۰ تا ۱۰۰ آشنایی با فلنج‌ها در پایپینگ
۰ تا ۱۰۰ آشنایی با فلنج‌ها در پایپینگ
فلنج‌ها یا به انگلیسی Flange یکی دیگر از اجزای مورد استفاده در سیستم پایپینگ هستند که به عنوان جایگزین جوشکاری و رزوه برای اتصال در لوله‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. انواع روش‌های اتصال لوله را در اینجا مطالعه بفرمایید.
اتصال با فلنج‌ها چون قابلیت باز و بسته شدن را دارند و جزء اتصال‌های موقت هستند و می‌شود لوله‌ها با اتصال فلنج را برای تعمیرات یا بازرسی یا موارد دیگر باز و بسته کرد نسبت به جوشکاری دارای مزیت می‌باشند. همچنین اتصال لوله‌های قطور با فلنج نسبت به اتصال رزوه‌ایی دارای مزیت اقتصادی و اطیمنان‌پذیری بالا هستند.
فلنج‌ها در هر جایی از سیستم پایپینگ که نیاز به اتصال لوله به لوله، فیتینگ، شیر یا هر جزء ضروری در سیستم پایپینگ باشند مورد استفاده قرار می‌گیرد.
هر تجهیز فرآیندی مکانیکی (Mechanical Equipment) لااقل دارای یک خروجی است که به آن نازل (Nozzle) گفته می‌شود. در شکل زیر نشان می‌دهد که چگونه خروجی یک فرآیندی مکانیکی به وسیله فلنج به لوله متصل شده است.
درجه‌بندی فلنج‌ها
درجه‌بندی فلنج‌ها یا به انگلیسی Rating Flanges، مشخص‌کننده حداکثر فشاری است که در یک دمای مشخص فلنج می‌تواند تحت عملیات قرار گیرد. انجمن ملی استاندارد‌گذاری آمریکا ANSI که مخفف American National Standards Institute است فلنج‌ها را در گروه‌های زیر تقسیم‌بندی می‌کند.
فلنج‌ها با فولاد فورج شده در گروه‌های ۱۵۰#، ۳۰۰#، ۴۰۰#، ۶۰۰#، ۹۰۰#، ۱۵۰۰# و ۲۵۰۰# تقسیم‌بندی می‌شوند.
فلنج ها‌ی چدنی در در گروه‌های ۲۵#، ۱۲۵#، ۲۵۰# و ۸۰۰# تقسیم‌بندی می‌شوند.
انتخاب فلنج‌ها باید طبق دستور العمل مشخص شده انجام شود برای مثال فلنج ۱۵۰# برای فشار عملیاتی ۱۵۰ پوند بر اینچ مربع (PSIG) یا ۱۰/۳ بار در دمای ۵۰۰ درجه فارنهایت یا ۲۶۰ درجه سانتی گراد مناسب است. به طریق مشابه اگر دما تا ۱۰۰ درجه فارنهایت یا ۳۷/۸ درجه سانتی گراد پائین بیاید از همین درجه فلنج برای کار در ۲۷۵ پوند بر اینچ مربع (PSIG) یا ۱۸/۹ بار می‌توان استفاده کرد و همچنین اگر دما تا ۷۵۰ درجه فارنهایت یا ۳۹۸ درجه سانتی گراد بالا برود این فلنج مناسب برای شرایط عملیاتی کار در ۱۰۰ پوند بر اینچ مربع (PSIG) یا ۸/۳۷ بار است.
همانطور که مشاهده می‌شود با کاهش دما مقدار فشار عملیاتی استفاده از فلنج افزایش پیدا می‌کند.
لبه فلنج‌ها
لبه فلنج یا به انگلیسی Flange Facing سطح اتصال فلنج به سایر تجهیزات پایپینگ است. لبه فلنج‌ها برای اطمینان از صافی سطح بالا ماشینکاری می‌شود و برای اینکه از آببند بودن دو سمت فلنج مطمئن شوند بین فلنج‌ها واشر یا گسکت (Gasket) قرار می‌دهند.
انواع مختلفی از فلنج‌ها تولید می‌شود اما نوع‌های زیر شناخته شده‌تر و پر مصرف‌تر می‌باشند.
۱) فلنج لبه تخت Flat Face
۲) فلنج لبه بر آمده raised face
۳) فلنج لبه اتصال حلقه‌ایی ring-type joint
۱) فلنج لبه تخت
فلنج لبه تخت یا به انگلیسی Flat Face، لبه اتصال مشابه شکل زیر کاملاً صاف است. این نوع از فلنج‌ها با جنس فولاد فورج شده در طبقه‌بندی ۱۵۰ و ۳۰۰ و با جنس چدن در طبقه ۱۲۵ و ۲۵۰ متداول‌تر هستند.
