فلنج چیست و چه کاربردی دارد؟

روش های مختلفی برای اتصال لوله و تجهیزات مرتبط با لوله به هم وجود دارد. فلنج (Flange) یکی از روش های اتصال بین لوله ها، شیرآلات و سایر دستگاه ها به هم است. درواقع برای فهم بیشتر می توان گفت آن ها یک ابزار و یک صفحه دایره مانند است که در اطراف محیط خود، سوراخ هایی دارد. آن ها اغلب به صورت جفت و با استفاده از پیچ و مهره ها، از طریق سوراخ های روی بدنه ی خود به هم متصل می شوند. همان طور که گفته شد مهم ترین و اصلی ترین کاربردشان، اتصال لوله ها، شیرآلات یا قطعات دیگر با هم است. آن ها ازجمله اتصالاتی هستند که شیرآلات را به لوله و یا لوله ها را به یکدیگر (صرف نظر از نوع سیال) مرتبط و اتصال می دهند. یکی دیگر از کاربردهای آن، تغییر مسیر لوله ها و همچنین تغییر قطر لوله ها است. بزرگ ترین مزیت استفاده از آن ها باز و بسته شدن آن ها با استفاده از پیچ و مهره ها یا داشتن قابلیت جداسازی یا Removable بودن آن است زیرا به آسانی باز و بسته می شوند و نیاز به بریدن یا جوشکاری لوله ها و شیرآلات نیست. همچنین آن ها برای فشارهای بالا یا پایین و برای هر نوع سیالی مناسب هستند. به منظور جلوگیری از نشتی یا Leakage، در بین آن ها از گسکت (Gasket) استفاده می شود. بسته به میزان فشار قابل تحمل، کلاس های گوناگونی طبق استانداردهای مختلف تعریف شده است که در ادامه به توضیح این استانداردها و کلاس ها پرداخته می شود.

انواع فلنج (Flange) و پیچ های مورد استفاده در بستن آن

فلنج ها دارای انواع گوناگونی هستند که هر یک مشخصات، ویژگی و کاربردهای مختص به خود را دارد. همان گونه که ذکر شد آن ها از یک طرف به لوله متصل می شوند که به آن قسمت انتهایی (End) و طرف دیگر آن به یک فلنج یا اتصالات دیگر مانند شیرآلات و … متصل می شود که به آن Face گفته می شود.

آن ها بر اساس Face به دسته های زیر تقسیم می شوند:

• سطح صاف (FLAT FACE)
• سطح برجسته (RF) یا (RAISED FACE)
• RTJ (Ring-Type joint)

و بر اساس انتها یا End به دسته های زیر تقسیم می شوند:

• گلودار جوشی (Welding Neck Flange)
• اسلیپون(Slip On Flange)
• ساکت (Socket Weld Flange)
• کور (Blind flange)
• رزوه ای (Threaded Flange)

فلنج های لپ جوینت (lap joint flange)، کف رینگ (Stub End) و اریفیس (orifice flange) نیز جزو هیچ کدام از دسته های بالا قرار نمی گیرند. لازم به ذکر است که فلنج های لپ جوینت (lap joint flange) و کف رینگ ( Stub End) به همراه یکدیگر به کار می روند.

همان طور که گفته شد سوراخ هایی روی بدنه فلنج وجود دارد که به منظور اتصال از آن ها استفاده می شود اما برای این کار، نیاز به استفاده از پیچ و مهره یا استاد بولت است. در صورتی که استوانه مورد استفاده از یک طرف رزوه باشد و در سوی دیگر سر 6 گوش یا 4 گوش داشته باشد به آن پیچ (Bolt) گوییم و نیاز به یک مهره (Nut) است اما در صورتی که استوانه از دو طرف و سرتاسر روزه باشد به آن استاد بولت (Stud Bolt) گوییم که در این صورت به دو مهره نیاز است. همچنین فلنج جوشی و فلنج دنده ای نیز می توان تقسیم کرد.

استانداردها و جنس فلنج ها (Flanges) کدام اند؟

فلنج ها بسته به مقدار فشاری که تحمل می کنند، به کلاس های مختلفی دسته بندی می شوند. این کلاس ها برحسب استانداردهای مختلف با یکدیگر تفاوت دارند.

سه استاندارد برای رده بندی فشار و دسته بندی وجود دارد که عبارت اند از:

• استاندارد 16.34ANSI B

طبق این استاندارد فلنج ها به 8 کلاس گوناگون تقسیم می شوند. این کلاس ها درواقع اعدادی هستند که ماکزیمم فشار قابل تحمل را در دمای مجاز برحسب PSI نشان می دهد. کلاس های استاندارد 16.34ANSI B عبارت اند از فلنج کلاس 150 – فلنج کلاس 300 – فلنج کلاس 400 – 600 – 900 – 1500 – 2500. معمولاً فشاری کاری آن ها در حدود 2.4 برابر این اعداد است.

• استاندارد ISO

طبق این استاندارد فشار قابل تحمل برای فلنج فولادی یا آلیاژهای فولاد با PN نشان داده می شود. به عنوان مثال دو استاندارد PN16 و PN10 بسیار پرکاربرد هستند. اعداد نشان داده شده در این استاندارد، طبق حداکثر فشار برحسب BAR هستند.

• استاندارد API BX6-B6-A6

فلنج های قرار گرفته در این استاندارد، نسبت به استاندارد 16.34ANSI B ، تحمل فشار بیشتری دارند. اعداد این کلاس عبارت اند از 2000 – 3000 – 5000 – 10000 – 15000.

اغلب فلنج ها از روش آهنگری ساخته می شوند اما در مواردی بسیار نادر، از ورق ساخته می شوند. تنها دو فلنج کور و تبدیل در استاندارد ASTM می توانند از ورق با کیفیت و داشتن قابلیت جوش ساخته و تولید شوند.

طبق استانداردها، بر روی فلنج ها باید مشخصاتی مانند نام تجاری تولیدکننده، سایز اسمی لوله (قطر خارجی لوله)، کلاس یا مقدار فشار قابل تحمل، مواد سازنده و تشکیل دهنده، شکل سطح، سوراخ ها و کد مرتبط با عملیات حرارتی انجام شده، حک شود.

فلنج به طور کلی از جنس های فولاد کربن استیل آهنگری شده (ASTM B105 و ASTM A181) که به فلنج آهنی یا فولادی معروف است، همچنین فلنج استیل با فولاد ضدزنگ یا استنلس استیل (ASTM A182) و فلنج آلیاژی با فولاد آلیاژی برای سرویس های با دمای پایین (ASTM A350) و یا به ندرت از چدن و پلی اتیلن ساخته می شوند.