روشهای گوناگونی برای اتصال لوله و اقلام آن به یکدیگر و یا به تجهیزات دیگر مانند پمپ، لرزه گیر و … وجود دارد. یکی از روشهای متداول جوشکاری است اما روشهای دیگری نیز وجود دارد، که یکی آنها اتصالات فلنجی است. فلنج یکی از تجهیزات و اتصالات مورد استفاده در صنایع مختلف است که به علت جداسازی راحت آنها، بسیار پرطرفدار شدهاند و محبوبیت بالایی در بازار دارند و یکی از پراستفاده ترینها هستند. برای استفاده درست و مناسب از فلنج در تاسیسات و صنایع مختلف لازم است تا با انواع مختلف آن آشنا باشیم. در ادامه با فلوئید ولو همراه باشید تا به بررسی بیشتر این اتصالات بپردازیم.
فلنج چیست؟
فلنج (Flange) یک قطعه اتصالی است که برای اتصال دو یا چند لوله، شیر، یا سایر تجهیزات به یکدیگر استفاده میشود. فلنجها معمولاً از جنس فولاد، چدن، یا آلومینیوم ساخته میشوند. فلنجها دارای انواع مختلفی هستند که هر کدام برای کاربردهای خاصی مناسب هستند. برخی از انواع رایج فلنجها عبارتند از:
- فلنج گلودار: این نوع فلنج دارای یک ناحیه حلقه مانند در قسمت انتهایی است که برای آب بندی استفاده میشود. این ناحیه حلقه مانند، به عنوان مخروطی شناخته میشود. قطر مخروطی فلنج گلودار با قطر لوله ای که به آن متصل میشود مطابقت دارد. این باعث ایجاد یک اتصال آب بندی شده بین فلنج و لوله میشود.
- فلنج تخت: این نوع فلنج دارای یک سطح صاف در قسمت انتهایی است که برای آب بندی استفاده میشود. این سطح صاف به عنوان صفحه تخت شناخته میشود. فلنج های تخت معمولاً با استفاده از واشر برای آب بندی استفاده میشوند. واشر بین فلنج ها قرار میگیرد و باعث ایجاد یک اتصال آب بندی شده بین آنها میشود. فلنج های تخت یک گزینه محبوب برای کاربردهایی هستند که نیاز به اتصال سریع و آسان دارند. آنها همچنین برای کاربردهایی که نیاز به تحمل فشارهای پایین دارند مناسب هستند. برخی از کاربردهای رایج فلنج های تخت عبارتند از اتصالات لوله کشی، اتصالات تجهیزات، اتصالات شیرآلات، اتصالات مخازن و اتصالات خطوط لوله.
- فلنج کور: این نوع فلنج دارای یک سطح صاف در قسمت انتهایی است که برای مسدود کردن انتهای لوله استفاده میشود. فلنج کور معمولاً با استفاده از پیچ و مهره به لوله متصل میشود. این باعث میشود که انتهای لوله مسدود شود و از نشت سیال جلوگیری کند. فلنج های کور یک گزینه محبوب برای کاربردهایی هستند که نیاز به مسدود کردن انتهای لوله دارند. آنها همچنین برای کاربردهایی که نیاز به تحمل فشارهای بالا دارند مناسب هستند. برخی از کاربردهای رایج فلنج های کور عبارتند از مسدود کردن انتهای لوله، ایجاد دریچه یا شیر برای دسترسی به انتهای لوله، ایجاد نقطه اتصال برای تجهیزات و ایجاد نقطه اتصال برای خطوط لوله.