۲) فلنج صورت برجسته
فلنج صورت برجسته یا به انگلیسی Raised Face، پر مصرف‌ترین نوع فلنج استفاده شده در هر گروه طبقه‌بندی فوق الذکر فلنج‌ها است. این گروه از فلنج‌ها برای فلنج‌ها ۱۵۰# و ۳۰۰# دارای لبه‌ایی به ارتفاع ۱/۱۶ اینچ و برای فلنچ‌های ۴۰۰# به بالا این لبه ۱/۴ اینچ مطابق شکل زیر است.
۳) فلنج لبه اتصال حلقه‌ایی
فلنج لبه اتصال حلقه‌ایی یا به انگلیسی Ring Type Joint نوع دیگری از فلنج است که در آن از واشر یا گسکت استفاده نمی‌شود و بجای آن از یک حلقه یا رینگ استفاده می‌شود؛ جای نشیمنگاه حلقه می‌تواند بیضی‌گون یا هشت ضلعی باشد.
گر چه فلنج لبه اتصال حلقه‌ایی گرانترین نوع فلنج است اما مناسب‌ترین نوع فلنج برای پایپینگ فرآیندی یا پروسس پایپینگ می‌باشد.
انواع فلنج‌ها
فلنج‌ها دارای انواع مختلفی هستن که هر کدام مشخصه و ویژگی منحصر به خود را دارند. انواع فلنج‌ها به شرح زیر است که در ادامه هر کدام را جداگانه بحث خواهیم کرد.
۱) فلنج‌های Weld Neck Flange
۲) فلنج‌های Slip On
۳) فلنج‌های Lap Joint
۴) فلنج‌های Threaded Flange
۵) فلنج‌های Socket Weld Flange
۶) فلنج‌های Reducing Flange
۷) فلنج‌های Blind Flange
۸) فلنج‌های Orifice Flange
۱) فلنج‌های Weld Neck Flange
فلنج اتصال گردنی با جوش یا به انگلیسی Weld Neck Flange، یکی از انواع فلنج‌ها است که گاهی با نام High Hub نیز شناخته می‌شود. در این فلنج بجای اینکه اتصال در لبه داخلی فلنج و لوله انجام شود که سبب ایجاد شدید ناپیوستگی و تمرکز تنش در جوش و مشکلات ثانویه در اتصالات جوشکاری شده بشود محل انجام در فاصله دنباله یا Neck جوشکاری می‌شود.
فلنج‌های Weld Neck برای شرایط فشار و دما بالا و همچنین کاربرد‌های کرایژونیک یا فوق سرد مناسب می‌باشد.
فلنج اتصال گردنی دارای سه مشخصه‌ی اندازه قطر سوراخ داخلی، ضخامت و طول می‌باشند.
۲) فلنج‌های Slip On
فلنج Slip On نوع دیگری از انواع فلنج‌ها است که نسبت به فلنج‌های Weld Neck دنباله‌ی کوتاه‌تری دارد از این فلنج‌ها معمولاً در جایی استفاده می‌شود که فضای لازم برای استفاده از فلنج‌های Weld Neck نیست.
فلنج‌های Slip On دو محدودیت جدی دارند اول اینکه نیازمند اجرای دو جوش گوشه (Fillet Weld) از داخل و بیرون به منظور جلوگیری از نشتی هستند و در ثانی عمر آن‌ها در حدود یک سوم فلنج‌های Weld Neck است.
قیمت پائین‌تر برای خرید فلنج‌های Slip On ممکن است برخی از کاربران را مجاب به استفاده از این نوع فلنج‌ها بجای نمونه Weld Neck کند اما هزینه بالاتر برای نصب این نوع فلنج‌ها و همچنین عمر پائین‌تر سبب کاهش هزینه قابل ملاحظه نخواهد شد.
۳) فلنج‌های Lap Joint
فلنج‌های Lap Joint نوع دیگری از انواع فلنج‌ها است که معمولاً در پایپینگ‌ها با لوله‌های فولادی کم کربن استفاده می‌شوند. این نوع از فلنج‌ها نیازمند بازرسی دوره‌ایی زیاد می‌باشند اما نصب راحت آن‌ها برای لوله‌های قطور سبب استفاده از آن می‌شود.
۴) فلنج‌های Threaded Flange
فلنج‌های Threaded Flange نوع دیگری از انواع فلنج‌ها است که شبیه به فلنج‌های Slip On می‌باشد اما سوراخ داخلی آن دارای رزوه می‌باشد. مزیت اصلی فلنج‌های Threaded Flange عدم نیاز به جوشکاری برای اتصال می‌باشد. از این نوع فلنج‌ها برای کاربرد‌های فشار بالا در دمای محیط و همچنین محیط‌هایی که خطر انفجار به واسطه جرقه‌های جوشکاری زیاد است استفاده می‌شود.
فلنج‌های Threaded Flange برای کاربرد‌هایی که بارگذاری سیکلی و خستگی و همچنین اختلاف دما و بارگذاری خمشی وجود دارد مناسب نیست چرا که پس از مدتی از محل رزوه‌ها نشتی به وجود می‌آید.
