فلنج چیست و چه کاربردی دارد؟ انواع آن؟

فلنج ها ابزار و صفحه‏‎ های دایره‎ای شکل‎ اند که دارای سوراخ‎ هایی در اطرافشان هستند و برای اتصال استفاده می‎شوند. کاربرد اصلی فلنج بستن لوله‎ها به یکدیگر و اتصال قطعات دیگر است و از کاربرد دیگر آن

می‎توان به تغییر مسیر و تغییر قطر لوله‎ها اشاره کرد. این قطعه در دیگ های بخار آکروپارس مورد استفاده قرار میگیرد.

مشخصات فلنج ‎ها

مطابق استاندارد، مشخصات فلنج که شامل موارد ذیل می‎باشد باید بر روی فلنج حک گردد:

۱. نام تجاری تولید کننده
2. سایز اسمی لوله (قطر خارجی لوله که فلنچ به آن جوش داده می‎شود)
3. مقدار فشار قابل تحمل (کلاس فلنچ)
4. شکل سطح (مهم ترین قسمت تشکیل دهنده)
5. سوراخ‎ها (گاهی بعنوان ضخامت دیواره نیز بیان می‎شود)
6. مواد تشکیل دهنده (مطابق استاندارد ASTM این عدد بیانگر مشخصات مواد خام مورد استفاده برای تهیه فلنج می‎باشد)
7. شماره یا کد مربوط به عملیات حرارتی صورت گرفته بر روی فلنچ

کلاس فلنج‎ ها

1.  رده بندی فشار مطابق استاندارد ۳۴، 16ANSI B

   مطابق این استاندارد فلنج‎های فولادی و آلیاژی آن به کلاس های ۱۵۰-۳۰۰-۴۰۰-۶۰۰-۹۰۰-۱۵۰۰-۲۵۰۰ تقسیم بندی می‎شوند. این اعداد ماکزیمم فشار بر حسب PSI بوده که فلنج‎ها در حداکثر دمای مجاز می‎توانند تحمل کنند.

2. رده بندی فشارمطابق با استاندارد ISO

   دراین استاندارد فشار تحمل فلنج‎های فولادی و آلیاژهای آن با PN نشان داده شده که دراین نشان فشار اسمی بر حسب BAR می‎باشد.

3. رده بندی فشار بر اساس استاندارد BX6-B6-A6 API

   این نوع فلنج‎ها دارای تحمل فشار بیشتری نسبت به فلنج‎های گروه ANSI بوده و به کلاس های ۵۰۰۰-۳۰۰۰-۲۰۰۰-۱۵۰۰۰-۱۰۰۰۰ رده بندی می‎گردند.
   فلنج‎ها معمولا از آهنگری ساخته می‎شوند. فقط در موارد کمی از ورقه، ساخته می‎شوند. در استاندارد ۵,16B ASME فقط فلنج کور و فلنج تبدیل می‎توانند از ورقه‎های با کیفیت قابل جوش ساخته شوند.

به طور کلی مواد سازنده فلنج مورد استفاده به شرح ذیل می باشد:

1.  کد  105B ASME – فولاد کربن آهنگری شده
2.  کد  181A  ASME- فولاد کربن آهنگری شده برای هدف عمومی
3.  کد  182A ASME – فولاد آلیاژی و فولاد ضد زنگ آهنگری شده
4.  کد  350A ASME- فولاد آلیاژی آهنگری شده برای سرویس-‎های دما پایین

انواع فلنج(FLANGE)

1. با سطح ساده لغزشی

در این فلنج‎ها هنگامی که اتصال انجام می‎شود سطح دو فلنج مورد استفاده باید صاف باشد. کاربرد اصلی آن زمانی است که برای سیستم از دو فلنج استفاده می کنیم و یا اتصالات آبی که به وسیله ریخته گری ساخته شده‎اند است. معمولا فلنج‎های چدنی و یا فولادی که در فشارهای کم کاربرد دارند از این نوع ساخته می‎شوند. طبق استاندارد وقتی فلنج سطح ساده درست شده به وسیله قالب‎های آهنی به فلنج‎های فولاد کربنی متصل شود باید فلنج‎های سطح برجسته حذف شوند.

2. نر و ماده

این فلنچ حتما باید به صورت جفتی ساخته شود سطح یکی از فلنج ها دارای برآمدگی و سطح دیگر دارای تو رفتگی می‎باشد. که بنا به موقعیت استفاده شده سطح تورفتگی و برآمدگی با نسبت‎های خاصی طراحی می‎شود که معمولا ۱۶/۳ اینچ عمق تو رفتگی و سطح ماده دارای ۴/۱ اینچ برآمدگی می‎باشد. استفاده از فلنج‎های نر و ماده را می‎توان در پوسته مبدل حرارتی به کانال و پوشش فلنجی مشاده کرد.

3. گردن جوشی

فلنج‎های لوله گردن جوشی به وسیله جوش کاری به گردن لوله متصل می شوند. این کار امکان انتقال تنش از فلنج گردن جوشی به لوله را فراهم می کند و همچنین باعث کاهش تمرکز تنش بالا در پایه‎ها به فلنج‎های گردن جوشی می‎شود. فلنج‎های لوله جوشی اغلب برای کاربردهای فشار بالا استفاده می‎شوند.

