انواع فلنج و کاربرد آن ها

اجزای فلنج

۱-فلنج ها

۲- گسکت ها

۳- پیچ ها

فلنج ها بصورت قطعه دیسکی شکل می باشند که همیشه بصورت جفت به کمک پیچ و مهره دو قطعه را به یکدیگر متصل می سازد و به آسانی باز و بسته می شوند و برای فشارهای کم و زیاد مناسب می باشد.

آب بندی بین دو فلنج توسط لای (Gasket) که در بین آنها قرار داده می شود انجام می گیرد فلنج ها از فولاد و آلیاژهای آن و یا از چدن و استیل و ….. سایر مواد ساخته می شوند.

انواع فلنج

• فلنج روکار یا اسلیپون
• فلنج گلودار
• فلنج سیاه توپیچ
• فلنج توپیچ گالوانیزه
• فلنج دنده ای

کلاس فلنج ها

فلنجها بسته به نوع جنس متناسب با فشاری که تحمل می‌کنند به کلاسهای مختلف به شرح ذیل تقسیم می‌گردند:

۱-رده‌بندی فشار مطابق استاندارد ANSI B۱۶٫۳۴

مطابق این استاندارد فلنجهای فولادی وآلیاژهای آن به کلاسهای ۱۵۰-۳۰۰-۴۰۰-۶۰۰-۹۰۰-۱۵۰۰-۲۵۰۰-تقسیم بندی می‌شوندکه این اعداد ماکزیمم فشار بر حسب PSI بوده که فلنجها در حداکثر دمای مجاز می‌توانند تحمل کنند ومعمولا فشار کارکرد حدود ۲٫۴ برابر اعداد فوق می‌باشد.(رابطه فشار با دما برای جنسهای مختلف در استاندارد فوق مشخص گردیده‌است)

۲-رده‌بندی فشار مطابق استاندارد ISO

در این استاندارد فشار تحمل فلنجهای فولادی وآلیاژهای آن با PN نشان داده شده که این نشان دهنده فشار اسمی بر حسب BAR می‌باشد.

بعنوان مثال PN۳۰ یعنی فشار کارکرد فلنج ۳۰ BAR می‌باشد.

۳-رده‌بندی فشار براساس استاندارد API (۶A-۶B-۶BX)

این نوع فلنجها دارای تحمل فشار بیشتری نسبت به فلنجهای گروهANSI بوده وبه کلاسهای ۵۰۰۰-۳۰۰۰-۲۰۰۰-۱۵۰۰۰-۱۰۰۰۰ رده‌بندی می‌گردند.

انواع فلنج بر اساس سطوح بیرونی

۱- فلنج با سطح ساده (Flat Face)

برای اتصال شیرها و اتصالات چدنی و فلنج های غیر فولادی پمپ ها از این نوع فلنج استفاده می گردد. همچنین برای خطوط فشار پائین مانند: (Cooling water-CWR-CWS) که نشتی زیاد مهم نباشد نیز از این نوع فلنج ها استفاده می شود. جهت آب بندی اتصالات نیز از واشرهائی استفاده می شود که قطر خارجی آنها برابر قطر خارجی فلنج است. این واضح همچنین امکان اتصال دو قطعه را غیر ممکن می کند و در نتیجه امکان شکست قطعات نیز کاهش می­یابد.

در این نوع از فلنچ ها سطح یک فلنج که باید در مقابل سطح دیگر قرار گیرد صاف می باشد. معمولاً فلنچ های چدنی و یا فولادی که در فشارهای کم کاربرد دارند از این نوع ساخته می­شوند.

۲- فلنج با سطح برجسته (Raised Face)

عمدتاً از این نوع فلـنج در پروژه­ها اسـتفاده می شود و دارای ارتفاعی برابر ۱۶/۱ اینچ برای فلنچ های کلاس ۱۵۰ و ۳۰۰ و ۴/۱ اینچ برای سایر کلاس ها می باشد. واضح است که این فلنچ ها بصورت نر و مادگی تولید می­گردند.

در این نوع فلنج سطح فلنج که در مقابل فلنج دیگر قرار گرفته و بر روی آن گسکت قرار داده می شود. نسبت به سطح کلی فلنج برجسته تر ساخته می شود. بر اساس استاندارد مقدار برجستگی در تمام اندازه ها برای­ کلاس­های ۱۵۰ و۳۰۰ برابر۱٫۶mmو کلاس های بالاتر برابر۶٫۴mm  می باشد.

۳- فلنج نر و ماده(Male& Female)

صفحه این نوع فلنچ ها که بصورت جفت وجود دارد یک دارای برآمدگی(به ارتفاع۶٫۴mm)و دیگری تو رفتگی(به عمق۵mm)می باشد.

