فلنج ها یکی از اتصال دهندههای لولهها و شیر آلات و دستگاهها به یکدیگر میباشد. فلنج بصورت قطعه دیسکی شکل است که همیشه بصورت جفت به کمک پیچ و مهره دو قطعه را به هم وصل میکند و به آسانی باز میشود و برای فشارهای کم و بالا مناسب است. آببندی بین دو فلنج توسط (Gasket) که بین آنها قرار داده میشود انجام میگیرد. فلنج ها از جنس فولاد، آلیاژهای فولاد، چدن و دیگر فلزات ساخته میشود.
طبقه بندی فلنج ها بر حسب نوع صفحه (Flange Facing)
1- فلنج با سطح ساده (Flat Face)
در این نوع فلنج ها سطح یک فلنج که باید در مقابل سطح فلنج دیگر قرار گیرد صاف میباشد. معمولا فلنج های چدنی و یا فولادی که در فشارهای کم کاربرد دارند از این نوع ساخته میشوند.
2- فلنج با سطح برجسته (Raised Face)
در این نوع فلنج ها سطح فلنج که درمقابل فلنج دیگر قرارگرفته و بر روی آن لایی قرار داده میشود و نسبت به سطح کلی فلنج برجسته تر ساخته میشود.
بر اساس استاندارد مقدار برجستگی درتمام اندازهها برای کلاسهای 150و 300 برابر 1.6 میلیمتر و کلاسهای بالاتر برابر 6.4 میلیمتر میباشد.
قسمت برجسته ممکن است کاملا صیقلی (Smooth Finish) و یا دارای شیار (Serrated Finish) باشد واین شیارها یا بصورت هم مرکز ویا حلزونی میباشد که روش ساخت آن در استاندارد (mss-sp-6) مشخص گردیده است (معمولا عمق شیارها 0.4میلیمتر وفاصله آن از هم 0.8 میلیمتر میباشد).
3- فلنج نر وماده (Male & Female)
صفحه این نوع فلنجها که بصورت جفت وجود دارد یکی دارای برامدگی (به ارتفاع 6.4 میلیمتر) و دیگری تو رفتگی (به عمق 5 میلیمتر میباشد).
4- 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 لایی (gasket) را روی قطر داخلی و خارجی خود نگه میدارد و همین باعث میشود لایی (gasket) از خوردگی و فرسودگی محفوظ بماند.
ساختمان زبانه و شیار مینیمم سطح لایی نوع مسطح را ایجاب میکند و بنابراین تحت فشار پیچها کمترین بار و ماکزیمم راندمان اتصالی(joint efficiency) ممکنه برای لائیهای مسطح را خواهد داشت. دراین نوع اتصال میزان برامدگی زبانه6.4میلیمتر و میزان عمق شیار برابر 5میلیمتر میباشد.
5- فلنج با صفحه اتصال رینگی (Ring type joint facing)
جهت سرویسهای با دما و فشار باال بسـیار مناسـب است ولی گران¬تر از بقیه نوع¬ها میباشد. هر دو جفـت فلنج که به هم متـصل میشوند، از لحاظ شکل و اندازه یکسان هستند. یک رینگ نیز در شیار بین دو صورت قرار میگیرد. یکی ازمزیتهای 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 میگیرند 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 میشود. فلنچ های با صفحه اتصال رینگی در صنایع نفت و گاز برای سیستمهای با فشار و دمای بالا کاربرد دارد و در این صنایع نوع با مقطع 8 ضلعی بیشتر بکار میرود. چون این نوع رینگها تماس صفحه ای ایجاد میکنند در صورتی که رینگهای با مقطع بادامکی تماس خطی ایجاد مینمایند.
