فلنج های لوله چیست و چگونه کار می کنند؟

فلنج ها با ارائه یک راه مطمئن برای اتصال سیستم های لوله با تجهیزات مختلف، شیرها و سایر اجزای تقریباً هر سیستم پردازشی، دومین روش اتصال پرکاربرد پس از جوشکاری هستند.

استفاده از آن ها انعطاف پذیری را هنگام نگهداری سیستم های لوله کشی با امکان جداسازی آسان تر و دسترسی بهتر به اجزای سیستم افزایش می دهد.

یک اتصال فلنجی معمولی از سه قسمت تشکیل می شود:

• فلنج های لوله
• واشر
• پیچ و مهره

در بیشتر موارد، واشر و مواد پیچ و مهره خاصی وجود دارد که از همان مواد یا مواد تاییدی به عنوان اجزای لوله‌ای که می‌خواهید وصل کنید، ساخته می شوند. فلنج های فولادی ضد زنگ از رایج ترین آن ها هستند. با این حال، فلنج ها در طیف گسترده ای از مواد موجود هستند، بنابراین مطابقت آن ها با نیازهای شما ضروری است.

سایر مواد رایج آن شامل Monel، Inconel، Chrome Moly و بسیاری دیگر بسته به کاربرد هستند.

بهترین گزینه برای نیازهای شما هم به سیستمی که در آن قصد استفاده از آن را دارید و هم به نیازهای خاص شما بستگی دارد.

انواع و ویژگی های رایج

آن ها یک نوع راه حل برای همه نیستند. صرف نظر از اندازه، تطبیق طرح فلنج ایده آل با سیستم لوله کشی و استفاده مورد نظر شما به اطمینان از عملکرد قابل اعتماد، عمر طولانی و قیمت بهینه کمک می کند.

در اینجا نگاهی به رایج ترین انواع آن در دسترس است.

رزوه ای

این سبک که به عنوان فلنج پیچی نیز شناخته می شود، دارای یک نخ در داخل سوراخ فلنج است که با نخ نر مطابق روی لوله یا اتصالات مطابقت دارد. اتصال رزوه ای به این معنی است که می توانید در بسیاری از موارد از جوشکاری جلوگیری کنید. به سادگی رزوه را با لوله هایی که می خواهید وصل کنید مطابقت دهید.

سوکت جوش

مدل جوش سوکتی که برای قطر لوله های کوچکتر در شرایط دمای پایین و فشار پایین ایده آل هستند، دارای اتصالی هستند که در آن لوله را در فلنج قرار می دهید و سپس اتصال را با یک جوش فیله چند پاسی ثابت می کنید. این باعث می شود که نصب این سبک نسبت به سایر انواع فلنج جوش داده شده ساده تر باشد و در عین حال از محدودیت های مربوط به انتهای رزوه ای جلوگیری شود.

لغزنده

این نوع بسیار رایج هستند و در طیف وسیعی از اندازه ها برای سازگاری با سیستم هایی با نرخ جریان و توان بالاتر در دسترس هستند. به سادگی فلنج را با قطر بیرونی لوله ای که می خواهید وصل کنید مطابقت دهید. نصب کمی فنی تر است زیرا برای محکم کردن فلنج روی لوله به جوش فیله دو طرف نیاز دارید.

مفصلی

این نوع دارای طراحی دو تکه هستند، نیاز به جوش لب به لب انتهای خرد به لوله یا اتصال با استفاده از فلنج پشتی برای ایجاد اتصال فلنجی دارند. این طراحی این سبک را برای استفاده در سیستم‌هایی با فضای فیزیکی محدود یا سیستم‌هایی که نیاز به جداسازی و نگهداری مکرر دارند محبوب می‌کند.

گردن جوش

مانند فلنج های اتصال لبه، فلنج های گردن جوش برای نصب نیاز به جوش لب به لب دارند. با این حال، یکپارچگی، عملکرد آن ها در سیستم‌هایی با خمیدگی‌های متعدد و توانایی استفاده از آن‌ها در سیستم‌های فشار بالا و دمای بالا، آن ها را به گزینه‌ای پیشرو برای لوله‌کشی فرآیند تبدیل می‌کند.

کور

این مدل برای خاتمه یا جداسازی سیستم های لوله کشی استفاده می شوند، اساساً دیسک های خالی قابل پیچ و مهره هستند. هنگامی که به درستی نصب می شوند و با واشرهای صحیح ترکیب می شوند، می توانند به یک مهر و موم برجسته دست پیدا کنند که در صورت نیاز به راحتی جدا می شود.

تخصصی

انواع ذکر شده در بالا رایج ترین هستند. با این حال، طیف وسیعی از انواع تخصصی اضافی وجود دارد که متناسب با طیف وسیعی از کاربردها و محیط ها باشد. گزینه های دیگر عبارتند از نیپوفلنج، ولدوفلنج، فلنج های منبسط کننده، دهانه، گردن جوش بلند و فلنج های کاهش دهنده.

ایجاد اتصال: انواع قیافه فلنج

طراحی آن تنها شروع زمانی است که فلنج ایده آل برای سیستم لوله کشی خود را در نظر بگیرید. انواع چهره یکی دیگر از ویژگی هایی است که تاثیر زیادی بر عملکرد نهایی و عمر مفید آن خواهد داشت.

همینطور انواع روکش هم واشرهای مورد نیاز برای نصب فلنج و هم ویژگی های مربوط به مهر و موم ایجاد شده را تعیین می کنند.

