فلنج چیست؟ و چه کاربردی دارد؟

فلنج فولادی برای اتصال لوله‌ها، شیرها، پمپ‌ها و سایر تجهیزات لازم جهت تشکیل یک سیستم لوله کشی استفاده می‌شود. در واقع روش‌های زیادی به منظور اتصال لوله و تجهیزاتی مانند پمپ، لرزه گیر و… وجود دارد که یکی از این روش‌ها اتصالات فلنجی است.
کارخانه‌های زیادی در ایران مشغول تولید فلنج فولادی هستند که جنس این فلنج‌ها معمولا از فولاد و آلیاژهای آن و یا از چدن است. فلنج‌‌ها عموما جوشی یا پیچی هستند.
اتصالات فلنجی با پیچ و مهره دو فلنج به وسیله یک واشر بین آن‌ها جهت ایجاد مهر و موم ایجاد می‌شود. در ادامه این مقاله از وبلاگ آهن اسپات درباره انواع فلنج و کارخانجات تولیدکننده آنها صحبت خواهیم کرد.

انواع فلنج فولادی و کاربرد آنها

فلنچ (Flange) قطعه یا صفحه دیسکی شکلی است که بر روی آن سوارخ‌هایی وجود دارد که معمولا به صورت جفتی عرضه می‌شوند. فلنج‌ها به کمک پیچ و مهره یا گسکت دو قطعه را به یکدیگر متصل می‌کنند. فلنج‌ها از پرکاربردترین اتصال دهنده لوله، شیرآلات و قطعات به یکدیگر هستند. در ادامه با انواع فلنج آشنا می‌شوید.

1. فلنج فولادی با سطح ساده لغزشی

در این فلنج‍ها هنگامی که اتصال انجام شود، سطح دو فلنج مورد استفاده باید صاف باشد. کاربرد اصلی آن برای زمانیست که در سیستم از دو فلنج استفاده کنیم و یا اتصالات آبی که به وسیله ریخته‌گری ساخته شده است.

معمولا فلنج‌های چدنی و یا فولادی که در فشارهای کم کاربرد دارند از این نوع ساخته می‌شوند. طبق استانداردهای فلنج وقتی فلنج سطح ساده درست شده به وسیله قالب‌های آهنی به فلنج‌های فولاد کربنی متصل شود، باید فلنج‌های سطح برجسته حذف شوند.

2. فلنج فولادی نر و ماده

این فلنج حتما باید به صورت جفتی ساخته شود. سطح یکی از فلنج‌ها دارای برآمدگی و سطح دیگر دارای تو رفتگی است. بنا به موقعیت استفاده شده، سطح تورفتگی و برآمدگی با نسبت‌های خاصی طراحی می‌شود که معمولا 16/3 اینچ عمق تو رفتگی و سطح ماده دارای 4/1 اینچ برآمدگی است. استفاده از فلنج‌های نر و ماده را می‌توان در پوسته مبدل حرارتی به کانال و پوشش فلنجی مشاده کرد.

3. فلنج گردن جوشی

فلنج‌های لوله گردن جوشی به وسیله جوش کاری به گردن لوله متصل می‌شوند. این کار امکان انتقال تنش از فلنج گردن جوشی به لوله را فراهم می‌کند و همچنین باعث کاهش تمرکز تنش بالا در پایه‌های فلنج‌های گردن جوشی می‌شود.

فلنج‌های لوله جوشی اغلب برای کاربردهای فشار بالا استفاده می‌شوند. قطر داخلی یک فلنج لوله گردن جوشی به صورت ماشین‌کاری است. که با قطر داخلی لوله یک فلنج لوله گردن جوشی  به صورتی ماشین کاری می شود که با قطر داخلی لوله مطابقت داشته باشد.

4. فلنج کور

در فلنج کور یک صفحه گرد کاملا بسته که در انتهای مسیرهای لوله کشی و مسیرهای دارای فشار به کار می رود. این نوع فلنج و به همراه پیچ های آن فشار بیشتری نسبت به فلنج های دیگر تحمل می کند که بیشترین فشار به وسط فلنج گلوله دار و جوشی استفاده می کنند.