- فلنج گوشه ای: این نوع فلنج دارای یک گوشه در قسمت انتهایی است که برای اتصال دو لوله در زاویه استفاده میشود. این زاویه معمولاً 90 درجه است، اما میتواند در زوایای دیگری نیز باشد. فلنج های گوشهای یک گزینه محبوب برای کاربردهایی هستند که نیاز به اتصال دو لوله در زاویه دارند. آنها همچنین برای کاربردهایی که نیاز به تحمل فشارهای بالا دارند مناسب هستند. برخی از کاربردهای رایج فلنج های گوشهای عبارتند از اتصال دو لوله در زاویه، ایجاد انشعاب در سیستم لوله کشی، ایجاد اتصال برای تجهیزات و ایجاد اتصال برای خطوط لوله. فلنج گوشهای با عنوان فلنج تی (T) شکل نیز شناخته میشود.
کاربردهای فلنج
فلنج ها در طیف گسترده ای از کاربردها استفاده می شوند، از جمله:
- صنعت نفت و گاز: فلنج ها برای اتصال لوله ها در سیستم های انتقال نفت و گاز استفاده می شوند.
- صنعت ساخت و ساز: فلنج ها برای اتصال لوله ها در سیستم های آبرسانی و فاضلاب استفاده می شوند.
- صنعت تولید: فلنج ها برای اتصال تجهیزات در کارخانه ها استفاده می شوند.
- ساختمان های تجاری و مسکونی: فلنج ها برای اتصال لوله ها در سیستم های گرمایش و سرمایش استفاده می شوند.
روش های تولید فلنج
فلنج فورج
فلنج فورج (FORGED FLANGES) نوعی فلنج است که از طریق فرآیند آهنگری تولید می شود. در این فرآیند، یک قطعه فلزی جامد در دمای بالا به شکل فلنج مورد نظر کوبیده می شود. این فرآیند باعث بهبود خواص مکانیکی فلنج، مانند استحکام کششی، استحکام فشاری، و سختی می شود.
در این روش فلنج از مقاطع گرد فلز فورج شده به روش تراشکاری تولید می شود و یا ماده اولیه فلز در داخل قالب فورج قرار گرفته و عملیات فورج روی آن انجام می گیرد تا شکل کلی فلنج به دست آمده و سپس تراشکاری می گردد. عملیات فورج (آهنگری) به معنی کوبش قطعه فلزی در دمای بالا به منظور بهبود خواص مکانیکی آن می باشد. مزایای فلنج فورج عبارتند از مقاومت بالا در برابر فشار و دما، دوام و طول عمر طولانی، قابلیت تحمل بارهای سنگین و قابلیت استفاده در کاربردهای مختلف. معایب فلنج فورج نیز عبارتند از هزینه بالاتر و زمان تولید بیشتر.
انواع فلنج فورج:
- فلنج گلودار فورج (Weld Neck Forged Flange): این نوع فلنج دارای یک ناحیه حلقه مانند در قسمت انتهایی است که برای آب بندی استفاده می شود.
- فلنج تخت فورج (Slip-On Forged Flange): این نوع فلنج دارای یک سطح صاف در قسمت انتهایی است که برای آب بندی استفاده می شود.
- فلنج کور فورج (Blind Forged Flange): این نوع فلنج دارای یک سطح صاف در قسمت انتهایی است که برای مسدود کردن انتهای لوله استفاده می شود.
- فلنج گوشه ای فورج (Angle Forged Flange): این نوع فلنج دارای یک گوشه در قسمت انتهایی است که برای اتصال دو لوله در زاویه استفاده می شود.
فلنج های فورج معمولاً با استانداردهای ASTM A105، ASTM A350، و ASTM A182 تولید می شوند. این استانداردها خواص مکانیکی فلنج را تعیین می کنند.
- فلنج فورج A105: این نوع فلنج از فولاد آلیاژی ساخته می شود و مقاومت بالایی در برابر فشار و دما دارد.
- فلنج فورج A350: این نوع فلنج از فولاد کربنی ساخته می شود و برای کاربردهای با فشار و دمای متوسط استفاده می شود.
- فلنج فورج A182: این نوع فلنج از فولاد ضد زنگ ساخته می شود و برای کاربردهایی که در معرض خوردگی هستند استفاده می شود.
