فلنج چیست؟
فلنج چیست و چه کاربردهایی دارد؟
فلنج (Flange) یکی از مهم‌ترین اتصالات در سیستم‌های لوله‌کشی صنعتی است که برای اتصال لوله‌ها، والوها، پمپ‌ها و سایر تجهیزات به کار می‌رود. فلنج‌ها امکان جداسازی راحت قطعات، تعمیر و نگهداری ساده‌تر و ایجاد اتصالات مستحکم را فراهم می‌کنند. در صنایع مختلف مانند نفت و گاز، پتروشیمی، نیروگاه‌ها و تأسیسات آبی، استفاده از فلنج‌ها بسیار رایج است. در این مقاله، به بررسی تعریف فلنج، انواع آن، استانداردها، روش‌های اتصال و نکات مهم در انتخاب فلنج مناسب می‌پردازیم.
فلنج چیست؟
فلنج یک صفحه یا حلقه فلزی (گاهی غیرفلزی) است که به انتهای لوله، والو یا مخزن متصل شده و با استفاده از پیچ و مهره، دو قطعه را به یکدیگر متصل می‌کند. این اتصال باعث می‌شود که قطعات به راحتی جدا یا متصل شوند و در صورت نیاز به تعمیرات، نیازی به برش یا جوشکاری نداشته باشند.
فلنج‌ها معمولاً دارای سوراخ‌هایی برای عبور پیچ و مهره هستند و با استفاده از گسکت (واشر آب‌بندی)، از نشت سیال جلوگیری می‌کنند. بسته به نوع طراحی و کاربرد، فلنج‌ها در انواع مختلفی تولید می‌شوند که هرکدام ویژگی‌های خاص خود را دارند.
انواع فلنج بر اساس طراحی
فلنج‌ها از نظر طراحی و نحوه اتصال به لوله، در دسته‌بندی‌های مختلفی قرار می‌گیرند. برخی از رایج‌ترین انواع فلنج عبارت‌اند از:
۱. فلنج اسلیپ-آن (Slip-On Flange)
این نوع فلنج دارای سوراخی بزرگ‌تر از قطر لوله است و لوله از داخل آن عبور کرده و سپس جوشکاری می‌شود. نصب آن آسان است و برای فشارهای متوسط و پایین مناسب است.
۲. فلنج گلودار (Weld Neck Flange)
این فلنج دارای یک گردن مخروطی است که به لوله جوش داده می‌شود و باعث کاهش تمرکز تنش می‌شود. از این نوع فلنج در سیستم‌های با فشار و دمای بالا استفاده می‌شود.
۳. فلنج کور (Blind Flange)
فلنج کور برای مسدود کردن انتهای لوله یا دریچه استفاده می‌شود. این نوع فلنج برای تعمیرات و نگهداری خطوط لوله کاربرد دارد.
۴. فلنج رزوه‌ای (Threaded Flange)
این نوع فلنج دارای رزوه داخلی است و بدون نیاز به جوشکاری به لوله متصل می‌شود. برای سیستم‌هایی با فشار پایین و در محیط‌هایی که جوشکاری دشوار است، کاربرد دارد.
۵. فلنج لپ جوینت (Lap Joint Flange)
این نوع فلنج همراه با یک رینگ جداگانه استفاده می‌شود که امکان چرخش آزاد فلنج را فراهم می‌کند. برای سیستم‌هایی که نیاز به تنظیم دقیق دارند، مناسب است.
۶. فلنج ساکت ولد (Socket Weld Flange)
این فلنج دارای یک شکاف داخلی است که لوله در آن قرار گرفته و سپس جوش داده می‌شود. برای لوله‌هایی با قطر کوچک و فشار بالا مناسب است.
انواع فلنج بر اساس استاندارد
فلنج‌ها بر اساس استانداردهای بین‌المللی تولید می‌شوند تا در صنایع مختلف قابل استفاده باشند. برخی از رایج‌ترین استانداردهای فلنج عبارت‌اند از:
ANSI/ASME B16.5: استاندارد آمریکایی برای فلنج‌های فولادی و آلیاژی در اندازه‌های کوچک.
API 6A: استاندارد مورد استفاده در صنایع نفت و گاز.
DIN: استاندارد آلمانی که در اروپا رایج است.
BS 4504: استاندارد بریتانیایی برای فلنج‌های صنعتی.
ISO 7005: استاندارد بین‌المللی برای فلنج‌ها.
انتخاب استاندارد مناسب به شرایط عملیاتی، نوع سیال و محل استفاده بستگی دارد.