۴- فلنج با صفحه دارای زبانه و شیاردار(Tongue & Groove facing)

این نوع فلنج نیز بصورت جفت وجود دارد و همانند فلنج نر و ماده بوده با این تفاوت که قطر داخلی زبانه و شیار تا سوراخ فلنج    (مسیر جریان) ادامه ندارد و بنابراین واشر (Gasket) را روی قطر داخلی و خارجی خود نگه می­دارد و همین باعث می شود گسکت از خوردگی و فرسودگی محفوظ بماند. ساختمان زبانه و شیار مینیمم سطح گسکت، نوع مسطح را ایجاب می کند و بنابراین تحت فشار پیچ ­ها کم­ترین بار و بیشترین راندمان اتصالی (Joint efficiency) ممکنه، برای گسکت های مسطح را خواهد داشت. در این نوع اتصال میزان برآمدگی زبانه ۶٫۴mm و میزان عمق شیار برابر ۵mm می باشد.

۵-فلنج با صفحه اتصال رینگی(Ring type joint facing)

جهت سرویس­های با دما و فشار بالا بسـیار مناسـب است ولی گران­تر از بقیه نوع­ها می باشد. هر دو جفـت فلـنج که به هم متـصل می شوند، از لحاظ شکل و اندازه یکسان هستند. یک رینگ نیز در شیار بین دو صورت قرار می گیرد. یکی ازمزیت های این فلنج عدم برخورد دو صورت فلنج به یکدیگر است.

نحوه اتصال این فلنچ ها به این صورت است که بر روی صفحه هر فلنج یک محل رینگ تعبیه گردیده است بطوریکه وقتی دو فلنج روبروی هم قرار می گیرند یک رینگ بین آنها قرار گرفته و پس از محکم کردن فلنچ ها توسط پیچ و مهره این رینگ تحت فشار قرار گرفته و باعث آب بندی می شود. فلنچ های با صفحه اتصال رینگی در صنایع نفت و گاز برای سیستم های با فشار و دمای بالا کاربرد دارد و در این صنایع نوع با مقطع ۸ ضلعی بیشتر بکار می رود. چون این نوع رینگ ها تماس صفحه ای ایجاد می کنند در صورتی که رینگ های با مقطع بادامکی تماس خطی ایجاد می نمایند.

انواع فلنج ها بر اساس نوع اتصال به لوله

۱-فلنج کور (Blind Flange)

در برخی موارد نیز جهت انسـداد لوله از نوعی فلنـج استـفاده می شود که عبور جریانی ندارد. به این نوع فلنـج ها Blind گفته می شود از این نوع فلنچ ها برای مسدود کردن انتهای سیستم های لوله کشی، شیرها و منفذهای ظروف تحت فشار استفاده می­گردد. این نوع از فلنچ ها از نظر فشار داخلی و بار بر روی پیچ ها مخصوصاً در اندازه هـای بزرگتر به تمام فلنچ های دیگر تحت فشار بیشـتری قرارمی گیرند و چون بالاترین فشار تنش در این نوع فلنچ ها تنش خمشی در مرکز موثر است از این نظر مقدار تنش نسبت به فلنچ های دیگر زیادتر انتخاب می شود. در محل هایی که درجه حرارت فاکتور مهمی است و یا مسئله ضربه قوچی(Water Hammer) وجود دارد بجای فلنج کور از ترکیب فلنج گردندار جوشی و درپوش استفاده می گردد.

۲- فلنج گردندار جوشی (Welding Neck Flange)

جهت اتصال به اتصالات Butt Weld یا نازل های تجهیزات و مخازن در دو نوع معمولی و بلند ساخته می شود.

به علت ضخامت کافی در جاهائی که دما زیاد و تنش های برشی، فشاری و ارتعاشی

وجود دارد بکار می روند. فلنج گردندار در انتها دارای گردن بوده و

مشخصات آن در قسمت انتهای گردن با مشخصات لوله به آن جوش می شود یکسان است (از لحاظ قطر و ضخامت).

این نوع فلنج دارای یک قسمت مخروطی (Tapered Hub) می باشد که

ضخامت آن رفته رفته تا محل جوش لب به لب (Butt weld) با لوله کم می شود و

این قسمت مخروطی باعث تقویت فلنج شده و در موقع عملیات نظیر تنش زدایی و امتحان جوش با اشعه ایکس و یا گاما صفحه فلنج را از قسمت گرم شده دور نگه می دارد.

فلنج گردندار برای فشارهای بالا و دماهای زیر صفر و یا بسیار زیاد کاربرد دارد و برای

تمام سرویس ها تا کلاس ۲۵۰۰ قابل استفاده است و بطور کلی نصب

این نوع فلنج دارای کم­ترین هزینه است و برای مکان هایی

که تنش ضربه ای ، ارتعاشی و برشی زیاد است توصیه می گردد.

۳- فلنج روکار(Slip on Flange)

جهت فلنج اتصالاتی مانند زانوئیها به دیگر اتصالات فلنجی و یا فلنج لوله ها مناسب است.

این نوع فلنج مقاومت کمتری نسبت به شوک و ارتعاش دارد.

مقاومت آن تحت فشار تقریباً یک سوم مقاومت فلنج Welding Neck مشابه می باشد. فاصله لوله تا انتهای فلنج نیز همانند اتصالات Socket یک شانزدهم اینچ می باشد.

