فلنج چیست؟
دسترسی سریع به محتوای مقاله
فلنج (Flange)؛ نوعی صفحه دیسک و شامل تعدادی سوراخ است که با استفاده از نوع کاربرد، از جنس آهن، مس و برنج ساخته می‌شود. این قطعه با نام بیرون بند نیز شناخته می‌شود. مهم‌ترین کاربرد فلنج، اتصال لوله، شیرآلات و قطعات مختلف به یکدیگر یا چسباندن آن‌ها به پمپ، شیر و ... است. مزیت اصلی استفاده از فلنج در اتصال قطعات نسبت به جوشکاری، قابلیت جداسازی آسان آن است؛ در حالی که در اتصالات جوشی، پس از جدا کردن قطعات، معمولاً نیاز به تعویض کامل اتصال وجود دارد.
انواع فلنج بر اساس نحوه اتصال به لوله کدام‌اند؟
فلنج‌ها معمولاً بر اساس شکل ظاهری و کاربرد و هم‌چنین نحوه اتصال لوله به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند که در ادامه به معرفی هر یک از آن‌ها خواهیم پرداخت.
- فلنج اسلیپون (Slip On Flange): این نوع فلنج، پرکاربردترین نوع آن است و به روش جوشی به لوله متصل می‌شود. قطر داخلی فلنج اسلیپون اندکی بیشتر از قطر خارجی لوله هم سایز خود بوده و برای اتصال، لوله در داخل آن قرار می‌گیرد و از درون و بیرون فلنج به وسیله جوشکاری به آن متصل می‌شود. فلنج اسیپون با استفاده از استاندارد ASME/ANSI B16.5 تولید می‌شود.
- فلنج گلودار جوشی (Weld Neck Flange): این نوع فلنج یک دهانه مخروطی بلند دارد که به لوله جوش داده می‌شود. فلنج گلودار جوشی از افت فشار، فرسایش و خوردگی فلزات در نزدیکی اتصالات فلنجی جلوگیری می‌کند. این قابلیت‌ها سبب شده تا از آن برای کاربردهای فشار بالا و دمای بالا یا پایین استفاده شود. فلنج گلودار نسبت به فلنج اسلیپون قیمت و ارتعاش بیشتری دارد.
- فلنج گلوبلند جوشی (Long Weld Neck Flange): این قطعه نسبت به فلنج گلودار، طول بلندتری دارد و بر اساس استانداردهایASME-B16.5 و ASME-B15.47 ساخته می‌شود. فلنج گلوبلند جوشی بیشتر به عنوان نازل بشکه یا ستون تقطیر به کار می‌رود.
- فلنج ساکت ولد (Socket Weld Flange): فلنج ساکت ولد که با عنوان فلنج جوشی سوکتی نیز شناخته می‌شود؛ با استفاده از یک جوش فیله‌ای از بیرون فلنج به لوله متصل می‌شود. استحکام خستگی این فلنج نسبت به فلنج‌های اسلیپون 50% بیشتر است.
- فلنج رزوه‌ای (Threaded Flange): طراحی فلنج‌های رزوه‌ای بسیار شبیه به فلنج اسلیپون است با این تفاوت که آن‌ها دارای رزوه مخروطی هستند. این طراحی سبب شده تا فلنج‌های رزوه‌ای برای استفاده در مواقعی که امکان جوشکاری کارگاهی وجود ندارد، به بهترین انتخاب تبدیل شوند.
- فلنج لپ جوینت (Lap Joint Flange): فلنج لپ جوینت از سطحی صاف برخوردار است و از نظر ظاهری به فلنج اسلیپون شبیه است. هم‌چنین این فلنج در مواقعی که به باز و بسته شدن مدام نیاز است، مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- فلنج کور (Blind Flange): این قطعه بر اساس استانداردهایAPI وASME B16.5 و ASME B16.47 ساخته می‌شود. در مرکز فلنج کور، سوراخی برای عبور سیال وجود ندارد و به همین سبب، برای بستن انتهای یک سیستم لوله‌کشی به کار می‌رود.
- فلنج اوریفیس (Orifice Flange): فلنج‌های اوریفیس غالباً برای اندازه‌گیری یا محدود کردن فشار یا جریان گازها و مایعات در خطوط لوله استفاده می‌شود. از سوراخ‌های موجود در این نوع فلنج برای اندازه‌گیری جریان سیال مایع یا گاز استفاده می‌کنند.
