ساخت فلنج

فلنج یا بیرون بند Flange قطعه‌ای است که برای اتصال دو قطعه لوله یا تجهیزات به یکدیگر بکارگیری می‌شود.

فلنج‌ها اغلب به وسیله پیچ و رولپلاک به لوله‌ها و تجهیزات متصل می‌گردند. و اتصال قوی و محکمی را فراهم می‌کنند. آنها می‌توانند در سیستم‌های لوله‌کشی و پایپینگ برای انتقال مایعات، گازها و مواد جامد مورد استفاده قرار گیرند.

فلنج‌ها معمولاً از موادی مانند فولاد کربنی، استنلس استیل و آلیاژهای مقاوم در برابر خوردگی تولید می‌شوند. آنها بر اساس استانداردها و مقررات مربوطه مشخصات خاصی مانند سایز، کلاس فلنج و استاندارد ابعادی دارند. فلنج‌ها به دلیل قابلیت تعمیر و نگهداری آسان، انعطاف‌پذیری و مقاومت در برابر خوردگی. در صنایع مختلف از جمله نفت و گاز، پتروشیمی، آب و فاضلاب و ساختمان‌ها به کار می‌رود.

ساخت و تولید فلــــــــــــــــــــنج

ساخت و تولید فلنج از جمله مسائل مهم در صنعت ساخت و تولید کشور است. و فلنج‌ها می‌توانند از جنس‌های مختلفی تولید شوند. برخی از رایج‌ترین موارد بکارگیری برای ساخت فلنج شامل موارد زیر می‌باشد.

• فولاد کربنی یا کربن استیل
• فولاد آلیاژی
• فولاد ضد زنگ
• چندن
• مس
• آلومینیوم
• برنج

فلنج‌های جوشی فولادی به دو روش کلی فورجینگ و ریخته‌گری تولید می‌شوند. در روش فورجینگ، فلنج‌ها با استفاده از نیروی فشار و حرارت شکل دهی می‌شوند. این روش معمولاً برای فلنج@های بزرگ و با دقت بالا استفاده می‌شود. در روش ریخته‌گری، فلنج‌ها با استفاده از قالب و مواد تولید می‌شوند. این روش برای فلنج٬های کوچکتر و با قیمت مناسب‌تر استفاده می‌شود.

روش‌های ساخت فلنج فولادی

۱- فلنج فورج Forge

در این شیوه، فلنج‌ها از مقاطع فلز فورج و با استفاده از تراشکاری تولید می‌شوند. مواد اولیه فلز در قالب فورج قرار می‌گیرد. و سپس عملیات فورج روی آن انجام می‌شود تا شکل کلی فلنج حاصل شود. سپس فلنج با تراشکاری دقیق شکل نهایی خود را می‌گیرد. فلنج‌های فورج با استاندارد ASTM 105 برای مواد و خواص مکانیکی، مقاوم‌ترین نوع فلنج‌ها هستند. و برای استفاده در شرایط صنعتی و دما و فشار بالا مناسب هستند.

2-فلنج ریخته‌گری Cast

این نوع فلنج‌ها اغلب برای مصارف خطوط آب و فاضلاب، مصارف شهری و در دما و فشارهای پایین استفاده می‌شوند. در این شیوه، با ریخته‌گری مواد چدنی تولید می‌شوند. و سپس با عملیات تراشکاری شکل نهایی آن‌ها حاصل می‌گردد. به دلیل وجود ترک داخلی و تخلخل در ساختار فلز ریخته‌گری شده. استفاده از این نوع فلنج‌ها در شرایط صنعتی و دما و فشار بالا ریسک‌های انفجار و خطرات جانی را به همراه دارد.

3- فلنج تولیدی از ورق فلزی Plate

در این شیوه، فلنج‌ها بطور مستقیم از طریق تراشکاری ورق فلزی تولید می‌شوند. بیشتر فلنج‌های با استاندارد PN با این شیوه تولید می٬شوند. به دلیل انجام عملیات نوردکاری روی ورق فلزی، فلنج‌های تولیدی از این روش از نظر تخلخل و همچنین ترک کمتری نسبت به فلنج‌های ریخته‌گری دارند. و مقاومت بالاتری در برابر فشار دارند. اما نسبت به فلنج‌های فورج، مقاومت کمتری دارند. و مناسب برای استفاده در شرایط دما و فشار کم تا متوسط هستند.

