فلنج

قطعه یا صفحه دیسکی شکل با سوراخ‌هایی که اتصال محکم دو عنصر ماشینی یا تاسیساتی را ایجاد می‌کند فلنج نام دارد. مهم ترین کاربرد فلنج‌ها بستن لوله‌ها به یکدیگر، تغییر مسیر و تغییر قطر لوله‌هاست. این عنصر به صورت استاندارد تولید می‌شود. کلمه فلنج از زبان آلمان به زبان فارسی آمده است. معادل آلمانی آن Flansch flange  است.

بسته به محل استفاده از مواد مختلفی مانند آهن، مس یا برنج قابل تولید است. فلنج‌ها عمدتاً بر اساس فشار و اندازه طبقه بندی می‌شوند. آنها معمولا ساختار دایره ای دارند. در حقیقت از اتصال دو دایره با پیچ و مهره فلنج تشکیل می‌شود. تعداد سوراخ‌های پیچ ثابت نیست، بلکه با توجه به کلاس فشار متفاوت هستند. همانطور که در بالا ذکر کردیم، فلنج‌ها عموما دایره ای هستند، اما به ندرت به شکل مستطیلی یا بیضی و مربع نیز تولید می‌شود.

 اگرچه کاربرد عمومی فلنج ضد زنگ در تاسیسات لوله است، اما برای اتصال قطعات ماشین آلات به یکدیگر نیز استفاده می‌شود.

ابعاد فلنج چگونه تعیین می‌شود؟

هنگام تعیین اندازه فلنج باید داده‌هایی را در نظر گرفت. برخی از پارامترهای تعیین ابعاد و نوع فلنج عبارتند از:

• مقدار فشار نصب
• مقدار دمای نصب
• جنس بدنه لوله ها
• قطر لوله نصب

علاوه بر اینها، 5 مقدار اصلی که بر اندازه فلنج تأثیر می‌گذارد به شرح زیر است:

• قطر داخلی (بعدd)
• قطر بیرونی (بعد D)
• قطر دایره پیچ (بعد K)
• ضخامت دیوار (بعدT)
• تعداد پیچ ​​و مهره

در استانداردهای PN یا DIN ابعاد با قطر اسمی و کلاس فشار تعیین می‌شود. به عنوان مثال وقتی DN25 PN 16 ذکر می‌شود فلنج با قطر داخلی 25 میلی متر و حداکثر فشار 16 بار مد نظر می باشد.

دسته بندی فشار فلنجها در استانداردهای PN 6، 10، 16، 25، 40، 64، 100، 150، 250 و 400 بار می‌باشد.

فلنج چه کاری انجام می‌دهد؟

آنها روشی قابل اعتماد برای اتصال سیستم‌های لوله کشی برای تجهیزات مختلف، شیرها و جوشکاری در نظر گرفته می‌شوند. این محصولات برای احداث یک سیستم لوله کشی ایمن ضروری هستند. البته این نکته را فراموش نکنید که دسترسی آسان به تمیز کردن، بازرسی یا اصلاح خطوط را نیز فراهم می‌کنند.

استفاده از آنها همچنین انعطاف پذیری در تعمیر و نگهداری سیستم‌های لوله کشی لوله کاروگیت را فراهم می‌کند و فرصت ایجاد تغییرات را با برداشتن اتصالات پیچ بدون آسیب رساندن به مواد می‌دهد.

فلنج‌ها عمدتا در صنایع شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرند. وجود فلنچ‌ها برای اتصال قطعاتی مانند لوله مانیسمان یا لوله‌های درزدار مثل انواع اسپیرال ضروری است. همچنین برای مطالعه در مورد ولوها و شیرآلات صنعتی می‌توانید روی محصول ذکر شده کلیک کنید تا اطلاع کافی را کسب نمائید.

تغییر قطر و مسیر لوله‌ها در فشار کم و بالا یکی دیگر از کاربردهای فلنج است. اینکه کدام یک از این انواع فلنج استفاده خواهد شد با توجه به معیارهای خاصی تعیین می‌شود. این معیارها عبارتند از؛

• فشار و دمای سیستم
• نوع ماده اصلی
• وضعیت خوردگی محیط

کاربردهای فلنج

“فلنج کاری” یک نوع روش بهینه برای متصل کردن لوله‌ها، دریچه و پمپ‌ها و سایر تجهیزات است. فلنج نه تنها برای تنظیم مواد درون این سیستم‌ها کاربرد دارد، بلکه برای ایجاد امنیت کامل نیز کاربرد دارند.  فلنج‌ها برای تمیزی و درستی کار کردن سیستم لوله‌ها هم استفاده می‌شود.

فلنج‌ها بیشتر برای گرفتن اتصال در صنایع شیمیایی کاربرد دارند. استفاده از فلنچ‌ها برای اتصال قطعاتی مانند لوله‌های مانیسمان، لوله‌های درزدار، لوله های پلی اتیلن و … ضروری است. این محصول برای جداسازی مجدد در برشکاری یا جوشکاری نیز کمک شایانی می‌کنند؛ چرا که فقط با باز و بسته کردن پیچ و مهره‌ها قطعات یا لوله‌ها از هم جدا می‌شوند. تغییر قطر و مسیر لوله‌ها در فشار کم و بالا یکی دیگر از کاربردهای فلنج است.

