فلنج

فلنج ها

فلنج گونه ای از اتصال دهنده های لوله ها ، شیرآلات و دستگاه به یکدیگر می باشد ، این قطعات از جمله اتصالاتی هستند که خطوط لوله انتقال(باهرنوع سیال) را به یکدیگر متصل کرده، همچنین شیرآلات را به لوله های جوش داده شده ،مرتبط می سازند، فلنج ها قابل تامین شرکت پارس اکسین در سایزها مختلف با متریال گوناگون و تحت استاندارد های مختلف از کلاس 150 به بالا می باشد.

انواع فلنـــــــج

انواع فلنج  همانطور که قبلا شرح داده شد پر مصرف ترین انواع فلنج اشاره شده در استاندارد ASME B16.5 عبارتند از : گردن (گلو) دار و اسلیپان ، ساکت ولد، لپ جوینت، رزوه ای، و فلنج کور. در متن زیر شما با یک شرح و تعریف کوتاه به همراه یک عکس از هر یک از انواع فلنج آشنا خواهید شد.

فلنج اسلیپان (Slip On Flange)

نیروی مقاومت محاسبه شده یک فلنج اسلیپان، تحت فشار داخلی ، ⅔ فلنج های گلو دار جوشی بوده که این عمر تحت شرایط خستگی به ⅓ تقلیل می یابد.

اتصال فلنج با لوله توسط  2 جوش فیلت صورت میگیرد آنچنانکه فلنج ازبیرون جوش میشود از داخل نیزجوشکاری میشود.  مقدار X در در تصویر تقریبا به اندازه ضخامت دیواره لوله به اضافه 3 میلیمتر میباشد.حفظ این فاصله جهت جلوگیری از آسیب به سطوح حساس فلنج در هنگام جوشکاری الزامیست.

از معایب این فلنج 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 وموجب لغزش بر روی فلنج میگردند.

فلنج اوریفیس

فلنج رزوه ای ( Threaded Flange)

فلنج رزوه ای که گاهی با عنوان دنده ای نیزاز آن نامبرده میشود برای شرایط ویژه به همراه مزیت اصلی آن که قابل اتصال بودن بدون عملیات جوشکاری میباشد استفاده میگردد. البته گاهی اوقات جهت مطمئن بودن از آب بندی یک پاس جوش آب بندی نیز به همراه آن استفاده میشود.

اگر چه فلنج ها در بیشتر سایزها و فشار های مختلف موجود هستند اما اتصالات رزوه ای امروزه تقریبا در سایز های کوچک استفاده میگردند.

فلنج یا اتصالات رزوه ای برای سیستم های لوله کشی که در آن از لوله های نازک استفاده میگردد مناسب نیستند زیرا رزوه کاری روی لوله های نازک ممکن نیست. بدینسان لوله های دیواره ضخیم میباید انتخاب شوند…   ضخیم چیست ؟

استاندارد ASME B31.3 که راهنمای لوله کشی است در این رابطه بیان میکند:

جایی که لوله رزوه شده برای سرویس کاری بخار و برای فشاربیش از 250 PSI و یا برای سرویس کاری آب بیش از 100 PSI با دمای بالای 220° F استفاده میگردد لوله باید از نوع بدون درز و ضخامت لوله میباید حداقل برابر رده 80 (Sch 80)  مطابق استاندارد ASME B36.10 انتخاب گردد.

فلنج رزوه ای

فلنج رینگی

فلنج عینکی

فلنج کور

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 پذیر ترین نوع فلنج میباشد.

هر چند بیشتر این تنش ها بصورت خم شدگی در محدوده مرکز فلنج اعمال میگردد ولی از آنجا که استانداردی برای قطر داخلی فلنج وجود ندارد این فلنج ها برای کاربرد در فشار و دما های بالاتر مناسب هستند.

فلنج گلودار جوشی(Welding Neck Flange)

فلنج های گلو دار جوشی از ناف مخروطی شکل شان بسادگی قابل تشخیص میباشند. که این ناف های مخروطی با شیب ملایمی به دیواره لوله یا اتصالات مربوطه جوش میگردند. این نافی به ظاهرساده مخروطی شکل نسبتا بلند، موجب استحکام و تقویت کارایی فلنج در کاربردهای متعدد درگیر با فشارهای بالا، درجه دما های زیر صفر ویا حرارت های بالا میباشد.

تغییر شکل ملایم ضخامت فلنج و انطباق این ضخامت با دیواره های لوله یا اتصالات ، متاثراز وجود همین نافی مخروطی شکل میباشد  که  در شرایط  خمش های تکراری حاصل ازانبساط  خط و نیرو های ناپایدار دیگر، بی نهایت سودمند است.

داخل قسمت مخروطی شکل این فلنج ها طوری ماشینکاری می شوند که با قطر داخلی لوله یا اتصالات دیگرهم اندازه بوده و بصورت کاملا منطبق و بنحوی جفت شوند که در محل جوشکاری لبه فلنج با لوله هیچگونه برآمدگی و مانعی برای عبور جریان  ایجاد نشود؛ این عمل از برخورد سیال با برآمدگی های احتمالی ناشی از جوشکاری  و تلاطم جریان سیال جلوگیری نموده و باعث کاهش سایش و خوردگی داخل خطوط لوله میگردد. نافی مخروطی شکل فلنج ها گذشته از عمل توزیع تنش های موجود باقیمانده در خط لوله ، امور مربوط به آزمون های رادیوگرافی برای کشف و ردیابی ترک ها را نیز تسهیل می کنند.