سایز فلنج‌ها

سایز فلنج‌ها با استفاده از سیستمی از اعداد و حروف مشخص می‌شود. این سیستم به عنوان سایز نامی Nominal Size معروف است. و با لوله‌ها همسایز خود متناسب است. سایز نامی فلنج متناسب با قطر داخلی لوله است و برای انتخاب و استفاده در اتصالات لوله‌ها استفاده می‌شود.

به عنوان مثال، در سیستم اینچی، سایز نامی فلنج‌ها به صورت اعداد اینچی (مثل 1/2 اینچ، 1 اینچ، 2 اینچ و…) مشخص می‌شود. در سیستم متریک، سایز نامی فلنج‌ها به صورت میلی‌متر (مثل 20 میلی‌متر، 50 و 100 میلی‌متر و…) تعیین می‌شود.

مقدار سایز نامی فلنج، متناسب با قطر داخلی لوله است و قطر خارجی کف فلنج. قطر محل عبور سیال و قطر خارجی گلوی فلنج را تعیین می‌کند.

کلاس و رده‌بندی فلنج‌ها

کلاس و رده‌بندی فلنج بر اساس استانداردهای مختلف انجام می‌شود. در استاندارد ASME B16.5 کلاس‌هایی مانند 2500,1500,900,600,400,300,150 تعریف شده‌اند. این کلاس‌ها تحمل فشار فلنج‌ها را نمایش می‌دهند. و هر کلاس بالاتر میزان تحمل فشار بیشتری ار نشان می‌دهد. به عنوان مثال فلنج با کلاس 300 نسبت به 150 تحمل فشاری بالاتری دارد و در دماهای بالاتر عملکرد بهینه‌ای دارد.

در استاندارد ASME B16.5 جداولی از انواع مواد مختلف محدوده دما و فشار قابل تحمل فلنج ارائه می‌شود.

استاندارد DIN نیز دارای رده‌بندی مشابهی برای فلنج‌ها است. برای مثال رده، PN64,PN40,PN25,PN16,PN10,PN6 در استاندارد DIN تعریف می‌شود. که هر کدام نشان از تحمل فشار فلنج است. همچنین استاندارد API نیز رده‌بندی خاص خود را دارد. در استاندارد API 6A رده‌هایی مانند 15000,10000,5000,3000,2000 تعریف شده‌اند که برای کاربردهای با فشار بالاتر استفاده می‌شوند.

هر استاندارد کلاس یا رده‌بندی فلنج نشان از تحمل فشار و قدرت مکانیکی فلنج می‌باشد. و انتخاب کلاس مناسب براساس نیاز و شرایط کاربرد مهم است. در تصویر زیر قطر خارجی فلنج، فاصله دو سوراخ با یکدیگر و بسیاری موارد دیگر نمایان و مشخص است.

نحوه بستن فلنج‌ها

پیچ Bolt

این نوع پیچ از یک طرف رزوه شده است و به طرف دیگر دارای سر 6 گوش یا 4 گوش مخصوص آچار می‌باشد. برای بستن آن به فلنج، نیاز به یک مهره Nut است.

پیچ استاد Stud Bolt

این نوع پچ سرتاسر رزوه شده است. برای بستن فلنج با استفاده از Stud Bolt نیاز به دو مهره Nut است. Stud Bolt ها از دو طرف فلنج عبور می‌کنند و با استفاده از دو مهره در هر طرف بست می‌شوند.

انواع فلنج بر اساس نحوه اتصال به لوله یا سایر اجزای پایپینگ

فلنج با سطح برآمده Raised Face Flanges

در این نوع فلنج، سطح برآمده‌ای وجود دارد که به لوله یا سایر اجزا قابلیت چسباندن و جدا شدگی را فراهم می‌کند.

فلنج با سطح صاف Flat Face Flanges

در این نوع فلنج، سطح صاف و بدون برآمدگی وجود دارد. که به لوله یا سایر اجزا قابلیت چسبانی و جداشدگی را فراهم می‌کند.

