عملکرد اصلی فلنج لوله چیست؟
انواع فلنج فلزی در اتصالات لوله‌کشی برای استحکام بخشیدن به محل اتصال اجزای مختلف سیستم، به‌وسیله پیچ‌ومهره و یا جوش استفاده می‌شوند. فلنج فلزی (Flange Connections) در سیستم لوله‌کشی صنعتی، خصوصاً برای لوله‌های تحت‌فشار، اتصالی مستحکم و ایمن با سایر اجزا را فراهم می‌کند. همچنین انواع فلنج فلزی برای اتصالات لوله‌های سایز بزرگ به شیرها، سایر اتصالات لوله، مخازن و تانکر‌ها، و یا بستن انتهای سیستم ضروری هستند.
با دانستنی‌های آهن نرخ در مورد اتصالات فلنج و انواع فلنج فلزی بیشتر بدانید.
آشنایی با عملکرد انواع فلنج در پایپینگ تأثیر قابل‌توجهی در افزایش بهره‌وری تأسیسات و سیستم‌های لوله‌کشی دارد.
در این مقاله می‌خوانیم:
- فلنج چیست؟
- انواع فلنج فلزی و عملکرد آنها
- فلنچ با قطر بزرگ چیست و چگونه عمل می‌کند؟
فلنج چیست؟
فلنج به برآمدگی‌های خارجی یا داخلی در لبه‌های محل اتصال اشیا به یکدیگر گفته می‌شود که با روش‌های مختلف، اتصال را استحکام می‌بخشند. این قطعه برای سرعت‌بخشیدن به عمل اتصال، کمک مؤثری است و همچنین می‌تواند مفصل‌های محکمی در محل اتصالات فراهم کند. به‌این‌ترتیب با کمک فلنج در عین تثبیت؛ هدایت حرکات در محل اتصالات بسیار آسان می‌شود.
در لوله‌کشی؛ اتصالات فلنجی با استفاده از پیچ‌ومهره، و قطعه‌‌های واشر مستحکم می‌شوند و اطمینان از عدم نشت یا شکستگی را تضمین می‌کنند. امکان جوش در محل اتصالات لوله با فلنج فلزی کیفیت استحکام اتصال را بالا می‌برد. استفاده از فلنج فلزی در فواصل از پیش تعیین شده خطوط لوله که نیاز به تعمیر و نگهداری مستمر دارند، کیفیت سیستم را تضمین می‌کند.
فلنج‌ها، واشرها و پیچ‌ومهره‌ها به هم می‌رسند تا یک اتصال فلنجی کارآمد را ایجاد کنند. هر اتصال فلنج فلزی از سه جزء مجزا اما مرتبط با هم تشکیل می‌شود که شامل فلنج و واشر، با پیچ‌ومهره است.برای دستیابی به یک اتصال فلنج ضد نشت، کنترل‌های خاصی در انتخاب و نحوه استفاده همه این عناصر موردنیاز است.
رایج‌ترین فلنج فلزی مورداستفاده در تأسیسات ساختمانی، و لوله‌کشی صنعتی عبارت‌اند از:
- فلنج رزوه‌ای یا دنده ای Threaded Flange
- فلنج گلودار Weld Neck Flange
- فلنج اسلیپون Slip on Flange
- فلنج کور Blind Flange
- فلنج ساکت ولد Socket Weld Flange
- فلنج لپ جوینت Lap Joint Flange
انواع فلنج فلزی در اتصالات لوله‌کشی به طور گسترده در محیط‌های صنعتی، تجاری و تأسیسات ساختمانی استفاده می‌شود. فلنج فلزی در طیف وسیعی از سبک‌ها و درجه‌بندی‌ها، برای بهره‌وری در لوله فولادی ضدزنگ و تحت‌فشار استفاده می‌شود. وزن فلنج‌های فلزی از ۷۰ تا ۱۲۰۰ کیلوگرم در هر ۲/۵ سانتی‌متر مربع یا هر اینچ مربع رتبه‌بندی می‌شوند.