این نوع فلنج ها بوسیله یک جوش پرقدرت تمام نفوذی V شکل به لوله و یا اتصالات جوش داده می شوند. (شکل 1)

فلنج گلودار بلند

فلنج لپ جوینت (کف رینگ)

فلنج های لپ جوینت (کف رینگ)اگر چه همگی دارای ابعاد متعارف  مانند دیگر فلنج ها ی نامبرده در این صفحه بوده ولی این نوع فلنج دارای برجستگی سطح واشر نمیباشد. مورد استفاده فلنج لپ جوینت در ارتباط با “ته کوب” Stub Ends (شکل زیر)

فلنج  لپ جوینت تقریبا مشابه فلنج اسلیپان بوده با این تفاوت که در محل برخورد سطح برجستگی جای واشر با داخل سوراخ یک پخ قوسی (R) وجود دارد که جهت انطباق قسمت نشیمنگاه فلنج کف رینگ با “ته کوب” Stub End طراحی شده است.

1. فلنج کف رینگ
2. ته کوب (Stub End)
3. لب جوش
4. شعاع (پخ (R
5. لوله یا اتصال

فابلیت نگهداری فشار در فلنج لپ جوینت کم میباشد، اما بهتر از فلنج اسلیپان میباشد و طول عمر خستگی برای مونتاژ فقط  فلنج گلو دار جوشی میباشد. همچنین ممکن است آنها برای تمام فشار ها بکار روند و در تمامی اندازه ها موجود میباشند. فلنج های لپ جوینت فقط بر روی لوله ها میخوابند و جهت اتصال بصورت مستقیم به لوله بسته و یا جوش نمیشوند. طریقه بستن فلنج لپ جوینت بدین صورت است که فشار پیچ ها به گسکت بوسیله فشار فلنج در برابر رینگ لبه لوله (Stub End) انجام میشود.

مزیت های قطعی و ویژه فلنج های لپ جوینت (کف رینگ)

• آزادانه بدور لوله ولوازم جانبی و اتصالات میچرخند که این چرخش براحتی امکان تنظیم نمودن سوراخ های فلنج را با فلنج مقابل آن فراهم میکند.
• نداشتن تماس سیال داخل لوله با فلنج کپ جوینت اغلب اجازه استفاده از فلنج های کربن استیل ساده و ارزان قیمت به همراه لوله های استینلس استیل گران قمیت را فراهم میکند.
• در سیستم هایی که به سرعت ساییده و خورده میشوند فلنج ها از خوردگی مصون مانده و قابل استفاده مجدد میباشند.

تَه کوب (Stub End)

• یک ” تَه کوب” ((Stub End همیشه با یک فلنج کف رینگ (Lap Joint Flange) به عنوان یک فلنج پشتیبان استفاده میگردد.
• ته کوب یکی از اتصالات فلنج بوده که در فشارهای پایین و و غیر حساس کاربرد دارد و یکی از شیوه های ارزان بند و بست فلنج ها میباشد. همانطور که گفته شد در سیستم های لوله کشی استینلس استیل، برای مثال یک فلنج کربن استیل می تواند بکار گرفته شود زیرا آنها با سیال تماس پیدا نمیکنند.
• ته کوب ها Stub Ends تقریبا در همه سایز های لوله در دسترس میباشند. ابعاد و رواداری های ابعادی Stub Ends ها در استاندارد ASME B.16.9 شرح داده شده اند. و ته کوب های سبک وزن مقاوم در برابر خوردگی در استاندارد MSS SP 43 تعریف شده اند.

فلنج لبه دار

فلنج جوشی ساکت (Socket Weld Flange)

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 میباشد.

اتصال با لوله درفلنج های ساکت ولد با یک بار جوش فیلت و از بیرون انجام میگیرد اما قبل از جوشکاری یک فاصله باید بین فلنج یا اتصالات با لوله ایجاد شود. استانداردASME B31.1 1998  در مورد آماده سازی برای جوشکاری (E) مونتاژ ساکت ولد ها میگوید:

در مونتاژ اتصالات قبل از جوشکاری لوله ابتدا باید بصورت کامل وارد محفظه اتصال شده و سپس باید تقریبا مقدار یک 1.5 میلیمتر (یک شانزدهم اینچ) به عقب کشیده شود بطوری که فاصله گفته شده لبه لوله با کف اتصال حفظ گردد. مقصود از ایجاد این فاصله انبساطی کاهش پسماند تنش های جوشکاری که معمولا در ریشه جوش ایجاد میشود میباشد..( توضیحات بیشتر درقسمت اتصالات ساکت ولد درج گردیده است.)

مقدار X در تصویر مربوطه نمایش داده شده است

1. فلنج
2. جوش فیلت
3. لوله یا اتصالات
4. X فاصله انبساطی

از معایب فلنج ساکت ولد همین” فاصله انبساطی” است که باید ایجاد شود . در سیستم های لوله کشی استینلس استیل که محتوی سیال خورنده میباشند این فاصله مشکل خوردگی ایجاد مینماید که در بعضی از جاها استفاده از فلنج ساکت ولد مجاز نمیباشد. من تخصصی در مهندسی خوردگی ندارم ولی با مراجعه به اینترنت شما میتوانید بسیاری از اطلاعات مربوط به مشکلات انواع خوردگی را پیدا کنید.

همچنین از معایب فلنج ساکت ولد اصولا همان معایب مترتب به فلنج اسلیپان نیز میباشد. یعنی میباید اصولا ابتدا لوله جوشکاری شده و سپس نسبت به تنظیم اتصلات و نصب آن اقدام نمود.

فلنج نازل