فلنچ‌ها از چه جنسی ساخته می‌شوند؟

همان طور که ذکر کردیم، فلنج در امتداد لوله‌ها جایگذاری می‌شود، بنابراین در اغلب موارد جنس فلنج یکسان با جنس لوله انتخاب می‌شود. این اتصالات با تمام مواد مختلف مانند فولاد کربنی یا ضد زنگ، چدن، آلومینیوم، برنج، برنز، پلاستیک و غیره تولید می‌شوند. اما اکثر فلنچ‌ها فولادی هستند و طبق چهار رده از استاندارد ASME تولید می‌شوند.

انواع فلنج

به طور معمول فلنج‌ها به امتداد لوله‌ها، جوش داده یا رزوه می‌شوند و دو فلنج با واشر به یکدیگر بسته می‌شوند تا آب بندی ایجاد کنند و بدین روش امکان دسترسی آسان به سیستم لوله کشی را فراهم می‌سازند. در زیر توضیح داده ایم که انواع فلنج‌های مورد استفاده در سیستم‌های لوله کشی به چه اندازه و عواملی بستگی دارد.

فلنج با سطح ساده لغزشی (Slip On Flange)

همانطور که از نام آن پیداست، این فلنج‌ها روی یک لوله می‌لغزند و به همین دلیل به نام فلنج‌های لغزنده شناخته می‌شوند. فلنج پلاگین به نام SO نیز شناخته می‌شود. نوعی فلنج است که طراحی داخلی آن کمی بزرگتر از لوله است و به راحتی بر روی لوله می‌لغزد. از آنجایی که ابعاد داخلی آن کمی بزرگتر از ابعاد بیرونی لوله است، بالا و پایین فلنج را می‌توان مستقیماً به فلنج SO به تجهیزات یا لوله با جوش گوشه ای متصل کرد.

این نوع فلنج‌ها دارای سیستم معمولی هستند. نصب آن ساده است و استحکام آن هم در فشار داخلی و هم در برابر خستگی، کمتر از فلنج گردن دار است. استحکام یک فلنج با سطح ساده لغزشی تحت فشار داخلی دو سوم فلنج‌های گلودار جوشی است که این مقدار با اعمال شرایط خستگی به یک سوم کاهش می‌یابد.

 برای وارد کردن لوله به سوراخ داخلی از برجستگی‌های صاف استفاده می‌شود. فلنج‌های اسنپ انتخاب مناسبی برای کاربردهای کم فشار هستند. این مدل برای بسیاری از خطوط لوله انتقال سیال استفاده می‌شود. از معایب این دسته این است که اصولا ابتدا لوله‌ها باید جوش داده شوند و سپس اتصالات با آن تنظیم شوند.

فلنج گردن جوش (Weld Neck Flange)

این نوع فلنج یک بخش دارد که درون آن به صورتی ماشین کاری می‌شود که با قطر داخلی لوله‌ پلی اتیلن و یا اتصالات دیگر یکسان باشد.

فلنج گردن جوش به عنوان فلنج توپی یا توپی مخروطی نیز شناخته می‌شود. فلنج گردن جوش دارای گردن مخروطی شکل است که می‌تواند کشش لوله را حرکت دهد و در نتیجه فشار جمع شده در زیر فلنج را کاهش می‌دهد.  این سیستم به صورتی خودکار کار می‌کند که تا با قطر داخلی لوله پلی اتیلن و یا اتصالات دیگر یکسان شود. قسمت جوش گردنی این نوع فلنچ‌ها با لوله‌های پلی اتیلن به صورت موازی می‌ایستد و سبب انطباق کامل بر روی همدیگر می‌شود تا فشار بیشتری را تحمل کند.

به همین دلیل این مدل فلنج در دماهای بالا یا پایین کار می‌کند و در برابر فشار بالا مقاوم و سازگار است. فلنج‌های گردن جوش به راحتی با انتهای مخروطی که از ضخامت دیواره لوله و اتصالات عبور می‌کند، قابل شناسایی هستند. علت این شکل فلنج‌ها برای محافظت شدن در برابر فشار بالا، دمای زیر صفر و بالا است. فلنج گردن جوش شامل یک قطعه اتصال دایره ای با یک لبه بیرون زده در اطراف آن است. فلنج گردن جوش با موفقیت در فشارهای تا 5000 psi استفاده شده است.

فلنج جوش سوکت (Socket Weld Flange)

این فلنج‌ها، ابتدا به یک لوله و سپس به اتصالات جوش داده می‌شود. این اتصالات دارای قسمتی هستند که محل قرار گیری لوله است. برای اجرای اتصال، این فلنج‌ها را هم می‌توان از داخل جوشکاری کرد هم از بیرون. در صورتی که جوشکاری از داخل انجام شود، مقاومت استاتیکی و خستگی افزایش می‌یابد. این فلنج‌ها برای سیستم لوله کشی با فشار کاری بالا و قطر لوله کشی کم کاربرد دارد. از این رو فلنج جوش ساکت بیشتر برای خطوط با قطر کم استفاده می‌شود.