اندازه فلنج:
برای انتخاب فلنج فلزی مناسب لازم است به ابعاد و اندازه فلنج برای تناسب با سایر اجزای سیستم توجه ویژه داشته باشید. همچنین برای اطمینان از اندازه ایدهال، به نحوه تماس فلنج با واشرها و لوله‌ها توجه کنید.
در زیر برخی از ملاحظات ابعاد استاندارد فلنج فلزی وجود دارد:
- قطر خارجی
- اندازه سوراخ اسمی
- قطر داخلی
- قطر دایره پیچ فلنج
- ضخامت فلنج
- اندازه لوله
این عوامل ابعادی در اتصالات فلنج ممکن است هنگام تعمیر و نگهداری یا به‌روزرسانی سیستم‌های لوله‌کشی مفید باشند.
جنس فلنج:
رایج‌ترین نوع فلنج فلزی در بازار، فلنج لوله فولادی کربن فورج است. فلنج‌های ساخته شده از فولاد ضدزنگ، آلومینیوم، چدن و برنز نیز در دسترس هستند. فلنج‌های ساخته شده از فلزات ویژه مانند فلنج کروم – مولی، فلنج اینکونل و فلنج مونل نیز برای مصارف خاص موجود هستند.
عامل مهم در تعیین مواد مورداستفاده در ساخت فلنج فلزی نوع کاربرد صنعتی و همچنین نوع سیستم‌های لوله‌کشی است. همچنان که هماهنگی سایز لوله مانیسمان و مشخصات فنی برای سیستم لوله‌کشی کارآمد ضروری است، همخوانی جنس فلنج با لوله دوام سیستم را تضمین می‌کند. با استفاده از فلنج فلزی ویژه برای کاربرد در خط تولید و تأسیسات صنعتی مختلف، در درازمدت سیستم‌ها قوی و بادوام خواهند بود. بااین‌حال، در بیشتر موارد، فلنج فلزی از همان مواد اولیه لوله‌ها ساخته می‌شود.
انواع فلنج فلزی و عملکرد آنها
استانداردهای ASME یا ASTM رایج‌ترین معیار سنجش کیفیت انواع فلنج فلزی هستند. ویژگی‌های ساختاری یک فلنج خاص تأثیر قابل‌توجهی بر نحوه عملکرد آن در انواع تنظیمات صنعتی خواهد داشت. استانداردهای لوله مانیسمان با طیف گسترده‌ای از کاربرد و درجه‌بندی تحمل فشار، نیاز به فلنج‌هایی هماهنگ دارند.
فلنج رزوه‌ای یا دنده ای Threaded Flange:
اتصالات فلنجی رزوه‌ای دارای رزوه داخلی هستند که امکان محکم شدن لوله را از طریق پیچیدن فراهم می‌کنند. برای اتصال به فلنج رزوه‌ای تنها نیازمند رزوه هماهنگ در دهانه خارجی لوله هستید. فلنج فلزی رزوه‌ای به‌راحتی نصب می‌شود، اما برای فشار یا دمای بالا مناسب نیست. کیفیت اتصال در فلنج رزوه‌ای ارتباط مستقیم با شیارهای رزوه در هر دو قطعه دارد که پیچشی مستحکم درون فلنج فلزی را فراهم می‌کند.
فلنج گلودار weld neck Flange:
فلنج گلودار یکی از رایج‌ترین اتصالات فلنجی مورداستفاده در خطوط لوله‌کشی صنعتی تحت‌فشار و دمای بالا است. برای اتصال فلنج فلزی گلودار نیازمند عملیات جوش لب‌به‌لب فلنج با لوله هستید، و امکان مانور عالی در اتصالات منحنی را دارید. این نوع فلنج فلزی گردن جوش دارای تحمل تنش خمشی بالا در سیستم‌های لوله‌کشی با انحناهای مختلف و زیاد است.