مواد سازنده فلنج‌ها
فلنج‌ها بسته به شرایط عملیاتی و نوع سیال عبوری، از مواد مختلفی ساخته می‌شوند. برخی از رایج‌ترین مواد عبارت‌اند از:
۱. فولاد کربنی (Carbon Steel)
فلنج‌های فولاد کربنی به دلیل استحکام بالا و هزینه مقرون‌به‌صرفه، در صنایع مختلف کاربرد دارند. بااین‌حال، برای جلوگیری از زنگ‌زدگی نیاز به پوشش ضدخوردگی دارند.
۲. فولاد ضدزنگ (Stainless Steel)
فلنج‌های استنلس استیل در برابر خوردگی مقاوم‌اند و در صنایع غذایی، دارویی و پتروشیمی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
۳. آلیاژهای نیکل و کروم
این نوع فلنج‌ها برای محیط‌های بسیار خورنده مانند صنایع شیمیایی و نیروگاه‌ها مناسب‌اند.
۴. فلنج‌های پلی‌اتیلن و PVC
در سیستم‌های لوله‌کشی پلاستیکی، از فلنج‌های ساخته‌شده از مواد پلیمری استفاده می‌شود که در برابر مواد شیمیایی مقاوم هستند.
روش‌های اتصال فلنج‌ها
فلنج‌ها با روش‌های مختلفی به یکدیگر یا به تجهیزات متصل می‌شوند. رایج‌ترین روش‌های اتصال شامل موارد زیر است:
۱. اتصال با پیچ و مهره
در این روش، دو فلنج با استفاده از پیچ و مهره به هم متصل شده و یک گسکت بین آن‌ها قرار می‌گیرد تا از نشت سیال جلوگیری شود.
۲. جوشکاری فلنج به لوله
برخی از فلنج‌ها مانند فلنج گلودار و ساکت ولد، برای ایجاد یک اتصال محکم به لوله جوش داده می‌شوند.
۳. اتصال رزوه‌ای
در این روش، فلنج رزوه‌دار بدون نیاز به جوشکاری، روی لوله پیچ می‌شود.
کاربردهای فلنج در صنایع مختلف
فلنج‌ها در صنایع مختلف برای اتصال قطعات و تجهیزات به کار می‌روند. برخی از مهم‌ترین کاربردهای آن‌ها شامل موارد زیر است:
۱. صنایع نفت و گاز
فلنج‌ها در خطوط لوله انتقال نفت و گاز، پالایشگاه‌ها و تجهیزات حفاری برای اتصال بخش‌های مختلف به کار می‌روند.
۲. تأسیسات آب و فاضلاب
در تصفیه‌خانه‌های آب و سیستم‌های انتقال فاضلاب، از فلنج‌ها برای اتصال لوله‌ها و تجهیزات استفاده می‌شود.
۳. صنایع پتروشیمی
در پالایشگاه‌ها و واحدهای تولید مواد شیمیایی، فلنج‌های مقاوم در برابر خوردگی برای انتقال مواد شیمیایی استفاده می‌شوند.
۴. نیروگاه‌ها
در نیروگاه‌های حرارتی و هسته‌ای، از فلنج‌های فشارقوی برای انتقال بخار و سیالات داغ استفاده می‌شود.
۵. صنایع غذایی و دارویی
در این صنایع، از فلنج‌های استیل ضدزنگ با طراحی بهداشتی برای انتقال مواد خوراکی و دارویی استفاده می‌شود.
نکات مهم در انتخاب فلنج مناسب
برای انتخاب یک فلنج مناسب، باید فاکتورهای زیر را در نظر گرفت:
- نوع سیال: ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی سیال (دما، فشار، خورندگی و ویسکوزیته) بر انتخاب متریال فلنج تأثیرگذار است.
- فشار و دمای کاری: فلنج باید متناسب با فشار و دمای سیستم انتخاب شود.
- نوع اتصال: روش اتصال فلنج (جوشکاری، رزوه‌ای، پیچ و مهره) باید متناسب با شرایط عملیاتی باشد.
- استانداردها: فلنج انتخاب‌شده باید مطابق با استانداردهای بین‌المللی باشد.
جمع‌بندی
فلنج یکی از اجزای حیاتی در سیستم‌های لوله‌کشی صنعتی است که برای اتصال لوله‌ها، تجهیزات و مخازن به کار می‌رود. انواع مختلفی از فلنج‌ها وجود دارند که بسته به طراحی، متریال و استانداردهای مورد نیاز، در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. انتخاب فلنج مناسب نیازمند بررسی دقیق نوع سیال، فشار، دما و شرایط عملیاتی است. با شناخت دقیق انواع فلنج‌ها، می‌توان سیستم‌های لوله‌کشی ایمن و کارآمدتری طراحی کرد.