روش اتصال این نوع فلنج به لوله به این صورت می باشد که لوله طوری داخل آن قرار می گیرد که به اندازه ضخامت لوله بعلاوه ۱٫۶mm­تا ۳٫۲mm لوله از صفحه داخل آن فاصله داشته باشد

و از داخل وخارج جوشکاری می گردد. از این نوع فلنج برای سرویس های معمولی استفاده می شود. نصب آن ساده، و تراز­کردن لوله نیز آسان است.

برای بریدن لوله به طول معین دقت و تلرانس دقیق لازم نیست و هزینه نصب آن

از فلنج گردندار بیشتر است و مقاومت حساب شده آن تحت فشار داخلی ۲/۳

و مقاومت عمری آن تحت خستگی (Fatigue) برابر ۱/۳ فلنج فوق است.

فلنج روکار برای تمام فشارها موجود است وتحت استانداردASME استفاده

از آن برای کلاس های ۳۰۰و۱۵۰جایز است و عموماً برای جایی مناسب است

که محل لازم برای فلنج گردندار موجود نیست و جوش داخلی آن نسبت به فلنج گردندار بیشتر خورده می شود.

۴- فلنج لبه دار (Lap Joint Flange)

این فلنج یک فلنج معمولی بوده که روی یک لوله لبه برگشته (Stud) می چرخد. لبه برگشته لوله روی صفحه فلنج قرارگرفته و انتهای دیگر آن با لوله بصورت لب به لب (­Butt weld) جوشکاری می گردد. بنابراین در این نوع فلنچ ها مایع مستقیم با فلنج تماس ندارد. Stud لوله ای است که لبه آن برگشته است و ابعاد آن مطابق استاندارد ANSI B16.9 و یا MSS-SP-43  می باشد. در این نوع فلنچ ها چون فلنج روی  Stud می چرخد سوار کردن و تراز پیچ ها آسان تر بوده و عموماً در سیستم های که لوله از جنس فولاد ضد زنگ باشد از این نوع فلنج از جنس فولاد استفاده می­کنند چون سیال با فلنج تماس ندارد.

از این فلنج برای لوله های جدار ضخیم و یا جدار نازک استفاده نمی شود

و هزینه آن از فلنج گردندار بیشتر است.

۵- فلنج با جوش محفظه ای (Socket Weld Flange)

اتصال این نوع فلنـج به لوله از نوع محفـظه ای (Socket Weld) بوده و عمـوماً تا قطر۲  اینچ ساخـته می شود. از این فلنـج برای سیسـتم لوله کـشی با فـشار بالا و قطر کم اسـتفاده می شود. هزینه اولیـه آن از فلنج روکار بیـشتر است و اگر در این نوع فلـنج از داخل نیزجوشکاری انجام پذیرد مقاومت استاتیکی آن در مقابل خستگی ۵۰% بیشتر از فلنج روکار است.

این نوع فلنچ ها بصورت تبدیل نیز موجود بوده بطوری­که محل اتصال آن

به لوله کمتر از اندازه اسمی فلنج است.

۶-   فلنج رزوه ای (Screw Flange)

این نوع فلنـج­ها از داخل مطـابق استـاندارد دنده لوله­ ها (NPT) رزوه شـده­اند

و فلنج بر روی لوله رزوه شده سوار می گردد ( البته در صورت لزوم و برای جلوگیری

از نشت از بین رزوه ها می توان پس از بستن لـوله به فلنـج آنها را بهم جوش داد)

مزیـت این نوع فلنـج این است که نیاز به جوشکاری ندارد و عموماً

برای لوله های تا قطر ۲/۱-۱ اینچ ساخته می شود.

( این نوع فلـنج ها بصـورت تبـدیل نیز مـوجود است بطوری که محل اتصال آن به لوله کمتر از اندازه اسمی فلنج است).

۷- فلنج مهار کننده (Anchor Flange)

این نوع فلنج شبیه دو فلنج گردندار بهم چسبیده (یکپارچه) می باشد

و ­از دو طرف به لوله جوش شده و برای مهار­ خط لوله از­حرکت طولی ناشی از فشار داخلی و

اختلاف درجه حرارت و …­بکار می­رود تا به سیستم و دستگاه­ها آسیبی نرسد.

علاوه بر­کاربردهای بالا فلنچ های جهت تغییر اندازه خط نیز بکار­ می­روند.

بنابراین دو نوع فلنج کاهنده و فلنج افزاینده نیز به دسته­بندی­های فلنج اضافه می گردد.

فلنج کاهنده در­صورتی که اختشاش جریان مهم نباشـد ­از این فلنج جهت تغییر سـریع قطر خط اسـتفاده می شود.

ولی نباید برای ورودی و خروجی دستگاه ­های مثل پمپ از این نوع استفاده کرد.

در مورد فلنچ های افزاینده اتصال آن به دستگاه­ های دوار همچون پمپ و کمـپرسور مشکلی بوجود نمی­ آورد.

نمایش نوع فلنج روی نقشه یا مدارک نام­گذاری بوسیله کلاس فشاری،

نوع اتصال، نوع صورت فلنج و غیره صـورت می پذیرد. در زیر چند نمونه از نام گذاری ها آمده است.