فلنج‌های جوش سوکت فقط با جوش فیله به صورت خارجی متصل می‌شوند و معمولاً برای خدمات مهم توصیه نمی‌شوند. استحکام استاتیکی آنها معادل فلنج‌های Slip On است، اما استحکام خستگی آنها 50 درصد بیشتر از فلنج‌های Slip On با جوش دوبل است. برای این نوع فلنج، ضخامت لوله اتصال باید با طول سوراخ فلنج مناسب تعریف شود. قبل از جوشکاری، باید یک شکاف در فلنج ایجاد شود. هدف از این کار به حداقل رساندن فشار باقیمانده در ریشه جوش است که می‌تواند در طول انجماد فلز جوش ایجاد کند. نقطه ضعف فلنج جوش سوکت ایجاد فضای مناسب برای رشد باکتری است.

فلنج کور (Blind Flange)

فلنج کور بدون سوراخ تولید می‌شوند و از نقطه نظر فشار داخلی و بارگذاری پیچ، تنش پذیرترین نوع فلنج است. در بکارگیری آن باید توجه شود که ماکزیمم تنش وارده به مرکز آن است.

فلنج‌های کور بدون سوراخ تولید می‌شوند و برای تخلیه انتهای لوله‌ها، شیرها و دهانه مخازن تحت فشار استفاده می‌شوند. همچنین برای مسدود نمودن مسیر انتهای خطوط لوله، شیرآلات و دهانۀ منبع‌های تحت فشار نیز کاربرد دارند. از نظر فشار داخلی و بارگذاری پیچ و مهره، پرتنش ترین نوع فلنج، فلنج‌های کور هستند. به خصوص در اندازه‌های بزرگتر.

 با این حال، بیشتر این فشارها از نوع نزدیک به مرکز هستند و برای سیستم‌های دمای فشار بالاتر ایده‌آل هستند. عملکرد این فلنج‌ها مسدود کردن قسمتی از لوله یا نازل در یک مسیر بلااستفاده است.

فلنج کور عینک ( Spectacle Blind)

این نام از این واقعیت ناشی می‌شود که پایه فلنج شبیه به “عینک” است. پرده‌های عینک معمولاً برای جدا کردن لوله یا به سادگی برای اتصال آنها به یکدیگر استفاده می‌شود. هر قسمت عینک، یک صفحه فولادی است که به دو دیسک با ضخامت معین تقسیم شده است.

یکی از دیسک‌ها یک صفحه جامد و دیگری حلقه ای با قطر داخلی معادل فلنج است. فلنج کور عینک در سازه‌هایی استفاده می‌شود که باید به طور منظم از سایر تاسیسات جدا شوند. پرده عینک معمولاً در حالت “باز” ​​نصب می‌شود تا جریان از طریق لوله امکان پذیر باشد. اگر پرده عینک در حالت “بسته” چرخانده شود، لوله خالی است و جریانی وجود ندارد.

فلنج لبه دار (Lap Joint Flange)

ساختار آن مانند نوع معمولی است. با این تفاوت که لایه پایینی در آن وجود ندارد و انتهای آن نیز پخ دارد. برای اتصال لازم است لوله در سر دیگر آن جوش لب به لب داده شود.

هنگامی که لوله از مواد گران قیمت ساخته شده باشد، از فلنج‌های مفصلی با انتهای گل میخ استفاده می‌شود. به عنوان مثال، فلنج فولاد کربنی را می‌توان به سیستم لوله کشی فولاد ضد زنگ متصل کرد زیرا فلنج با ماده موجود در لوله تماس پیدا نمی‌کند. انتهای گل میخ به لوله جوش داده می‌شود و فلنج‌ها شل می‌مانند. شعاع داخلی این فلنج‌ها لبه اریب برای پاک کردن شعاع انتهای گل میخ است. این فلنچ‌ها با سیال تماس ندارند و هزینه آن‌ها معمولا از فلنج گردن دار حدود یک سوم بیشتر است. در حالی که مقاومت در برابر تنش آن تنها یک دهم نوع گردندار است

قابلیت نگهداری فشار آنها، کمتر از فلنج‌های Slip On است و عمر خستگی این مدل فقط یک دهم فلنج‌هایWeld Neck است. از این رو “فلنج مشترک لبه” برای سیستم‌های کم فشار و غیر بحرانی استفاده می‌شود. مزیت اصلی این اتصالات نصب و تراز کردن پیچ‌ها و همچنین موازنه سازی راحت تر آن‌ها است.