فلنج ریختگی یا فلنج ریخته گری شده
فلنج ریخته گری یا فلنج ریخته گری شده نوعی فلنج است که از طریق فرآیند ریخته گری تولید می شود. در این فرآیند، مذاب فلز در یک قالب ریخته می شود تا شکل فلنج مورد نظر را ایجاد کند. این فلنج ها که با عنوان فلنج چدنی نیز شناخته می شوند، اغلب برای مصارف خطوط آب و فاضلاب، مصارف شهری و به طور کلی دما و فشار های پایین استفاده می شوند.
برای ساخت این فلنچ ها ابتدا مذاب فلز مورد نظر در درون قالب فلنچ ریخته گری شده و در مرحله بعدی با عملیات تراشکاری شکل نهایی فلنج تولید می گردد. به دلیل امکان وجود مک، ترک داخلی، تخلخل و غیر همگن بودن ساختار های فلزی درونی در قطعه ریخته گری شده و عدم از بین رفتن کامل آن ها با روش هایی نظیر عملیات حرارتی، نمی توان از فلنج ریختگی برای مصارف صنعتی و دما و فشار بالا استفاده کرد و استفاده صنعتی از این فلنج ها ریسک انفجار و خطرات جانی به همراه دارد و از آنجا که بعد از تراشکاری نمیتوان تشخیص داد که فلنج ریختگی می باشد، آزمایش متالوگرافی برای استفاده های حساس توصیه می گردد.
مزایای فلنج ریخته گری شده عبارتند از هزینه پایین، سرعت تولید بالا و قابلیت تولید در اشکال و اندازه های مختلف. معایب فلنج ریخته گری نیز عبارتند از مقاومت پایین در برابر فشار و دما، احتمال وجود عیوب درونی و نیاز به ماشینکاری برای رسیدن به ابعاد دقیق.
انواع فلنج ریخته گری:
- فلنج گلودار ریخته گری (Weld Neck Cast Flange): این نوع فلنج دارای یک ناحیه حلقه مانند در قسمت انتهایی است که برای آب بندی استفاده می شود.
- فلنج تخت ریخته گری (Slip-On Cast Flange): این نوع فلنج دارای یک سطح صاف در قسمت انتهایی است که برای آب بندی استفاده می شود.
- فلنج کور ریخته گری (Blind Cast Flange): این نوع فلنج دارای یک سطح صاف در قسمت انتهایی است که برای مسدود کردن انتهای لوله استفاده می شود.
- فلنج گوشه ای ریخته گری (Angle Cast Flange): این نوع فلنج دارای یک گوشه در قسمت انتهایی است که برای اتصال دو لوله در زاویه استفاده می شود.
فلنج های ریخته گری معمولاً با استانداردهای ASTM A216، ASTM A536، و ASTM A126 تولید می شوند. این استانداردها خواص مکانیکی فلنج را تعیین می کنند.
- فلنج ریخته گری A216: این نوع فلنج از چدن خاکستری ساخته می شود و برای کاربردهای با فشار و دمای پایین استفاده می شود.
- فلنج ریخته گری A536: این نوع فلنج از چدن نشکن ساخته می شود و برای کاربردهای با فشار و دمای متوسط استفاده می شود.
- فلنج ریخته گری A126: این نوع فلنج از فولاد کربنی ساخته می شود و برای کاربردهای با فشار و دمای بالا استفاده می شود.
فلنج تولید شده از ورق فلزی
فلنج تولید شده از ورق فلزی نوعی فلنج است که از طریق فرآیند تراشکاری ورق سیاه تولید می شود. در این فرآیند، ورق سیاه با استفاده از دستگاه تراشکاری به شکل فلنج مورد نظر تبدیل می شود. به دلیل اینکه قیمت ورق سیاه مناسب است، هزینه ساخت این نوع فلنج نیز پایین در میآید.
