فلنج (Flange) یکی از پرکاربردترین اتصالات در سیستمهای لولهکشی صنعتی است که برای اتصال لولهها، شیرآلات، پمپها، مخازن و تجهیزات تحت فشار به یکدیگر مورد استفاده قرار میگیرد. علاوه بر این، اتصال فلنجی به کمک پیچ و مهره و یک گسکت آببندی انجام میشود؛ به همین دلیل امکان باز کردن، تعمیر یا تعویض تجهیزات بدون آسیب به سیستم فراهم است. در نتیجه، فلنجها در صنایع نفت، گاز، پتروشیمی، نیروگاهها، صنایع دریایی، صنایع غذایی، دارویی، آب و فاضلاب و بسیاری از پروژههای صنعتی کاربرد گستردهای دارند.
فلنج گلودار یکی از مقاومترین انواع فلنج به شمار میرود که به وسیله جوش لب به لب (Butt Weld) به لوله متصل میشود. به همین دلیل، تنش در محل اتصال بهصورت یکنواخت توزیع شده و مقاومت فلنج در برابر فشار و دمای بالا افزایش مییابد. در نتیجه، این نوع فلنج در صنایع نفت، گاز، پتروشیمی و نیروگاهها بیشترین کاربرد را دارد.
فلنج اسلیپون روی لوله قرار گرفته و از داخل و خارج جوشکاری میشود. این فلنج نصب آسانی داشته و برای خطوط با فشار متوسط و پایین گزینه مناسبی محسوب میشود.
فلنجهای کور برای مسدود کردن انتهای خطوط لوله، شیرآلات یا نازل مخازن استفاده میشود. این فلنج سوراخ مرکزی ندارد و امکان توسعه یا تعمیر خطوط را بدون برش لوله فراهم میکند.
این فلنج دندهای دارای رزوه داخلی بوده و بدون نیاز به جوشکاری روی لوله نصب میشود. این نوع فلنج بیشتر در خطوط کمفشار، سیستمهای تأسیساتی و محیطهایی که جوشکاری مجاز نیست استفاده میشود.
فلنجهای ساکت ولد برای خطوط با قطر کم و فشار بالا طراحی شده است. لوله داخل فلنج قرار گرفته و سپس عملیات جوشکاری انجام میشود. این نوع فلنج در صنایع نفت و گاز کاربرد فراوانی دارد.
فلنج لپ جوینت همراه با استاباند (Stub End) استفاده میشود و برای سیستمهایی که نیاز به باز و بسته شدن مکرر دارند، گزینهای مناسب است.
در این فلنج اوریفیس برای اندازهگیری دبی سیالات در خطوط لوله استفاده میشود و دارای محل نصب تجهیزات ابزار دقیق مانند اوریفیس پلیت و اتصالات فشار است.
این نوع فلنج در خطوط فرآیندی برای ایزوله کردن یا برقراری جریان سیال بهکار میرود و بیشتر در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی استفاده میشود.
برای انتخاب صحیح فلنج، آشنایی با کلاسهای فشاری اهمیت زیادی دارد. به همین دلیل، فلنجها مطابق استانداردهای ASME B16.5 و ASME B16.47 در کلاسهای مختلف تولید میشوند.
هرچه کلاس فلنج بالاتر باشد، توان تحمل فشار و دمای آن نیز بیشتر خواهد بود.
به طور کلی، هرچه کلاس فلنج بالاتر باشد، ضخامت بدنه، ابعاد پیچ و مهره و توان تحمل فشار نیز افزایش پیدا میکند. بنابراین، انتخاب کلاس مناسب باید بر اساس شرایط کاری پروژه انجام شود.
عدد کنار PN تقریباً بیانگر فشار اسمی بر حسب بار (bar) است. برای مثال:
این مقادیر در دمای مرجع معتبر هستند و در دماهای بالاتر، فشار مجاز کاهش پیدا میکند.
از سوی دیگر، در استانداردهای اروپایی به جای Class از سیستم PN استفاده میشود. به همین دلیل، در پروژههای بینالمللی ممکن است هر دو استاندارد مشاهده شوند و انتخاب آنها به الزامات طراحی بستگی دارد.
یکی از سوالات رایج در انتخاب فلنج، تفاوت بین استاندارد PN و Class است.