فلنج‌های کاهشی (Reducing Flange) 

فلنج‌های کاهنده برای موقعیت‌هایی طراحی شده اند که اندازه لوله تغییر می‌کند. ابعاد آن عمدتاً با اندازه لوله بزرگتر (NPT) مطابقت دارد، اما دارای سوراخ کوچکتری است که با اندازه لوله کوچکتر (NPT) مطابقت دارد. فلنج کاهنده به علت نصب و جداسازی راحت، محبوبیت بالایی در بازار داشته باشد و یکی از پر استفاده ترین انواع فلنج در صنعت لوله کشی است. به طور کلی از فلنج تبدیلی زمانی استفاده می‌شود که دو قسمت خط لوله دارای قطر‌های متفاوت باشند. فلنج کاهنده به طور خاص برای تبدیل از قطر بزرگ به قطر کوچک استفاده می‌شود. این مدلها معمولاً با فلنج‌های گردنی کور، لغزنده، رزوه دار و جوشی عرضه می‌شوند و یک جایگزین عالی برای اتصال دو اندازه مختلف لوله هستند. اما اگر از در مسیر لوله کشی پمپ فشار قوی وجود دارد که ایجاد تلاطم شدید میکند، نباید از این نوع فلنج استفاده کرد.

فلنج‌های رزوه ای (Threaded Flange)

درون این فلنچ‌ها رزوه کاری شده است. دیده می‌شود که گاها به این نوع اتصالات، فلنج دنده ای نیز گفته می‌شود.

فلنج‌های رزوه‌دار تقریباً شبیه مدلهای Slip-On هستند، اما تفاوت اصلی این است که فلنج رزوه‌دار به‌گونه‌ای دریل شده است که قطر داخلی یک لوله مشخص شود. نمونه‌های رزوه‌ای نوعی فلنج با رزوه‌های لوله مخروطی در سوراخ منطبق با ASME B1.20.1 است. از این نوع فلنج‌ها می‌توان در سیستم‌های لوله‌کشی که امکان جوش دادن آنها به لوله وجود ندارد (مانند نواحی بسیار انفجاری که ممکن است بهنگام جوشکاری وجود داشته باشد) استفاده می‌شود. البته بعضی مواقع برای اطمینان از آب بندی کامل، یک پاس جوش به آن داده می‌شود. این دسته برای کاربرد در فشار و دماهای بالا مناسب هستند. برای اتصال لوله‌های گالوانیزه و چدنی اغلب از فلنج‌های رزوه ای استفاده می‌شوند.

فلنج‌های مربعی (Square flanges)

این فلنج با شکل مربع، متفاوت با نمونه گرد است. فلنج‌های مربعی با کیفیت بسیار زیاد از مواد آهن، فولاد، فولاد ضد زنگ، آلومینیوم و مس تولید می‌شود. برای این فلنج‌ها نیاز به لوله ضخیم است.

فلنج‌های مربعی مطابق با استانداردهای JIS B2291 / JIS F7806 ساخته شده‌اند. این فلنج‌ها اغلب برای اتصال لوله به لوله و یا لوله به انشعاب استفاده می‌شود. آنها بیشتر برای خط سیستم‌های هیدرولیک با عبور سیال استفاده می‌شود. در مجموعه ناب ملل، مجموعه کاملی از فلنج‌های مربعی شامل اورینگ، پیچ و مهره، فلنج ماده (سمت سنگ زنی) و نر (سمت تخت) تولید می‌باشد. فلنج ماده به عنوان قسمت A ذکر شده است. بخش B فلنج نر را تعریف می‌کند و مجموعه کامل AB است.

فلنج‌های جوشکاری گردن بلند (Long neck welding flanges)

فلنج جوشکاری گردن بلند نوعی اتصالات لوله است که به فلنج با گردن و لوله انتقال گرد و اتصال جوش لب به لب با لوله اشاره دارد.

برای خط لوله با نوسان زیاد دما یا فشار یا خط لوله با درجه حرارت بالا، فشار زیاد و دمای پایین مناسب است. همچنین از این مدل فلنجها، برای برقراری خط لوله بمنظور انتقال سیالات گران قیمت، ماده قابل اشتعال، مواد منفجره و گازهای سمی استفاده می‌شود.

فلنج‌های جوشی گردن بلند بیشتر برای شرایط فشار و دمای بالا (یا نوسان)، به ویژه در صنعت نفت و گاز استفاده می‌شود.

فلنج جوشکاری گردن بلند، لنگرهای اصلی آب یا منابع گازی هستند که به شبکه لوله‌های بزرگتر مانند شبکه‌های یک کارخانه یا آپارتمان پمپ می‌شوند. فلنج گردن بلند ، لوله را به داخل فلنج هدایت می‌کند و تقویتی را فراهم می‌کند (این عمل با فلنج گردنی جوش داده شده استاندارد امکان پذیر نیست). این تقویت کننده برای ایمنی سیستم‌های فشار قوی صنعتی، تجاری و حتی مسکونی ضروری است. به طور معمول، فلنج‌های جوشکاری گردن بلند با برش‌های مربعی برای جایگزینی لوله ساخته می‌شوند و به لوله جوش داده نمی‌شوند.