- فلنج کور عینکی (Spectacle Blind Flange): از فلنج کور عینکی برای کور کردن یا بستن خطوط لوله استفاده می‌شود. از آنجایی که این فلنج توانایی باز و بسته کردن جریان را دارد، جایگزین مناسبی برای ولوهای ایزولاسیون به شمار می‌رود.
انواع فلنج بر اساس سطح شامل چه مواردی است؟
فلنج‌ها علاوه بر کاربرد و نحوه اتصال به لوله، بر اساس سطح نیز در دسته‌بندی‌های مختلفی قرار دارند. این دسته‌بندی‌ها در ذیل ارائه شده است:
- فلنج سطح برجسته یا RF (Raised Face Flange): در این قبیل فلنج‌ها، سطح واشر بالای خط پیچ و مهره قرار گرفته است. سطح قسمت برجسته فلنج RF، در اکثر مواقع دارای شیارهای دایره‌ای هم مرکز یا مارپیچی است که عمق و تعداد آن‌ها بر اساس استاندارد تعیین می‌شود. فلنج RF با ایجاد فشار متمرکز دو فلنج روی سطح کوچک، استحکام آب‌بندی را بهبود می‌بخشد.
- فلنج رینگ جوینت یا RTJ (Ring Type Joint Flanges): فلنج RTJ، گزینه‌ای ایده‌آل برای ایجاد آب‌بندی بین دو فلنج به شمار می‌رود. این فلنج‌ها معمولاً برای دما و فشار بالا یعنی کلاس 600 و بالاتر از آن و دماهای بالاتر از 400 درجه سانتی‌گراد به کار می‌روند.
- فلنج با سطح صاف یا FF (Flange Face): فلنج FF که با عنوان فلنج فلت فیس نیز شناخته می‌شود، در ناحیه پیشانی از سطح صافی برخوردار است. این نوع فلنج معمولاً برای ساخت فلنج‌های چدنی ریختگی یا فولادی ساخته‌شده از ورق که در فشارهای کم کاربرد دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرد.
مهم‌ترین مشخصات فلنج
طبق استاندارد روی سطح فلنج اطلاعاتی ثبت می‌شود که نشان‌دهنده مشخصات آن است. این اطلاعات شامل موارد زیر است:
- نام تجاری تولیدکننده
- سایز اسمی فلنج
- کلاس یا میزان فشار قابل تحمل
- سطح مقطع فلنج
- ابعاد قطعه
- مواد تشکیل‌دهنده
- کد مربوط به عملیات حرارتی
- شماره تولید محصول
مروری بر مشخصات ابعادی فلنج
ابعاد فلنج یکی از مشخصات این قطعه است که پارامترهای مختلفی شامل سایز، کلاس و رده را پوشش می‌دهد. هر یک از این پارامترها تعریف مشخصی دارند که در ادامه به بررسی هر یک می‌پردازیم.
- سایز فلنج: پارامتر سایز فلنج به صورت قراردادی تعیین شده و قطر خارجی کف، قطر محل عبور سیال و قطر خارجی گلوی فلنج را مشخص می‌کند.
- کلاس فلنج: کلاس فلنج نمایانگر میزان تحمل فشار آن است. این کلاس در آیین‌نامه‌های متنوع، متفاوت اعلام می‌گردد.
- رده فلنج: رده فلنج که باید متناسب با لوله متصل به فلنج باشد، قطر داخلی قطعه و ضخامت دیوار را نشان می‌دهد.
آشنایی با جدول استاندارد فلنج‌ها
فرایند تولید فلنج، همانند سایر مقاطع فلزی، باید مطابق با ضوابط و مقررات مندرج در استانداردهای بین‌المللی انجام شود. در این استانداردها، فلنج‌ها بر اساس جنس مواد، روش تولید و میزان تحمل فشار در دسته‌بندی‌های مشخصی قرار می‌گیرند. در ادامه جدول استاندارد فلنج‌ها ارائه شده است.
مروری بر پرکاربردترین استانداردهای فلنج‌ها
- استاندارد ASME B16.5: طبق این استاندارد، فلنج‌های فولادی وآلیاژ‌های آن‌ها به کلاس‌های 150، 300، 400، 600، 900، 1500 و 2500 تقسیم می‌شوند. اعداد ذکرشده نمایانگر ماکزیمم فشار بر حسب PSI هستند و فلنج‌هایی که مطابق با این استاندارد تولید می‌شوند، قادرند حداکثر دمای مجاز را تحمل کنند.
