا اندازه سوراخها جهت اندازهگيری اتصالات 3/4ʺ و 1/2ʺ است.
صفحه اريفيس (orifice plate): همراه با فلنج‌های اريفيس از ورقهایی با مسير باز و يا بسته (orifice plate)، که برای کاهش فشار و يا مسدود کردن جريان کاربرد دارند، استفاده می‌شوند.
اسپد (spade)
اسپيسر (spacer): اين ورقها به صورت صفحههای دايرهای شکل همراه با يک بازو می‌باشند که بين دو فلنج فوق قرار می‌گيرد و جهت باز و بسته کردن مسیر عبوری سیال اریفیس فلنج مورد استفاده قرار میگیرند.
فلنج عينكي (سپكتيكال) (spectacle blinf flange): اين ورقها به صورت دو صفحهی دايرهای شکل هستند که به وسيلهی يک بازو متصل شدهاند. يکی از صفحات حالت بسته و ديگری دارای سوراخ می‌باشد که قطر آن بسته به سفارش است و از حالت بسته برای مسدود کردن مسير و از حالت ديگر برای باز کردن مسير و يا کاهش فشار استفاده می‌شود. قطعات ذیل متناسب با سطح فلنج ممکن است دارای سطح صاف و يا برآمده و يا نوع رينگی باشند و کلاس آن نيز متناسب با کلاس فلنج می‌باشد.
منبع: قیمت فلنج چشم انداز صنعت