فلنج رینگی Ring Type Joint Flanges RTJ

در این نوع فلنج، یک حلقه رینگی بین فلنج‌ها قرار می‌گیرد که برای آب‌بندی به کار می‌رود.

فلنج نر و ماده Male and Female Flanges

در این نوع فلنج، یک قسمت نر و یک قسمت ماده وجود دارد که با یکدیگر قفل می‌شوند. و آب‌بندی را فراهم می‌کنند.

فلنج زبانه و شیار Tongue and Groove Flanges

در این نوع فلنج، یک زبانه در یک فلنج و یک شیار متناظر در فلنج دیگر قرار می‌گیرد. که با هم قفل می‌شوند و آب‌بندی را فراهم می‌کنند.

انواع فلنج از نظر نحوه اتصال به لوله و سایر اجزا

فلنج گلودار جوشی Weld Neck Flange

در این نوع فلنج، قسمت گلودار جوشی به لوله جوش می‌شود و اتصال بسیار محکم و مقاومی را ایجاد می‌کند.

فلنج گلو بند جوشی Long Weld Neck Flange

این نوع فلنج دارای یک گلودار جوشی بلندتر از فلنج گلودار جوشی است و برای اتصال به لوله‌هایی که نیاز به انحنا دارند، استفاده می‌شود.

فلنج اسلیپون Slip On Flange

در این نوع فلنج، لوله داخل فلنج قرار می‌گیرد و با استفاده از جوشکاری، اتصال محکمی ایجاد می‌شود.

فلنج ساکت ولد Socket Weld Flange

در این نوع فلنج، لوله به داخل فلنج قرار می‌گیرد و با استفاده از جوشکاری، اتصال محکمی ایجاد می‌شود. این نوع فلنج برای لوله‌هایی کوچکتر استفاده می‌شود.

ساخت فلنج

فلنج کور Blind Flange

این نوع فلنج برای مسدود کردن مسیر لوله به کار می‌رود و بدون سوراخ می‌باشد.

شکل زیر 6 نوع از رایج‌ترین انواع فلنج مشاهده می‌شود.

فلنج لپ جوینت Lap Joint Flange

در این نوع فلنج، لوله در داخل فلنج قرار می‌گیرد. و با استفاده از پیچ و مهره، اتصال محکمی ایجاد می‌شود.

فلنج رزوه‌ای Threaded Flange

این نوع فلنج دارای پیچ و مهره است و برای اتصال به لوله‌ها یا سیستم‌های پیچ و مهره استفاده می‌شود.

فلنج اوریفیس Orifice Flange

این نوع فلنج دارای یک سوراخ به اندازه دلخواست که برای اندازه‌گیری جریان یا تزریق مواد به سیستم استفاده می‌شود.

فلنج راکتی/عینکی Spectacle Blind / Spade and Spacer

این نوع فلنج برای مسدود کردن یک اتصال و جدا کردن آن در زمان نیاز بکار می‌رود. کور کننده فلنج راکتی برای اتصال و فلنج عینکی برای جدا کردن اتصال بکار می‌رود. از دیگر انواع فلنج‌ها می‌توان به فلنج رزوه‌ای، فلنج راکتی اشاره نمود.

مشخصات فلنج‌ها

مشخصات فلنج‌ها باید براساس استانداردها و مقررات مربوطه حاکم بر آنها، بر روی فلنج حک شوند. این مشخصات عبارتند از:

• نام تجاری تولید کننده فلنج: نام شرکت یا برندی که فلنج را تولید کرده است.
• سایز اسمی لوله: قطر خارجی لوله که فلنج به آن جوش می‌شود. این اندازه بر حسب اینچ یا میلیمتر مشخص می‌شود.
• کلاس فلنج: مشخصه‌ای که فشار کاری استاندارد فلنج را نشان می‌دهد. این کلاس‌ها براساس استانداردهای ANSI یا DIN تعیین می‌شوند.
• رده فلنج: مشخصه‌ای که قطر داخلی و ضخامت انتهای دیواره فلنج را تعیین می‌کند. این رده‌ها نیز بر اساس استانداردهای ANSI یا DIN تعیین می‌شوند.
• استانداردهای ابعادی: استانداردی که ابعاد و اندازه‌های فلنج را تعیین می‌کند. بطور مثال: استانداردهای ANSI/ASME B16.5 برای فلنج‌های کلاس 150 و 300 و استانداردهای DIN EN 1092-1 برای فلنج‌های PN6 تا PN100 استفاده می‌شوند.