فلنج گسترش دهنده (Expansion flange)

فلنج منبسط کننده، به نام EXPF، نشان دهنده فلنج گردنی جوش داده شده است، اما در اندازه بزرگتر (یک یا دو اندازه) گسترش می‌یابد. در صورت محدود بودن فضا یا نیاز به اتصال به قطر لوله بزرگتر، مکان مناسبی را برای تجهیزات، پمپ‌ها و دریچه‌ها فراهم می‌کند. اندازه جمع و جور باعث صرفه جویی در فضا در مقایسه با فلنج گردن جوشی کاهنده است تا جایی که می‌توانید با استفاده از این مدل دیگر فلنج‌ها را حذف کنید. درجه بندی فشار و ابعاد مطابق با ANSI / ASME B16.5 است. فلنج گسترش دهنده به یک جوش لب به لب نیاز دارد.

فلنج‌های اوریفیس (Orifice Flange)

از فلنج‌های اوریفیس با اریفیس متر برای اندازه گیری جریان مایعات یا گازها در خط لوله مربوطه استفاده می‌شود. از لحاظ ساختاری در واقع همان فلنج گردن دار و در برخی موارد “اسلیپ آن” است. این انواع اتصالات در راستای شعاع دارای سوراخ هستند. از این سوراخ‌ها عمدتا برای اندازه‌ گیری و سنجش جریان سیال (مایع یا گاز) استفاده می‌شود.

این فلنج‌ها بر اساس توصیه‌های انجمن گاز آمریکا (AGA)، ASME و انجمن بین المللی اتوماسیون (ISA) طراحی و تولید می‌شوند. نامهای دیگر فلنج اوریفیس عبارتند از:  دهانه جوشی برجسته، دهانه جوشی با صورت برجسته، دهانه جوش مفصلی حلقه، دهانه شیر گوشه‌ای.

فلنج‌های شل (Loose flanges)

فلنج شل وسیله ای است که به انتهای یک لوله جوش داده می‌شود تا نیمی از کوپلینگ فلنجی ایجاد می شود. این جزء می‌تواند از فولاد کربنی یا فولاد ضد زنگ ساخته شود تا مشخصات مورد نیاز شما را برآورده کند. انواع فلنج‌های شل برای جا دادن زانوها، شیرها و تقریباً هر جزء خط لوله وجود دارد.

فرم تولید فلنج شل نسبت به دیگر فلنج‌ها سریعتر، راحت تر و دارای سرعت نشت هوای کمتری است. مزایای آن این است که موجب صرفه جویی در مواد و کاهش سرمایه گذاری در مهندسی می‌شود.

فلنج‌های پیچ (hub flanges)

این فلنج دارای رزوه اتصال لوله در داخل سوراخ فلنج با رزوه نر مطابق روی لوله می‌باشد. از این فلنج‌ها بیشتر در سرویس‌های خدماتی مانند هوا و آب استفاده می‌شود. فلنج پیچ معمولاً برای نیازهای قطر کوچک و فشار بالا استفاده می‌شود. فلنج‌های ‌هاب اسکرو دارای سایزهایی هستند که از نیم تا 24 اینچ متغیر است.

فلنج‌های پیچ در سوراخی رزوه می‌شوند که با رزوه بیرونی لوله مطابقت دارد. مزیت اصلی این فلنج‌ها این است که می‌توان آنها را بدون جوش نصب کرد.

فلنج‌ تخت (Flange bed)

فلنج صفحه ای که معمولاً به عنوان فلنج مسطح شناخته می‌شود، دارای یک سطح واشر در همان صفحه سطح دایره پیچ است. به آن فلنج صفحه تخت نیز می‌گویند. فلنج‌های تخت دارای سطوح صاف هستند و فاقد شیار یا برآمدگی می‌باشند. فلنج‌های تخت دارای سطح مقطع و نقطه اتصال ساده ای هستند که بیشتر در مواقعی کاربرد دارند که دو فلنج با واشر باید به یکدیگر وصل شوند.

کاربردهای اصلی این فلنج اتصال لوله‌ها، مانند لوله کاروگیت، لوله مانیسمان با تجهیزات دیگر مانند پمپ‌ها، مخازن تحت فشار، کمپرسور و…  است. این فلنج‌ها بیشتر در صنایع پتروشیمی کاربرد دارد. فلنج‌های صفحه صاف زمانی استفاده می‌شوند که فلنج‌های روبرویی دارای سطح صاف باشند. این اتفاق عمدتاً هنگام اتصال به تجهیزات چدنی، شیرآلات و تجهیزات تخصصی رخ می‌دهد.

فلنج‌های صفحه برجسته (Prominent facial flanges)

صورت برجسته رایج ترین نوع مورد استفاده در کاربردهای کارخانه ای است و به راحتی قابل شناسایی است. به آن صورت برآمده می‌گویند زیرا سطوح واشر بالای سطح دایره پیچ قرار دارند. برای تمام فلنج‌های فولادی فورج شده مانند ماشین آلات و شیرها، از این نوع فلنج به طور گسترده ای استفاده می‌شود زیرا دارای آب بندی کافی است. این مدل فلنج ممکن است شامل لایه‌های حلقه مسطح و اجزای فلزی از نوع زخم مارپیچی و دو جداره باشد.

این فلنج‌ها دارای سطح برجسته برای قرار گفتن گسکت می‌باشد و از فولاد سخت ساخته شده و در مقابل خورندگی مقاوم می‌باشد، از این رو دارای عمر طولانی می باشند.