کلاس فلنج ها
فلنج ها بسته به نوع جنس و متناسب با فشاری که تحمل میکنند به کلاسهای مختلف تقسیم میگردند:
1- رده بندی فشار مطابق استاندارد ANSI B16.34
مطابق این استاندارد فلنج های فولادی و آلیاژهای آن به کلاسهای 150 -300 -400 -600- 900 -1500 -2500 تقسیم بندی میشوند که این اعداد ماکزیمم فشار بر حسب PSI بوده که فلنجها در حداکثر دمای مجاز میتوانند تحمل کنند و معمولا فشار کارکرد حدود 2.4 برابر اعداد فوق میباشد. (رابطه فشار با دما برای جنسهای مختلف در استاندارد فوق مشخص گردیده است).
2- رده بندی فشار مطابق استاندارد ISO
در این استاندارد فشار تحمل فلنج های فولادی و آلیاژهای آن با PN نشان داده شده که این نشان دهنده فشار اسمی بر حسب BAR میباشد. بعنوان مثال PN30 یعنی فشار کارکرد فلنج 30بار میباشد.
3- رده بندی فشار براساس استاندارد ( API (6A-6B-6BX
این نوع فلنج ها دارای تحمل فشار بیشتری نسبت به فلنج های گروه ANSI بوده و به کلاسهای 5000-3000-2000-15000-10000 رده بندی میگردند.
مشخصات حک شده بر روی فلنج مطابق استاندارد:
- نام تجاری تولید کننده فلنج
- سایز اسمی لوله (قطر خارجی لوله که فلنج به آن جوش داده خواهد شد)
- مقدار فشار قابل تحمل توسط فلنج (به آن کلاس یا PN فلنج هم گفته میشود)
- شکل سطح فلنج (شکل سطح فلنج مهمترین قسمت تشکیل دهنده یک فلنج میباشد)
- سوراخها(گاهی بعنوان ضخامت دیواره نیز بیان میگردد)
- مواد تشکیل دهنده فلنج (مطابق استاندارد ASTM این عدد بیان کننده مشخصات مواد خام مورد استفاده برای تهیه فلنج میباشد)
- شماره یا کد مربوط به عملیات حرارتی صورت گرفته بر روی فلنج
قطر اسمی فلنج ها (Nominal diameter)
قطر اسمی فلنج ها برابر قطعه لوله ایست که فلنج به آن وصل میشود. بعنوان مثال برای لوله "2" از فلنج "2" استفاده میشود. فلنج ها از لحاظ نوع اتصال – صورت فلنج(face)-نوع الیی(Gasket) که بین دو فلنج قرار میگیرد، طرح و جنس و ... دارای انواع مختلفی میباشند.
سوراخهای فلنج ها
اطلاعات کلی در خصوص تعداد، مکان و اندازه سوراخهای مورد نیاز هر سایز از فلنج ها را میتوان در استاندارد ASME B 16.5 یافت. نکنه قابل توجه در خصوص فلنج ها این است که تعداد و قطر سوراخها با توجه به فشار کاری آنها متفاوت است.
ولی اکثرا در یک کلاس و فشار کاری تعداد و قطر آنها یکسان است. بطور عمومی، تعداد سوراخها بصورت متقارن بر روی یک شعاع تقسیم میشوند و تعداد این سوراخها عموما اعداد زوج (4و8و12و16و...) میباشد.
جهت سوراخ
جهت و مکان سوراخها هنگامی دارای اهمیت میباشد که بعنوان مثال فلنج در حال اسمبل نمودن اولیه با یک اتصال باشد.شاید اکثر شما جمله زیر را در نقشهها دیده باشید:
All flange bolt holes straddle the centerlines
"خط عبوری از مرکز سوراخ پیچها باید از مرکز دو پیچ عبور کند"
این بدین معناست:
- برای فلنج هایی که بصورت عمودی نصب شده اند (سطح فلنج بصورت عمودی بوده و خط جریان بصورت افقی رو به بالا یا پایین میباشد) وضعیت سوراخها بایستی بصورت شکل زیر قرار گیرند.
- برای فلنجهایی که بصورت افقی نصب شده اند (سطح فلنج بصورت افقی بوده و خط جریان بصورت عمودی رو به بالا یا پایین میباشد) وضعیت سوراخها بایستی بصورت متقارن نسبت به خط مرکزی در جهت شمال سایت قرار گیرند.