5. فلنج لپ جوینت

فلنج لپ جوینت اغلب برای اتصالات ته کوب (stub end) استفاده می شوند. لوله معمولا به انتهای stub جوش داده می شود و فلنج لوله لب جوینت می‌تواند با آزادی حول انتهای stub چرخش کند.

مزیت کار این است که نگرانی به خاطر تنظیم سوراخ‌های پیچ‌ها وجود نخواهد داشت. فلنج‌های لپ جوینت اغلب برای کاربردهایی که نیاز به بازو بسته کردن مکرر دارند، استفاده می‌شوند.

6. فلنج رزوه‌ای

فلنج رزوه‌ای مشابه فلنج‌ای لغزشی هستند، با این تفاوت که داخل سر فلنج رزوه‌های مخروطی است. فلنج‌های رزوه‌ای به لوله‌های دارای رزوه خارجی متصل می‌شوند. مزیت این فلنج‌ها این است که می‌توانند بدون جوش متصل شوند. فلنج‌های رزوه‌ای اغلب برای قطرهای کوچک و فشارهای کم استفاده می‌شوند.

7. فلنج جوشی سوکتی

فلنج‌های لوله جوشی سوکتی به طور معمول در اندازه‌های کوچک‌تر و برای لوله‌های فشار بالا استفاده می‌شوند. این کار امکان ایجاد یک سوراخ صاف و جریان بهتر مایع و یا گاز در داخل لوله را فراهم می کند.

8. فلنج روکار

از این فلنج برای تمام فشارها می توان استفاده کرد و لازمه استفاده در فشارهای 150 و 300 است و جوش داخلی آن نسبت به دیگر فلنج ها از جمله گرد دندانه دار بیشتر است.
کاربرد این فلنج در سیستم‌های معمولی است چون نصب آن ساده است ولی مقاومت آن هم در فشار داخلی و هم در برابر خستگی کمتر از فلنج گردن دار است.

9. فلنج حلقه مشترک

در این نوع فلنج ها ممکن است در داخل آن دارای سطح برجسته ای با حلقه های ماشینی شیاردار باشد. فلنج حلقه مشترک معمولا در فشار معمولا در فشار های بالا و در سرویس های بالای دما، دمای بالاتر از 800 درجه فارنهایت مورد استفاده قرار می گیرد. این فلنج بار اضافی فراتر از تنش پیچ را نمی تواند تحمل کند و در غیر این صورت ممکن است باعث درهم شکستن واشر شود.

مواد مورد نیاز برای ساخت فلنج فولادی

فلنج‌های لوله در تمام مواد مختلف مانند فولاد ضدزنگ، چدن، آلومینیوم، برنج، برنز، پلاستیک و… تولید می‌شوند، اما بیشترین مواد مورد استفاده در آن، فولاد کربن فورج و سطوح ماشینکاری شده است.
علاوه بر این گاهی اوقات از فلنج‌ها مانند اتصالات و لوله‌ها برای اهداف خاصی به صورت داخلی با لایه‌هایی از مواد با کیفیت کاملا متفاوت مانند خود فلنج‌ها مجهز می‌شوند که “فلنج‌های خط دار” هستند.

جنس فلنج اساسا در هنگام انتخاب لوله در نظر گرفته می‌شود. در اغلب موارد فلنج را از همان جنس لوله انتخاب می‌کنند.
تمام فلنج‌های مورد بحث در آهن اسپات تحت استانداردهای ASME en ASTM قرار می‌گیرند. استاندارد ASME B16.5 ابعاد، ظرفیت و… و استاندارد ASTM نیز کیفیت‌های مختلف مواد را بررسی می‌کند.