فلنج نر و ماده (Male & Female)

فلنج‌های نر و ماده نوعی فلنج هستند که می‌خواهند در کنار هم قرار گیرند. یک صفحه دارای ناحیه ای است که فراتر از صفحه فلنجهای معمولی است. این نوع فلنچ‌ها به صورت نر و ماده به یکدیگر متصل می‌شوند (فلنج انسان). یعنی یکی از آن‌ها سطحی محدب و دیگری دارای سطح مقعر است. معمولا ارتفاع سطح برآمده در فلنج نر 6.4 میلی متر و عمق فرورفتگی در فلنج ماده 5 میلی متر در نظر گرفته می‌شود. این نوع فلنچ‌ها یکی از مهم ترین و پر کاربردترین‌ها در بخش پایپینگ، صنعت نفت و گاز، پتروشیمی و آب رسانی هستند.

صفحه‌های مادگی باید 3.16 اینچ طول و صفحه نری 1.4 اینچ پهنا داشته باشند و انتهای هر دوی آنها باید صاف باشد. قطر بیرونی صفحه مادگی برای قرار دادن و محافظت از گاز است. فلنج‌های نر و ماده دارای خواص آب بندی عالی، جانمایی فوق العاده مطمئن، استفاده از مواد آب بندی موثرتر و مواد آب بندی پیشرفته (O-rings) هستند.

فلنج‌های شیار و زبانه  (Tongue & Groove Facing)

فلنج‌های Groove و Tongue باید با گوش Tongue و Groove مطابقت داشته باشند. فلنج دارای یک حلقه برجسته تحت عنوان زبانه است و در طرف دیگر صفحه دارای یک فرورفتگی تحت عنوان شیار است. هر دو پوشش زبانه و شیار اصلی و فرعی استاندارد یکدیگر ساخته شده‌اند. کارکرد این نوع نیز به صورت جفتی و مثل فلنج نر و ماده است. اما با نر و ماده تفاوت دارند زیرا قطرهای داخلی زبانه و شیار به پایین فلنج نمی‌رسد، بنابراین واشر روی قطر داخلی و خارجی آن باقی می‌ماند. از این مدل فلنج‌ها برای درپوش‌های سوپاپ و محفظه‌های پمپ استفاده می‌شوند.

مفاصل زبانه و شیار همچنین دارای مزیت خود تراز شدن هستند و به عنوان یک بافر الاستیک عمل می‌کنند. فلنج‌های Groove و Tongue در کاربردهای کم فشار و غیر بحرانی برای اتصال سایر اجرا استفاده می‌شوند. 

انواع فلنج بر اساس جنس

بر اساس متریالی که در ساخت فلنج‌ها استفاده می شود میتوان این اتصالات را به انواع زیر تقسیم بندی نمود:

فلنج ریخته گری

فلنجهای ریخته گری با هزینه‌های کمتری تولید می‌شوند، نیاز به فرآیند ساده ای دارند. دارای محتوای کربن بالایی نسبت به نمونه‌های آهنگری هستند. از این رو بیشتر مهندسان فلنج ریخته گری شده را بر آهنگری ترجیح می‌دهند.

فلنج ضد زنگ (آهنی)

از فلنج‌های ضد زنگ برای اتصال دو لوله یا عناصر لوله کشی استفاده می‌شود. با این حال، از ضد زنگ‌ها اغلب در شیرها، پمپ‌ها، ماشین آلات و خطوط لوله فشار قوی استفاده می‌شود.

استفاده از مدل ضد زنگ در تاسیسات آب ایمنی خطوط لوله را تضمین می‌کند. در صورت عدم استفاده از آنها در تاسیسات آب، ممکن است به دلیل فشار زیاد در خطوط لوله های پلی اتیلنی تحت فشار انفجار رخ دهد. برای جلوگیری از چنین موقعیت‌های منفی، لازم است از یک فلنج ضد زنگ که توسط پیچ و مهره پشتیبانی می‌شود استفاده کنید.

 مزایای اصلی آن عبارتند از:

• آنها را می‌توان در دماهای منفی شصت درجه سانتیگراد تا 600 درجه سانتیگراد و فشارهای بالا استفاده کرد.
• آنها دارای استحکام بالایی هستند، به لطف این ویژگی، در برابر خوردگی مقاوم هستند. بنابراین در محیط‌هایی که اسیدها و ضایعات صنعتی وجود دارد به راحتی قابل استفاده هستند.
• از آنجایی که مواد اولیه مورد استفاده در تولید فلنجهای ضدزنگ یک ماده بهداشتی است، بدون نگرانی برای استفاده در صنایع غذایی نیز مناسب است.

فلنج فولادی

فلنج‌ها را می‌توان با توجه به محل استفاده از مواد مختلفی تولید کرد. در میان این مواد، موادی با خواص مختلف مانند آهن، مس، برنج و فولاد وجود دارد.