در این روش فلنج به طور مستقیم از طریق تراشکاری ورق سیاه تولید می شود که اکثر فلنج های PN موجود در بازار با این روش تولید می گردند. از آن جا که در فرآیند تولید ورق سیاه، نورد کاری روی آن انجام می پذیرد، در این فلنج ها احتمال وجود تخلخل و ترک نسبت به فلنج ریختگی کمتر می باشد و از این رو مقاومت بالاتری از فلنج ریخته گری دارند اما به نسبت فلنج فورج مقاومت کمتری دارند و مناسب مصارف دما و فشار کم تا متوسط می باشند.
به طور معمول فلنج های راکتی و عینکی، فلنج کور و فلنج PN تخت یا همان فلنج اسلیپون به این روش ساخته می شوند که در فشار های PN10 و PN16 و با متریال ST37 عرضه می گردند. ساخت فلنچ گلودار از ورق صرفه اقتصادی نداشته و در صورت مواجهه باید به ریختگی بودن آن فلنج شک کرد.
مزایای فلنج تولید شده از ورق فلزی عبارتند از هزینه پایین، سرعت تولید بالا، قابلیت تولید در اشکال و اندازه های مختلف و احتمال وجود عیوب درونی کمتر از فلنج ریخته گری. معایب فلنج تولید شده از ورق فلزی نیز عبارت است از مقاومت پایین تر از فلنج فورج و نیاز به ماشینکاری برای رسیدن به ابعاد دقیق.
انواع فلنج تولید شده از ورق فلزی:
- فلنج گلودار تولید شده از ورق فلزی (Weld Neck Steel Flange): این نوع فلنج دارای یک ناحیه حلقه مانند در قسمت انتهایی است که برای آب بندی استفاده می شود.
- فلنج تخت تولید شده از ورق فلزی (Slip-On Steel Flange): این نوع فلنج دارای یک سطح صاف در قسمت انتهایی است که برای آب بندی استفاده می شود.
- فلنج کور تولید شده از ورق فلزی (Blind Steel Flange): این نوع فلنج دارای یک سطح صاف در قسمت انتهایی است که برای مسدود کردن انتهای لوله استفاده می شود.
- فلنج گوشه ای تولید شده از ورق فلزی (Angle Steel Flange): این نوع فلنج دارای یک گوشه در قسمت انتهایی است که برای اتصال دو لوله در زاویه استفاده می شود.
فلنج های تولید شده از ورق فلزی معمولاً با استانداردهای ASTM A105، ASTM A350، و ASTM A182 تولید می شوند. این استانداردها خواص مکانیکی فلنج را تعیین می کنند.
- فلنج تولید شده از ورق فلزی A105: این نوع فلنج از فولاد آلیاژی ساخته می شود و مقاومت بالایی در برابر فشار و دما دارد.
- فلنج تولید شده از ورق فلزی A350: این نوع فلنج از فولاد کربنی ساخته می شود و برای کاربردهای با فشار و دمای متوسط استفاده می شود.
- فلنج تولید شده از ورق فلزی A182: این نوع فلنج از فولاد ضد زنگ ساخته می شود و برای کاربردهایی که در معرض خوردگی هستند استفاده می شود.
مزایا و معایب فلنج
مزایا:
- قابلیت اتصال محکم و ایمن
- تنوع در اندازه و شکل
- قابلیت استفاده مجدد
معایب:
- هزینه نسبتاً بالا
- نیاز به نگهداری و تعمیر
نکات ایمنی:
- همیشه از فلنج های با کیفیت بالا استفاده کنید که مطابق با استانداردهای ایمنی باشد.
- قبل از استفاده از فلنج ها، آنها را به دقت بررسی کنید تا از سالم بودن آنها اطمینان حاصل کنید.
- از فلنج ها فقط برای کاربردهای مورد نظر آنها استفاده کنید.
نگهداری فلنج
فلنج ها باید به طور منظم بررسی و تعمیر شوند تا از ایمنی آنها اطمینان حاصل شود. هرگونه آسیب یا فرسودگی باید بلافاصله تعمیر یا تعویض شود.