استانداردهای فلنج فولادی

استانداردهای زیادی در سطح بین المللی برای فلنج‌ها تعریف شده است. برای سهولت عملکرد و تعویض، فلنج‌ها در ابعاد استاندارد طراحی می‌شوند. استانداردهای متداول بین المللی شامل استانداردهای زیر هستند :

• ASME/ASA
•  PN/DIN
•  BS 10
•  GIS/KS
• از سال 1996 ، ANSI منتشر و استاندارد B 16.5 متوقف و از آن به بعد نیز استاندارد ASME B16.5 منتشر شد.

در بیشتر موارد استانداردها در راستا و مطابق با استاندارد ISO هستند. در عین حال بعضی از استانداردها با استاندارد ISO متفاوت‌اند. (برای مثال یک فلنج با استاندارد ASME با فلنج ISO مطابقت ندارد). علاوه بر این بیشتر فلنج‌ها در هر استانداردی به کلاس‌های فشاری تقسیم‌بندی می‌شوند و به فلنج‌ها اجازه می‌دهند تا در فشارهای مختلف استفاده شوند. کلاس‌های فشاری فلنج‌ها، فشار و دمای متفاوتی را برای آلیاژهای مختلف معین می‌کند.

سطوح و شکل فلنج فولادی

تولیدکنندگان انواع فلنج این قطعات را با توجه به استانداردهای معتبر ساخته و به بازار عرضه می‌کنند. این ابعاد و اندازه ها در سراسر دنیا یکسان است و در اختیار سازندگان، صنعتگران و محاسبان قرار گرفته است.

سطح فلنج‌ها در انواع سطح صاف، سطح برآمده، شیار و زبانه ای، رینگی دسته بندی می‌شوند.

فلنج‌ها از لحاظ طراحی به فلنج گلودار، فلنج اسلیپون، لپ جوینت، ساکت ولد ،فلنج دنده‌ای و فلنج کور نیز از انواع مختلف فلنج‌ها هستند.

اتصالات فلنج پیچ

اتصال فلنج پیچ و مهره ای ترکیبی پیچیده از موارد مختلفی است (فلنج، پیچ، واشر، فرآیند، دما، فشار، متوسط). تمام این عناصر مختلف به یکدیگر مرتبط بوده و برای رسیدن به نتیجه موفق به یکدیگر وابسته هستند.

قابلیت اطمینان اتصال فلنجی به شدت به کنترل درست و مناسب فرآیند ساخت اتصال بستگی دارد. به نقل از کتاب جان اچ بیکفورد تحت عنوان “مقدمه ای بر طراحی و رفتار اتصالات پیچ و مهره ای”، تمام نیروی گیره اتصالات را در کنار یکدیگر نگه می دارد و بدون آن هیچ مفصلی وجود نخواهد داشت.

این اتصال مناسب ربطی به طراحی درست و یا استفاده از قطعات با کیفیت بالا ندارد بلکه توسط مکانیک در محل کار و با استفاده از ابزار و روش ها و شرایط کاری که برای او فراهم شده است ایجاد می شود. بنابراین درک این فرآیند برای اپراتورها بسیار مهم است.

این صنعت چندین سال است که ماهیت حیاتی نصب و مونتاژ را در خود جای داده است. تولید کننده انواع فلنج این محصول را به گونه ای می سازد که عملیات نصب و مونتاژ آن به سادگی صورت گیرد.

در اروپا، تاکید بر حصول اطمینان از اینکه ساخت مفاصل توسط تکنسین های آموزش دیده و معتبر انجام می شود و این موضوع منجر به انتشار یک استاندارد فنی اروپایی TS EN 1591 قسمت 4 شده است. این استاندارد برای تکنسین های پیچ و مهره و سرپرستان آن ها لازم الاجرا است. مهندسان مسئول که اتصالات پیچی هر شکلی از سیستم های تحت فشار خدمات حیاتی را جداسازی، مونتاژ و سفت می نمایند.