انواع فولادی ساختاری دایره ای دارند و از اتصال دو دایره با پیچ و مهره تشکیل می‌شوند. تعداد سوراخ‌های پیچ که دایره‌های فولادی را به یکدیگر متصل می‌کنند ممکن است بسته به کلاس فشار متفاوت باشد. اگرچه آنها عمدتاً در اتصال لوله‌های کاروگیت و پلی اتیلن تحت فشار استفاده می‌شوند، اما می‌توان از آنها در اتصال ماشین آلات نیز استفاده کرد.

آنها با توجه به مکان مورد استفاده به صورت جوشی، رزوه ای و سوکتی تولید می‌شوند. این یک مزیت مهم است که می‌توان از آنها در فشارهای بالا استفاده کرد. از آنجایی که آنها در اندازه‌های استاندارد تولید می‌شوند، سازگاری با تمام سیستم‌ها را فراهم می‌کنند.

با این حال، ممکن است این امکان وجود داشته باشد که در استفاده از آن، نفوذ ناپذیری در سطح مورد نظر حاصل نشود. مشکل اصلی در اینجا این است که این عناصر را به عنوان یک بست و عنصر آب بندی نبینیم.

فلنج فلزی

فلنج‌های فلزی که معمولاً برای کاربردهای صنعتی، تجاری و سازمانی استفاده می‌شوند، از #150 تا #2500 طبقه بندی می‌شوند.آنها بر اساس ASME B16.5 ساخته می‌شوند که فلنج ANSI نیز نامیده می‌شود.

فلنج دوار

این مدل فلنچها، انعطاف پذیری را در سیستم‌های لوله کشی فراهم می‌کند، لرزش را کاهش می‌دهد و امکان حرکت را فراهم می‌کند. هنگامی که آنها سفت می‌شوند، واشر سفت می‌شود و نشتی را متوقف می‌کند، اما در صورت نیاز همچنان می‌تواند حرکت کند. همچنین این مدل فلنج‌ها قابلیت نگهداری فشار کمتری دارند و به راحتی نصب می‌شوند.  

می توان مزایای استفاده آنها را به شرح زیر فهرست کرد:

• آزادی چرخش در اطراف لوله، تراز کردن سوراخ‌های پیچ فلنج مخالف را تسهیل می‌کند.
• عدم تماس با سیال درون لوله
• در سیستم‌هایی که به سرعت فرسوده یا پوسیده می‌شوند، می‌توان آنها را برای استفاده مجدد تعویض کرد.

فلنج پلاستیکی

این نوع فلنج‌ها نیز توسط سازندگان مبلمان و کابینت برای قرار دادن لوله و مواد داخل مبل‌ها بکار برده می‌شوند.

فلنج پی وی سی

این نوع از مواد PVC بادوام و مورد تایید صنعت ساخته شده‌اند. این اتصالات در سراسر جهان مورد استفاده قرار می‌گیرند و با دیواره داخلی صاف قالب گیری می‌شوند؛ در نتیجه افت فشار کمتری دارند.

فلنج آلومینیومی

گریدهای آلومینیومی برای استفاده در کاربردهای فشار پایین تا 16 بار کاربرد دارند. دو فلنج با اندازه مساوی توسط یک واشر به هم متصل می‌شوند تا یک نقطه دسترسی در یک خط مستقیم ایجاد کنند. این عناصر که آلومینیومی با وزن سبک و مقاومت در برابر خوردگی خوب هستند دارای قیمت پایینی هستند.

فلنج لاستیک

آنها در خودرو برای افزایش فاصله بین دو محور خودرو بین رینگ و توپی خودرو استفاده می‌شوند. علاوه بر این، فلنج کاربراتور خودرو یک قطعه ضروری برای عملکرد صحیح کاربراتور است.

کاربرد فلنج در صنعت پتروشیمی چیست؟

پیشتر آموختیم فلنج مکانیزمی است که توسط آن لوله‌ها، شیرها، پمپ‌ها و سایر ماشین‌آلات به یکدیگر متصل می‌شوند تا یک ساختار لوله‌کشی را تشکیل دهند. همچنین دسترسی به شستشو، بازرسی یا تعویض را تسهیل می‌کند. به طور معمول فلنج‌ها جوش یا پیچ می‌شوند. اتصالات فلنجی به گونه ای طراحی شده اند که با پیچ کردن دو فلنج به یکدیگر و یک واشر در بین آنها، اتصال را ایجاد می‌کنند.

فلنج‌های لوله را می‌توان از فولاد ضد زنگ، چدن، مس، نقره، برنز، لاستیک و غیره ساخت. این فلنج‌ها از انواع مواد ساخته شده است، اما بیشترین استفاده از آن فلنچهای ماشینکاری شده از فولاد کربنی است. در هنگام انتخاب لوله، طراحی فلنج تعیین می‌شود که در بیشتر موارد، از همان نوع پلاگین است.

استفاده از اتصالات و فلنج‌های ساخته شده از یک فلز خاص به یک روش رایج در صنعت تبدیل شده است. این اتصالات علاوه بر خطوط لوله در آزمایشگاه‌های تحقیقاتی، کارخانه‌های آزمایشی و کارخانه‌های تولیدی قابل استفاده است. از آنجایی که ترکیبات مورد آنالیز در آزمایشگاه بسیار خورنده هستند، ارائه محصولات مناسب برای آزمایشگاه یک چالش بزرگ است.