فلنج اسلیپون Slip on Flange:
اتصالات فلنجی اسلیپون برای تمام سایزها امکان اجرای مستحکم اتصال در فضاهای محدود را به‌خوبی فراهم می‌کنند. فلنج فلزی اسلیپون بدون لبه بیرونی، تنها حلقه‌ای با دهانه سوراخ به سایز لوله است که با جوش فیلر یا پرکن، به دو طرف لوله‌ها محکم می‌شود. به دلیل نیاز به‌دقت بالا هنگام جوش فیلر، اجرای فلنج فلزی اسلیپون به لحاظ فنی نیاز به توجهات بیشتری دارد.
فلنج کور Blind Flange:
اتصالات فلنجی کور صفحاتی مسطح هستند که به فلنج لوله دیگری به‌منظور جداسازی یا خاتمه بخشی از لوله‌کشی پیچ می‌شوند. در دسته‌بندی انواع فلنج فلزی در اتصالات لوله‌کشی، از فلنج کور برای پوشش یا آب‌بندی انتهای لوله، شیر و ورودی یا خروجی مخزن استفاده می‌شود. مهم‌ترین کاربرد فلنج کور برای مسدودکردن بخش‌هایی از انتهای خطوط لوله است که احتمال گسترش لوله‌کشی را در آینده دارند. به این صورت با فلنج فلزی دسترسی دوباره به مسیر آزاد لوله یا ادامه دادن سیستم، ساده و امکان‌پذیر خواهد بود.
فلنج کور بیش از هر فلنج فلزی دیگری تحت‌فشار است؛ زیرا وظیفه اصلی آن محدودکردن فشار لوله است. تعمیر و نگهداری انواع اتصالات لوله، و تعمیرات روی خط لوله بدون فلنج کور با چالش روبرو خواهد شد. همچنین خطوط لوله‌کشی را با فلنج کور بسیار مقرون‌به‌صرفه‌تر می‌توانید آب‌بندی کنید. فلنج‌های کور اغلب در صنایع پتروشیمی، خدمات عمومی و تصفیه آب، مورداستفاده قرار می‌گیرند.
فلنج ساکت ولد Socket Weld Flange:
اتصالات فلنجی ساکت جوشی شامل حفره‌ای ساده با یک لبه در پایین است که این فلنج فلزی را با جوش به لوله متصل می‌کند. نحوه اتصال لوله به فلنج فلزی به این صورت است که لوله در حفره کاشته می‌شود و با جوش فیلر یا پرکن، در مقابل شانه مستحکم می‌گردد. این فلنج فلزی ساکت جوشی برای لوله‌های کم‌فشار با قطر کم استفاده می‌شود، و کیفیت آب‌بندی بالایی را فراهم می‌نماید.
فلنج لپ جوینت Lap Joint Flange:
اتصالات فلنجی لپ جوینت شامل دو قسمت است؛ فلنج اصلی و فلنج پشتی یا فلنج فرعی. از این فلنج فلزی مفصلی برای فضای اجرایی کم و محدود در خطوط لوله‌کشی استفاده می‌کنیم. انتهای لوله به قسمت فرعی جوش داده می‌شود. در اتصال فلنج فلزی لپ جوینت؛ فلنج پشتی دارای سوراخ‌هایی برای متصل شدن به فلنج دیگر است، فلنج پشتی روی محور و دور لوله می‌لغزد.
برای اتصال فلنج لپ جوینت به انتهای لوله؛ با استفاده از جوش لب‌به‌لب از طریق جوشکاری فیلر یا پرکن، اتصال مستحکم می‌شود. این طراحی امکان جداسازی قطعات را در فضاهای تنگ راحت‌تر فراهم می‌کند. فلنج مفصلی لب‌به‌لب برای اتصالات سیستم‌های لوله‌کشی که نیاز به تعمیر و نگهداری مداوم دارند، گزینه بسیار مناسبی است. این نوع فلنج فلزی عملیات جداسازی را نسبت به سایر فلنج‌ها ساده‌تر و سریع‌تر فراهم می‌کند.