۶) فلنج‌های Socket Weld Flange
فلنج Socket Weld Flange نوع دیگری از انواع فلنج‌ها است که شبیه به فلنج‌های Slip On می‌باشد که به طور ویژه برای پایپینگ‌ها با لوله‌های کم قطر بین ۱/۲ اینچ تا ۴ اینچ و فشار بالا طراحی شده‌اند.
۷) فلنج‌های Reducing Flange
مشابه فیتینگ‌های کاهنده، فلنج‌های کاهنده برای کاهش قطر لوله خروجی به منظور کاهش دبی استفاده می‌شود. از این نوع فلنج‌ها برای محل‌هایی که محدودیت فضا وجود دارد استفاده می‌شود. این نوع از فلنج‌ها می‌تواند سبب ایجاد جریان گردابی (Turbulence) شود لذا باید مراقب‌های لازم در این مورد انجام شود.
۸) فلنج‌های Blind Flange
فلنج‌های Blind Flange به عنوان کور‌کننده انتهای لوله‌ی پاپینگ استفاده می‌شوند. فلنج Blind Flange با استفاده از پیچ و مهر به لوله متصل می‌شوذ و بر خلاف سر‌بند CAP که امکان دسترسی مجدد به لوله نیست این فلنج‌ها قابل باز شدن هستند.
۹) فلنج‌های Orifice Flange
فلنج Orifice Flange، تنها نوع از فلنج‌های پایپینگ است که نرخ جریان (Rate of Flow) را می‌تواند اندازه بگیرد.
فلنج Orifice Flange به راحتی قابل شناسایی است چرا که یک لوله خروجی برای کنترل جریان دارد که با استفاده که پیچ که به آن Jack Screws گفته می‌شود به بدنه اصلی فلنج متصل شده است. فلنج Orifice Flange می‌تواند Weld Neck یا Slip On و حتی Threaded باشند.
اتصال دهنده‌ی فلنج‌ها
برای اتصال دهی فلنج‌ها دو جزو استفاده می‌شود ۱) پیچ و مهره ۲) گسکت
۱) پیچ و مهره
پیچ و مهره‌ها همانطور که مشخص است می‌تواند برای اتصال دادن دو فلنج‌ها استفاده شود که سایز آن، فاصله‌گذاری آن (Spacing) و تعداد آن‌ها با توجه به اندازه نامی لوله پایپینگ (Nominal Pipe Size) و محدوده‌ی فشار (Pressure Rating) آن تعیین می‌گردد.
پیچ‌هایی که برای اتصال دهی در پایپینگ استفاده می‌شوند می‌توانند در دو نوع پیچ (Bolt) و گلمیخ (Stud) باشد؛ برای اتصال Bolt نیاز به یک عدد مهره است در حالیکه برای اتصال گلمیخ که شبیه یک میله روزه دار است به دو عدد مهره نیاز می‌باشد. در تصویر زیر تفاوت پیچ (Bolt) و گلمیخ (Stud) قابل مشاهده است.
۲) گسکت
مهمترین ویژگی که باید دو اتصال فلنج داشته باشد، عدم نشتی (Leak-Free) است. انتقال مواد خطرناک و قابل اشتعال در فشارهای بالا و اطمینان از عدم نشتی، نقش گسکت یا به انگلیسی Gasket که برای کاهش نشتی مورد استفاده قرار می‌گیرد پررنگ می‌کند.
استفاده از متریال نرم‌تر از جنس فلنج‌ها می‌تواند این اطمینان را به وجود آورد که بعد از نصب فلنج حداقل نشتی قابل حصول است. گسکت‌ها معمولاً از جنس آزبست، لاستیک، نئوپرن، تفلون، سرب یا مس تولید می‌شوند.
بعد از اینکه فلنج‌ها محکم به هم بسته می‌شوند گسکت‌ها تا حد ممکن ناهمواری‌های سطحی کفه فلنج‌ها را جبران می‌کنند و یک آبند کامل را ایجاد می‌کنند.
گسکت‌ها می‌توانند در نوع‌های Full Face، Flat Ring و Metal Ring باشد. گسکت Full Face برای فلنج‌های Flat Face و گسکت Flat Ring برای فلنج‌های Raised Face و در نهایت گسکت Metal Ring برای فلنج‌های Ring-Type Joint مناسب است.
ضخامت گسکت‌ها در اندازه‌گذاری سیستم پایپینگ مهم است؛ گسکت‌های متداول ضخامت ۱/۸ اینچ که در حدود ۳/۱۷۵ میلیمتر است را دارند. در تمام اتصالات فلنج به فلنج، فلنج به نازل و غیره ضخامت گسکت‌ها باید به طول اجزا افزوده شود.
این صفحه را با دیگران به اشتراک بگذارید و امتیاز بگیرید
واقعا عالی و جامع انشاالله همیشه موفق و سربلند باشید
خواهش می‌کنم نظر لطف شماست، بهترین‌ها را برای شما آرزو دارم.