4. کور

در این مدل یک صفحه گرد کاملا بسته که در انتهای مسیرهای لوله کشی و مسیرهای دارای فشار به کار می رود. این نوع به همراه پیچ های آن فشار بیشتری نسبت به مدل‎های دیگر تحمل می‎کند که بیشترین فشار به وسط قطعه وارد می‎شود.

5. لپ جوینت

لپ جوینت اغلب برای اتصالات ته کوب (stub end) استفاده می‎شوند. لوله معمولا به انتهای stub جوش داده می‎شود و لب جوینت می‎تواند با آزادی حول انتهای stub چرخش کند. مزیت کار این است که نگرانی از بابت تنظیم سوراخ های پیچ‎ها وجود نخواهد داشت. فلنج‎های لپ جوینت اغلب برای کاربردهایی که نیاز به باز و بسته کردن مکرر دارند، استفاده می‎شوند.

6. رزوه‎ای

مدل رزوه‎ای مشابه مدل‎های لغزشی هستند، با این تفاوت که داخل سر فلنج رزوه های مخروطی است. فلنج‎های رزوه ای به لوله‎های دارای رزوه خارجی متصل می‎شوند. مزیت این مدل این است که می‎توانند بدون جوش متصل شود. مدل رزوه‎ای اغلب برای قطرهای کوچک و فشارهای کم استفاده می‎شوند.

7. جوشی سوکتی

مدل لوله جوشی سوکتی به طور معمول در اندازه‎های کوچک‎تر و برای لوله‎های فشار بالا استفاده می‎شوند. این کار امکان ایجاد یک سوراخ صاف و جریان بهتر مایع و یا گاز در داخل لوله را فراهم می‎کند.

8. روکار

از این مدل برای تمام فشارها می‎توان استفاده کرد و لازمه استفاده در فشارهای ۱۵۰ و ۳۰۰ است و جوش داخلی آن نسبت به دیگر فلنج‎‏ها مثل دندانه دار بیشتر است. کاربرد این مدل در سیستم‎های معمولی است چون نصب آن ساده است ولی مقاومت آن هم در فشار داخلی و هم در برابر خستگی کمتر از مدل گردن دار است.

9. حلقه مشترک

در این نوع فلنج‎ها ممکن است در داخل آن دارای سطح برجسته‎ای با حلقه‎های ماشینی شیاردار باشد. مدل حلقه مشترک معمولا در فشار‎های بالا و در سرویس‎های  دمای بالاتر از ۸۰۰ درجه فارنهایت مورد استفاده قرار می‎گیرد. این مدل بار اضافی فراتر از تنش پیچ را نمی‎تواند تحمل کند و در غیر این صورت ممکن است باعث در هم شکستن واشر شود.

فرم‎ها و اشکال گوناگون فلنج‎ها عبارتند از:

مسطح (FF):

اساسا در فلنج‎های Cast Iron کاربرد دارند. دراین نوع کل سطح تماس با ماشین مسطح شده است.

بالا آمده (RF):

از همه متداول‎تر می‎باشد و دارای سطحی بالا آورده شده با ماشین است که مساوی با سطح تماس Gasket است.

زبان و شیار(T&G):

این نوع نیز غیر مستعمل است. دراین نوع فلنج‎‎ها می‎بایست هماهنگ باشند. یکی دارای حلقه بالا آمده (زبان) و دیگری دارای تورفتگی ماشین کاری شده می ‎اشد که در هم چفت می شوند.

نری و مادگی (M&f):

این نوع هم غیر مستعمل می۳باشد. باز هم فلنج‎ها می‎بایست جور باشند، یکی دارای سطحی فرای سطح نرمال (نری) و دیگری دارای تورفتگی (مادگی) است که در هم چفت می‏‎شوند.

پیچ‏‎های مورد استفاده در بستن فلنج 

پیچ ممکن است از یک طرف رزوه شده باشد که به آن Bolt گفته می‎شود .

دراین صورت طرف دیگر آن دارای سر ۶ گوش و یا ۴ گوش مخصوص آچار می‎باشد و به یک مهره Nut نیاز دارد.

یا ممکن است سرتاسر رزوه شده باشد Stud Bolt  که در این صورت به دو مهره نیاز دارد.

اندازه و نوع دنده پیچ

پیچ‎ها بر اساس قطر خارجی پیچ، بصورت میلیمتری و یا اینچی اندازه گیری می‎گردند.

بعنوان مثال قطر خارجی پیچ 16M برابر ۱۶ میلیمتر(قطر خارجی پیچ ۴/۳ اینچ برابر ۴/۳ اینچ) می‎باشد.

پیچ و مهره ها مطابق سیستم متریک و یا اینچی رزوه می‎شوند و در هر دو حالت دنده بر روی پیچ بصورت موازی می‎باشد. یعنی قطر نوک دنده در طول پیچ یکسان است و مهره به راحتی در سرتاسر پیچ می‎پیچد.