فلنج با قطر بزرگ چیست و چگونه عمل می‌کند؟
فلنج‌های قطر بزرگ نه‌تنها برای اتصال لوله‌های با سایز بسیار بزرگ استفاده می‌شوند، بلکه برای اتصال به مهم‌ترین شیرآلات صنعتی در تأسیسات کارخانجات حیاتی هستند. فلنج با قطر بزرگ در صنایعی مانند واحدهای مهندسی، صنایع غذایی، صنایع نفت و گاز، تولید برق، صنایع سیمان و سیمان‌سازی نقش کلیدی دارد. توجه به محوری بودن نقش بازرسی مستمر در تعمیر و نگهداری سیستم‌های بزرگ لوله‌کشی؛ مشخص می‌کند فلنج با قطر بزرگ چیست و چگونه عمل می‌کند.
فولاد کربنی رایج‌ترین ماده‌ای است که برای ساخت فلنج فلزی با قطر بزرگ استفاده می‌شود. بنابراین، انواع فلنج با قطر بزرگ معمولاً از فولاد کربنی که به طور کامل آهنگری شده و سطوحی که ماشین‌کاری شده‌اند، ساخته می‌شوند. فلنج فلزی با قطر بزرگ هم با انواع لبه برجسته، و هم با انواع حلقه‌ای ساخته می‌شوند. در سیستم‌های لوله‌کشی با سایز بزرگ معمولا از سه نوع فلنج فلزی استفاده می‌شود: فلنج گلودار با قطر بزرگ، فلنج اسلیپون و البته فلنج کور.
چه نوع فلنج هایی برای ساخت فلنج سایز بالا مناسب است؟
انواع فلنج لپ جوینت و فلنج اسلیپون، انتخاب‌های رایج فلنج فلزی با قطر بزرگ هستند، اما نوع کاربرد و محدوده عملیات اجرایی نحوه جوشکاری را تعیین می‌کند. بنا بر موقعیت؛ برای استحکام اتصالات در لوله‌های سایز بزرگ گاهی نیاز به جوشکاری صاف و گاهی جوش لب‌به‌لب وجود دارد. اما در اتصالات فلنج‌های با قطر بزرگ تقریباً هر فلنج فلزی با عایق‌بندی و پوشش مستحکمی همراه است تا از نشت خط لوله جلوگیری کند. در خانواده فلنج فلزی با قطر بزرگ؛ فلنج‌های گردن جوش در مقایسه با فلنج با جوشکاری مسطح، بیشتر مناسب کاربردهای فشار بالا هستند.
فلنج فلزی حلقه ساده یا همان فلنج اسلیپون برای تنظیمات کم‌فشار مناسب است. مطابق با استاندارد ASME فلنج فلزی لب‌به‌لب با جوش فیلر یا جوش پرکن برای شرایط دما و فشار بالا مناسب است. انواع فلنج فلزی در اتصالات لوله‌کشی با قطر بزرگ به طور گسترده در صنعت برق بادی، آب و فاضلاب، صنایع شیمیایی و ماشین‌سازی استفاده می‌شوند.
مزایای فلنج فلزی با قطر بزرگ:
- فلنج فلزی با قطر بزرگ که به‌درستی نصب شده باشد در برابر خوردگی بسیار مقاوم است.
- به دلیل سهولت نصب، می‌توانید از فلنج فلزی با قطر بزرگ مناسب در هر محیطی استفاده کنید.
- سطح آب‌بندی در فلنج فلزی سایز بزرگ، گسترده است و این خصوصیت اتصال آنها را حتی در زیر آب تسهیل می‌کند.
- استفاده از واشرهای آب‌بندی الاستومری برای اتصال فلنج فلزی قطر بزرگ، عمر این فلنج‌ها را حداقل تا ۵۰ سال افزایش می‌دهد.
- فلنج فلزی با قطر بزرگ که از کیفیت ساخت بالا برخوردار است؛ محافظت طولانی‌مدت در برابر خوردگی، سایش و ضربه را ارائه می‌دهد.