این استاندارد روشی را برای آموزش و ارزیابی تکنسین‌‌های دخیل در ساخت و شکستن اتصالات فلنج ارائه می‌کند و می‌تواند مشابه آموزش‌های ارائه شده به جوشکاران درگیر در کار مخازن تحت فشار باشد. انتشار آن اهمیتی را که برای کنترل شایسته فرآیند ساخت اتصالات در حصول اطمینان از عملکرد بدون نشتی از فلنج قائل شده است، نشان می دهد.

واشر یکی از دلایل متعددی است که ممکن است علت نشتی فلنج باشد. حتی زمانی که تمام اجزای پیچیده متصل به هم در یک اتصال فلنج با هماهنگی کامل کار می کنند، تنها عامل مهمی که منجر به موفقیت یا شکست اتصال فلنج پیچ شده می شود، توجه به مراحل نصب و مونتاژ مناسب توسط شخصی است که واشر را نصب می‌کند. اگر این کار به درستی انجام شود، طول عمر مونتاژ مورد نظر بدون نشتی باقی می‌ماند.

مقایسه اتصالات فلنجی با اتصالات جوشی

هیچ استانداردی وجود ندارد که تعیین کند آیا می‌توان از اتصالات فلنجی استفاده کرد یا خیر. در کارخانه‌های تازه ساخته شده تولیدکننده انواع فلنج، مرسوم است که تولید فلنج را به حداقل برسانند، زیرا برای اتصال دو قطعه لوله فقط یک جوش مورد نیاز است. این موضوع باعث صرفه جویی در هزینه دو فلنج، واشر، پیچ گل میخ، جوش دوم، هزینه NDT برای جوش دوم و… می‌شود.

معایب فلنج فولادی

اتصالات فلنجی علاوه بر مزایای فوق العاده ای که ارائه می دهند، معایبی نی دارند. از جمله معایب مهم اتصالات فلنجی باید به موارد زیر اشاره کرد:

• هر اتصال فلنج ممکن است نشتی داشته باشد (برخی افراد ادعا می کنند که اتصال فلنج هرگز 100 درصد ضد نشتی نیست).
• سیستم های لوله فلنجی به فضای بسیار بیشتری نیاز دارند (فقط به یک قفسه لوله فکر کنید).
• عایق بندی سیستم های لوله فلنج دار گران تر است (کلاهک های فلنج مخصوص).
• البته اتصالات فلنج مزایای زیادی دارد. چند نمونه..
• یک خط جدید می تواند حاوی چندین قرقره لوله باشد و در یک کارگاه تولید فلنج قرار گیرد.
• این قرقره های لوله را می توان بدون نیاز به جوش در کارخانه مونتاژ کرد.
• NDO (تست اشعه ایکس، هیدرولیک و غیره) در کارخانه ضروری نیست، زیرا این کار در کارگاه انجام شده است.
• انفجار و رنگ آمیزی در کارخانه ضروری نیست، زیرا حتی این کار در یک کارگاه انجام شده است
• (فقط آسیب های رنگ در حین نصب باید تعمیر شود).

اتصالات فلنجی نیز مانند بسیاری از چیزها، هر چیزی جوانب مثبت و منفی خود را دارد.

خرید انواع فلنج فولادی از آهن اسپات

از جمله برترین تولیدکننده فلنج در وبسایت آهن اسپات باید به کارخانجات زیر اشاره کرد:

1. شرکت کادیران/ ابزار های هیدرولیک وماشین آلات صنایع نفت و گاز پتروشیمی و سیمان پل سازی
2. پارلاتک
3. تامین لوله واتصالات،شیرآلات صنعتی،فلنچ,بازرگانی اسپیرال فیتینگ
4. شرکت بازرگانی آتا
5. بارینکو
6. بنیاداستیل
7. استیل طهرانی
8. استیل سازان آراز
9. روتنگران پارسه
10. و…

در صورتی که می‌خواهید به صورت روزانه از قیمت‌های دقیق بازار آهن و فولاد کشور مطلع شوید به وبسایت آهن اسپات مراجعه و قیمت‌های لحظه‌ای انواع تیرآهن، میلگرد، نبشی، ناودانی و سایر محصولات فلزی را رصد نمایید.