• استانداردهای مواد اولیه: استانداردی که مشخص می‌کند که چه نوع مواد اولیه برای ساخت فلنج بکارگیری شود. برخی از از استانداردهای معروف مواد اولیه شامل ASTM و EN می‌باشند.
• شماره یا کد مربوطه به شماره ذوب مواد اولیه: یک شماره یا کد یکتا که به مواد اولیه در فلنج مختص می‌شود. این کد برای ردگیری منشأ و کنترل کیفیت مواد استفاده می‌شود.
• شماره تولید: شماره یا کدی که به فلنج‌ها برای ردگیری سری و زمان تولید در کارخانه مختص می‌شود. این حک اختیاری است و برای مدیریت و کنترل فرایند تولید مورد استفاده قرار می‌گیرد.

بطورکلی مشخصات فلنج‌ها شامل اطلاعاتی مانند نام تولید کننده، سایز لوله. کلاس و رده فلنج، استانداردهای ابعادی و مواد اولیه، شماره ذوب و شماره تولید است. این اطلاعات بر روی فلنج حک می‌شوند تا امکان شناسایی و استفاده صحیح از فلنج را فراهم کنند.

کاربرد فلنج‌ها

فلنج‌ها برای اتصال لوله‌ها و تجهیزات پایپینگ بکارگیری می‌شوند. آنها به عنوان اتصالات استاندارد برای اتصال لوله‌ها به هم و یا به تجهیزات پایپینگ مورد استفاده قرار می‌گیرند. این اتصالات برای اتصال به شیرها، فلومتر، تجهیزات ترمز و بسیاری از سایر تجهیزات مورد استفاده قرار می‌گیرند.

علاوه بر اتصالات لوله‌ها و تجهیزات پایپینگ، فلنج‌ها همچنین می‌توانند برای تغییر جنس و یا تغییر قطر و اندازه لوله‌ها در سیستم تأسیستای استفاده شوند. با استفاده از فلنج‌ها، می‌توان قطر لوله‌ها را تغییر داد و یا لوله‌هایی با جنس‌های مختلف را به هم متصل نمود. این عملکرد امکان می‌دهد که به راحتی در سیستم‌های تأسیساتی تغییراتی ایجاد کند و به نیازهای خاص مورد نیاز پروژه پاسخ دهی شود.

فلنج‌ها همچنین جهت اتصال به شیرآلات فولادی و فلزی با قابلیت تعمیر آنها استفاده می‌شوند. با استفاده از فلنج‌ها، می‌توان به راحتی شیرها را جدا کرده و تعمیر و یا تعویض آنها را انجام داد.

همچنین فلنج‌ها برای اتصال مورد نیاز جهت تغییرات دقیق نیز پرکاربرد هستند. اتصالات دقیق مانند ترموکوپل‌ها، سنسورها و تجهیزات اندازه‌گیری دقیق دیگر با استفاده از فلنج‌ها به سیستم لوله‌کشی متصل می‌شوند.

در نهایت فلنج‌ها برای شرایطی که نیاز به جداسازی در سیستم لوله‌کشی وجود دارد، استفاده می‌شوند. با استفاده از فلنج‌ها، می‌توان قسمتی از سیستم را به راحتی جدا کرده. و از آن جایی که فلنج قابل جدا شدن هستند، امکان تعمیر و یا تعویض قطعات مورد نیاز را فراهم می‌کنند.

ساخت فلنج

مزایای استفاده از فلنج‌ها

• اتصال قوی و محکم به لوله‌ها و تجهیزات
• امکان تعمیر و نگهداری آسان سیستم‌های لوله‌کشی
• انعطاف‌پذیری در تغییر قطر و اندازه لوله‌ها
• مقاومت در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی
• قابلیت استفاده در شرایطی که نیاز به جداسازی و تعویض قطعات وجود دارد.