- استاندارد ISO: در استاندارد ISO فشار اسمی بر حسب BAR نمایش داده می‌شود. هم‌چنین در این استاندارد، PN نمایانگر فشار تحمل فلنج‌های فولادی و آلیاژی است. به فرض مثال، نماد PN40 بدین معناست که فشار فلنج 40BAR است.
- استاندارد API: استاندارد API به رده‌های API 6B، API 6A و API 6BX تقسیم می‌شود. فشار فلنج‌هایی که طبق استاندارد API تولید می‌شوند، نسبت به استاندارد ANSI بیشتر است. کلاس‌بندی این گروه شامل 2000، 3000، 5000، 10000 و 15000 است.
نحوه اتصالات لوله با فلنج
اتصال لوله‌ها با فلنج یکی از روش‌های رایج در سیستم‌های لوله‌کشی صنعتی است که امکان ایجاد اتصالات محکم و قابل جداسازی بین لوله‌ها و تجهیزات را فراهم می‌کند. این روش به ویژه در سیستم‌هایی که نیاز به تعمیر و نگهداری دوره‌ای دارند، کاربرد فراوانی دارد. فلنج‌ها با پیچ و مهره به لوله‌ها متصل می‌شوند و بدون نیاز به برش یا جوش، قابلیت باز و بسته شدن آسان را فراهم می‌کنند. این ویژگی سبب محبوبیت فلنج و کاربرد گسترده آن در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی شده است.
انتخاب نوع فلنج در اتصالات لوله‌ها، در کارایی و ایمنی سیستم نقش حیاتی دارد. فلنج‌های جوشی برای کاربردهای سنگین و فشار بالا مناسب هستند. در حالی که انواع دیگری مانند فلنج رزوه‌ای و ساکت، هر کدام برای کاربردهای دیگری مناسب هستند. لازم به ذکر است که قیمت فلنج تا حد زیادی تحت تأثیر نوسانات بازار آهن قرار دارد.
اصلی‌ترین مزایای فلنج‌ها
به دلیل مزایای بیشتر اتصال لوله‌ها با فلنج نسبت به جوشکاری، فلنج از محبوبیت بالاتری برخوردار است. در ادامه به برخی از مهم‌ترین مزایای فلنج اشاره شده است.
- مقاومت بالا در برابر فشار و دما: انواع فلنج و به ویژه فلنج‌های فولادی، در برابر فشار و دما مقاومت بالایی از خود نشان می‌دهند. این مقاومت بالا سبب شده تا فلنج کاربردی گسترده در صنعت داشته باشد.
- سهولت اتصال و قابلیت جداسازی: نوع طراحی فلنج این امکان را فراهم می‌کند که اتصال‌ها بدون نیاز به برش یا جوشکاری، به راحتی باز و بسته شوند.
- امکان تعمیر و نگهداری آسان: فلنج‌ها به دلیل قابلیت جداسازی خود، برای تعمیر و نگهداری سیستم‌های لوله‌کشی و تجهیزات، گزینه‌ای مفید و ایده‌آل به حساب می‌آیند.
رایج‌ترین کاربردهای فلنج در صنایع
فلنج به دلیل طراحی منحصر‌به‌فرد و مزایای متعدد خود، نقش مهمی در برطرف کردن نیازهای مختلف صنعتی ایفا می‌کند. کاربردهای فلنج در صنایع مختلف عبارت‌اند از:
- ساخت محفظه خلأ
- اتصال دکل مخابراتی
- استفاده در تاسیسات هسته‌ای
- کاربرد در خط لوله انتقال مایعات
- به‌کارگیری در کپسول‌های آتش‌نشانی
- استفاده در تجهیزات بیمارستانی
- کاربرد در صنایع نفت و گاز
سؤالات متداول
- فلنج بر اساس سطح، شامل چه انواعی است؟
فلنج بر اساس سطح به سه دسته مختلف تقسیم می‌شود که عبارت‌اند از: فلنج سطح برجسته (RF)، فلنج رینگ جوینت(RTJ) و فلنج با سطح صاف(FF) .
- رایج‌ترین استانداردهای فلنج چیست؟
فلنج نیز مانند سایر مقاطع فلزی طبق ضوابط و مقررات مندرج در استانداردهای بین‌المللی ساخته می‌شود. رایج‌ترین این استانداردها شامل ASME B16.5 و ISO و API است.
- فلنج چه مزایایی دارد؟
سهولت اتصال و قابلیت جداسازی، مقاومت بالا در برابر فشار و دما و امکان تعمیر و نگهداری آسان، از جمله مزایای مهم فلنج به شمار می‌روند.