انواع رایج صورت عبارتند از:

صفحه صاف (FF): همانطور که از نام آن پیداست، فلنج های صفحه صاف دارای یک سطح صاف و یکنواخت همراه با یک واشر تمام وجه هستند که با بیشتر سطح فلنج تماس می گیرد.

صورت برجسته (RF): این فلنج ها دارای یک بخش برجسته کوچک در اطراف سوراخ با یک واشر دایره سوراخ داخلی هستند.

صورت مشترک حلقه ای (RTJ): این نوع صورت که در فرآیندهای فشار بالا و دمای بالا استفاده می شود، دارای یک شیار است که در آن یک واشر فلزی برای حفظ مهر و موم قرار می گیرد.

زبانه و شیار (T&G): این فلنج ها دارای شیارهای منطبق و بخش های برجسته هستند. این به نصب کمک می کند زیرا طراحی به خود تراز شدن فلنج ها کمک می کند و مخزنی برای چسب واشر فراهم می کند.

نر و ماده (M&F): مانند فلنج های زبانه و شیار، این فلنج ها از یک جفت شیار و بخش های برجسته برای محکم کردن واشر استفاده می کنند. با این حال، برخلاف فلنج‌های زبانه و شیار، این فلنج‌ها واشر را روی صورت ماده نگه می‌دارند و قرار دادن دقیق‌تر و گزینه‌های مواد واشر را افزایش می‌دهند.

بسیاری از انواع صورت یکی از دو روکش را ارائه می دهند: دندانه دار یا صاف.

انتخاب بین گزینه ها مهم است زیرا آنها واشر بهینه را برای آب بندی قابل اعتماد تعیین می کنند.

به طور کلی، سطوح صاف با واشرهای فلزی بهترین کار را انجام می دهند، در حالی که صفحات دندانه دار به ایجاد مهر و موم قوی تر با واشرهای مواد نرم کمک می کنند.

نگاهی به ابعاد فلنج

جدای از طراحی عملکردی فلنج، ابعاد فلنج محتمل ترین عاملی است که بر انتخاب فلنج در هنگام طراحی، نگهداری یا به روز رسانی سیستم لوله کشی تأثیر می گذارد.

با این حال، باید نحوه اتصال فلنج با لوله و واشرهای مورد استفاده را در نظر بگیرید تا از اندازه مناسب اطمینان حاصل کنید.

ملاحظات رایج عبارتند از:

• قطر بیرونی: فاصله بین دو لبه مخالف وجه فلنج
• ضخامت: اندازه گیری ضخامت لبه اتصال خارجی
• قطر دایره پیچ: فاصله بین سوراخ های پیچ و مهره متضاد وقتی از مرکز به مرکز اندازه گیری می شود
• اندازه لوله: تعیین اندازه لوله که فلنج با آن مطابقت دارد
• اندازه حفره اسمی: اندازه گیری قطر داخلی اتصال دهنده های فلنج

طبقه بندی فلنج و رتبه بندی خدمات

هر یک از ویژگی های فوق بر نحوه عملکرد آن در طیف وسیعی از فرآیندها و محیط ها تأثیر می گذارد.

بنابراین چگونه می توانید تشخیص دهید که کدامیک برای انجام کار مناسب هستند و کدام یک نیستند؟

همچنین آن ها اغلب بر اساس توانایی آنها در تحمل دما و فشار طبقه بندی می شوند.

این با استفاده از یک عدد و پسوند “#”، “lb” یا “Class” تعیین می شود. این پسوندها قابل تعویض هستند اما بر اساس منطقه یا فروشنده متفاوت خواهند بود.

طبقه بندی های رایج عبارتند از:

• 150#
• 300#
• 600#
• 900#
• 1500#
• 2500#

تحمل فشار و دما بر اساس مواد مورد استفاده، طراحی و اندازه آن متفاوت است. تنها ثابت این است که در همه موارد، با افزایش دما، درجه بندی فشار کاهش می یابد.

استانداردهای فلنج و علامت گذاری

برای کمک به مقایسه آسان تر، آن ها تحت استانداردهای جهانی تعیین شده توسط انجمن مهندسین مکانیک آمریکا (ASME) — ASME B16.5 و B16.47 قرار می گیرند.

اگر می‌خواهید قطعات موجود را جایگزین یا تأیید کنید، همه آن ها باید دارای نشانگرها باشند – معمولاً در محیط بیرونی آن ها – برای کمک به این فرآیند.

این نشانگرها نیز از یک دستور دقیق پیروی می کنند:

• آرم یا کد سازنده
• کد مواد ASTM
• درجه مواد
• رتبه بندی خدمات (کلاس فشار-دما)
• اندازه
• ضخامت (برنامه)
• شماره حرارتی

نام‌گذاری‌های ویژه، در صورت وجود – برای مثال QT برای Quenched و Tempered یا W برای تعمیر با جوش

این راهنما یک پایه محکم از اصول اولیه طراحی و نحوه انتخاب  ایده آل آن برای سیستم لوله کشی ارائه می دهد. با این حال، با طیف گسترده‌ای از فلنج‌های فولادی ضد زنگ و سایر مواد فلنج موجود، فهرست کردن هر پیکربندی، جزئیات یا در نظر گرفتن غیرممکن است.

منبع

https://www.unifiedalloys.com/blog/flanges-101