در واقع درست است که بگوییم شبکه گسترده خطوط لوله که برای انتقال مواد شیمیایی و مایعات مختلف استفاده می‌شود، مهمترین مولفه حمل و نقل در جهان توسعه یافته است. امروزه برای بسیاری کارها از لوله پلی اتیلن و لوله مانیسمان استفاده می‌شود. معمولا از این لوله‌ها، برای انتقال هوا، بخار، آب، مواد افزودنی، بنزین و غیره استفاده می‌شود.

به عبارت دیگر “جریان” در داخل این لوله‌ها وجود دارد. از انواع لوله‌ها مانند لوله پلی اتیلن، لوله کاروگیت و لوله مانیسمان برای عرضه خدمات و تولید انرژی نام برد. اما در طی انتقال این جریان‌ها دما و فشار زیاد باعث نشتی اتصال می‌شود. کارخانه شیمیایی نیاز به اتصالات لوله مخصوص دارد که بتواند اثرات تولید دسته ای و مداوم، حرکت سیال، انتقال حرارت و جرم را تحمل کند. از آنجایی که اکثر فرآیندها در حال انجام هستند، تغییرات باید در سریع ترین زمان ممکن انجام شود. این نه تنها آسیب را به حداقل می‌رساند، بلکه خطر آسیب را نیز افزایش می‌دهد. بنابراین نگهداری و محافظت از این لوله‌ها بسیار ضروری است. با کمک اتصالات و فلنج‌ها می‌توانید در برابر خوردگی و حرارت مقاومت ایجاد کنید.

رایج ترین فرمت‌های فلنج مورد استفاده در صنایع پتروشیمی عبارتند از:

1. گردن جوش:

این نوع فلنج‌ها رایج بوده و با مرکز مخروطی در محیط‌های پر فشار استفاده می‌شود. فلنج‌های گردن جوش مخصوصاً در شرایط  اضطراری مفید هستند.

2. پلاگین:

فلنجی که روی لوله پلی اتیلن می‌لغزد و برای بهبود فشار و جلوگیری از نشتی به داخل و خارج جوش داده می‌شود. ترجیح مهندسان بر گردن جوش بیشتر به دلیل هزینه کم است.

3. همپوشانی:

این فلنج‌ها به غیر از ضربه محکم و ناگهانی روی دریچه لغزنده هستند اما ثابت نیستند و در ترکیب با پایین یک برآمدگی مفصل لپ استفاده می‌شود. درعوض، فلنج با فشاری که توسط اصطکاک فلنج بر روی واشر از پشت سینه لوله وارد می‌شود، ثابت می‌شود.

4. رزوه ای:

در صورت استفاده در شرایط خاص، فلنج رزوه شده را می‌توان بدون جوشکاری به لوله پلی اتیلن وصل کرد. اینها معمولاً در لوله‌های با ضخامت دیواره زیاد قرار می‌گیرند.

5. کور:

اکثر فلنج‌ها بدون پیچ ساخته می‌شوند و برای آب بندی انتهای لوله‌ها، درها و دهانه‌های مخازن تحت فشار استفاده می‌شوند. آنها همچنین برای فعالیت‌های فشار بالا مناسب هستند.

در هنگام خرید لازم است به چه مواردی توجه کنیم؟

برای خرید فلنج همانند دیگر ابزارها نیازمند دقت بر مواردی است. اگر می‌خواهید محصول مزبور را مطابق با استاندارد ملی انتخاب کنید به موارد زیر دقت کنید. مشخصات زیر باید بر روی فلنج‌ها حک شده باشد:

1. نام برند شرکت تولید کننده
2. اندازه دقیق
3. میزان فشار قابل تحمل
4. ضخامت دیواره
5. میزان حرارت قابل تحمل
6. اشاره به مواد سازنده ای که در تولید فلنج استفاده شده است.

قیمت فلنج

بیشتر برند‌ها و فروشگاه‌های فروش فلنج  برای شما مشخصات کاملی از محصولات خود می‌دهند. اما اصلی ترین ملاک برای خرید فلنج، قیمت مناسب با محصولات دارای کیفیت دلخواه ماست. برای انتخاب فلنج با قیمت مناسب ابتدا لازم است تمام زوایای کاربرد خود را بسنجید. موارد موثر بر قیمت فلنج عبارتند از:

• استحکام
• میزان دمای قابل تحمل
• حساسیت کاربرد
• شکل ظاهری مورد نیاز
• و دیگر مواردی که در خریداری فلنج اهمیت دارند را باید به دقت مشخص کنید.

پس از بررسی موارد بالا می‌توانید به شرکت‌های عرضه کننده مراجعه و با مقایسه قیمت یکی از آن را انتخاب نمایید. برخی از شرکت‌ها علاوه بر فروش فلنج، مراحل نصب آن را نیز انجام می‌دهند که مشخصا دارای ارجحیت هستند.