این دو سیستم معادل مستقیم یکدیگر نیستند و نباید بهصورت دقیق جایگزین شوند، زیرا علاوه بر فشار، متریال و دمای کاری نیز در تعیین فشار مجاز نقش دارند. با این حال، برای درک تقریبی میتوان جدول زیر را در نظر گرفت:
| PN | نزدیکترین Class ASME (تقریبی) |
|---|---|
| PN10 | Class 150 |
| PN16 | Class 150 |
| PN25 | بین Class 150 و Class 300 |
| PN40 | Class 300 |
| PN63 | Class 400 |
| PN100 | Class 600 |
| PN160 | Class 900 |
نکته: این جدول صرفاً برای مقایسه تقریبی است. انتخاب نهایی فلنج باید بر اساس جداول فشار-دما (Pressure-Temperature Rating) استانداردهای ASME B16.5 یا EN 1092-1 و با توجه به جنس فلنج انجام شود.
از آنجا که شرایط کاری هر پروژه متفاوت است، فلنجها در متریالهای مختلف تولید میشوند. به همین دلیل، انتخاب متریال مناسب نقش مهمی در افزایش طول عمر سیستم دارد. تا بتوانند در شرایط کاری متفاوت مورد استفاده قرار گیرند. برای مثال، فولاد کربنی در خطوط انتقال عمومی کاربرد فراوانی دارد، در حالی که استنلس استیل برای محیطهای خورنده و صنایع غذایی مناسبتر است. علاوه بر این، آلیاژهای نیکل و دوبلکس در محیطهای بسیار خورنده و دماهای بالا مورد استفاده قرار میگیرند.
فلنجهای صنعتی مطابق استانداردهای بینالمللی تولید میشوند تا از نظر ابعاد، فشار قابل تحمل و کیفیت ساخت با یکدیگر سازگار باشند. به همین دلیل، انتخاب استاندارد مناسب اهمیت زیادی در عملکرد صحیح سیستم دارد.
رایجترین آلیاژهای مورد استفاده عبارتاند از:
سطح آببندی فلنج یکی از مهمترین عوامل در جلوگیری از نشتی است. متداولترین انواع آن عبارتاند از:
انتخاب نوع سطح آببندی به فشار، دما، نوع گسکت و شرایط کاری بستگی دارد.
ضخامت فلنج با توجه به استاندارد ساخت، کلاس فشاری، سایز و متریال تعیین میشود. فلنجهای کلاس 150 ضخامت کمتری نسبت به فلنجهای کلاس 1500 یا 2500 دارند و با افزایش کلاس ضخامت بدنه و قطر پیچها نیز افزایش پیدا میکند.
فلنجهای صنعتی معمولاً از ۱/۲ اینچ تا ۲۴ اینچ بر اساس استاندارد ASME B16.5 تولید میشوند و برای سایزهای ۲۶ تا ۶۰ اینچ از استاندارد ASME B16.47 استفاده میشود.
فلنجها با روشهای مختلفی تولید میشوند:
فلنجهای فورج به دلیل استحکام و کیفیت بالاتر، بیشترین کاربرد را در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی دارند.
برای ایجاد یک اتصال فلنجی استاندارد، تنها فلنج کافی نیست و مجموعهای از قطعات در کنار یکدیگر استفاده میشوند. مهمترین اجزای یک اتصال فلنجی عبارتاند از:
انتخاب صحیح هر یک از این اجزا نقش مهمی در آببندی، تحمل فشار و افزایش طول عمر سیستم لولهکشی دارد.
برای محافظت در برابر خوردگی، فلنجها با پوششهای مختلف عرضه میشوند:
فلنجهای صنعتی قبل از عرضه تحت آزمونهای مختلف قرار میگیرند:
فلنجها به دلیل قابلیت باز و بسته شدن، استحکام بالا و آببندی مناسب، در صنایع مختلف کاربرد دارند. از این رو، تقریباً در تمام سیستمهای انتقال سیالات میتوان از آنها استفاده کرد. از جمله مهمترین کاربردهای فلنج میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
هنگام خرید فلنج، تنها توجه به قیمت کافی نیست. بلکه باید عواملی مانند متریال، کلاس فشاری، استاندارد ساخت، سایز، نوع سطح آببندی و برند تولیدکننده نیز بررسی شوند. در غیر این صورت، ممکن است فلنج انتخابشده با شرایط کاری پروژه سازگار نباشد.
