فلنج چیست و چه کاربردی دارد؟
در بسیاری از صنایع مانند نفت، گاز، پتروشیمی، آب و فاضلاب، اتصال مطمئن اجزای سیستم لوله‌کشی از اهمیت بالایی برخوردار است. اتصال‌هایی که هم مقاوم باشند و هم در صورت نیاز، به آسانی از یکدیگر جدا شوند. یکی از رایج‌ترین روش‌های اتصال در این سیستم‌ها، استفاده از فلنج است. فلنج به‌عنوان یک قطعه مکانیکی واسطه، امکان اتصال بین لوله‌ها، شیرآلات و تجهیزات مختلف را فراهم می‌سازد. از جمله کاربردهای مهم فلنج‌ها، اتصال شیرآلاتی مانند شیر پروانه‌ای فلنج‌دار است. هدف این تحقیق، معرفی فلنج، انواع آن، کاربردها و نقش آن در تجهیزاتی چون شیرهای صنعتی می‌باشد.
فلنج چیست؟
فلنج یک قطعه مکانیکی دایره‌ای یا گاهی مربعی شکل است که برای اتصال بین دو بخش از سیستم لوله‌کشی، مانند لوله به لوله، لوله به شیر، یا لوله به پمپ استفاده می‌شود. این قطعه معمولاً به دو روش به سیستم متصل می‌گردد: یا به لوله جوش داده می‌شود یا به صورت رزوه‌ای به آن متصل می‌گردد. سپس با استفاده از پیچ و مهره، دو فلنج به هم بسته می‌شوند و در میان آنها از گسکت (Gasket) برای آب‌بندی استفاده می‌کنند.
فلنج‌ها معمولاً از فلزات مختلف مانند فولاد کربنی، فولاد ضد زنگ، آلومینیوم، برنج یا مواد پلیمری ساخته می‌شوند. انتخاب جنس فلنج به نوع سیال، فشار، دما و شرایط محیطی بستگی دارد.
انواع فلنج‌ها
فلنج‌ها انواع مختلفی دارند که بسته به نوع اتصال، شکل ظاهری و کاربرد به دسته‌های زیر تقسیم می‌شوند:
فلنج جوشی گلودار (Weld Neck Flange)
این نوع فلنج دارای یک گردن بلند است که به لوله جوش داده می‌شود و بیشتر برای فشارها و دماهای بالا کاربرد دارد.
فلنج کور (Blind Flange)
برای بستن انتهای لوله یا تجهیزات استفاده می‌شود و هیچگونه سوراخ مرکزی ندارد. برای انجام تست‌های فشار نیز کاربرد دارد.
فلنج اسلیپ‌آن (Slip-On Flange)
لوله از درون آن عبور کرده و سپس جوش داده می‌شود. نصب آن آسان است اما مقاومت کمتری نسبت به فلنج گلودار دارد.
فلنج لپ جوینت (Lap Joint Flange)
در ترکیب با یک حلقه نگهدارنده (Stub End) استفاده می‌شود و برای جاهایی که نیاز به جداسازی مکرر وجود دارد، مناسب است.
فلنج رزوه‌ای (Threaded Flange)
بدون نیاز به جوشکاری، با رزوه به لوله متصل می‌شود و بیشتر در سیستم‌های کم‌فشار و قطر پایین استفاده می‌گردد.
فلنج ساکت‌ولد (Socket Weld Flange)
لوله تا عمق مشخصی درون فلنج قرار می‌گیرد و سپس جوشکاری می‌شود. برای فشارهای متوسط و بالا مناسب است.
استانداردهای فلنج
فلنج‌ها بر اساس استانداردهای بین‌المللی طراحی و تولید می‌شوند تا قابلیت تطبیق‌پذیری و ایمنی آنها تضمین گردد. از جمله استانداردهای پرکاربرد می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- ANSI/ASME B16.5 برای فلنج‌های فولادی
- API 6A برای فلنج‌های مورد استفاده در صنایع نفت و گاز
- DIN استاندارد آلمانی
- ISO استاندارد بین‌المللی
ابعاد، تعداد سوراخ‌های پیچ، نوع گسکت و فشار کاری همگی در این استانداردها مشخص شده‌اند.
کاربرد فلنج در صنایع و شیرآلات
فلنج‌ها به‌صورت گسترده در انواع صنایع استفاده می‌شوند؛ از نیروگاه‌ها و پالایشگاه‌ها گرفته تا تصفیه‌خانه‌های آب. یکی از مهم‌ترین موارد کاربرد فلنج، اتصال شیرآلات صنعتی به لوله‌هاست. یکی از پرکاربردترین شیرها در این زمینه، شیر پروانه‌ای فلنج‌دار است.
شیر پروانه‌ای فلنج‌دار، نوعی شیر کنترلی است که در آن، دیسک داخلی با چرخش اهرم یا گیربکس جریان را باز یا بسته می‌کند. بدنه این نوع شیر دارای فلنج‌هایی است که با فلنج‌های لوله یا تجهیزات دیگر متصل می‌شود. این نوع طراحی مزایای زیادی دارد:
- نصب آسان و بدون نیاز به جوشکاری
- آب‌بندی مناسب با استفاده از گسکت
- مناسب برای سایزهای بزرگ
- استفاده در فشارهای متوسط تا بالا
به همین دلیل، شیر پروانه‌ای فلنج‌دار در سیستم‌هایی مانند خطوط انتقال آب، سیستم‌های تهویه صنعتی، صنایع پتروشیمی و حتی صنایع غذایی کاربرد دارد. استفاده از فلنج در طراحی این نوع شیر باعث شده تا تعمیر و نگهداری آن بسیار ساده‌تر شود، زیرا بدون نیاز به برش یا جوش، می‌توان آن را از خط لوله جدا کرد.
مزایا و معایب استفاده از فلنج
عبارتند از:
مزایا:
- امکان جداکردن و مونتاژ سریع و آسان تجهیزات
- مناسب برای فشارهای بالا و دماهای شدید
- استانداردسازی بالا برای تطابق تجهیزات مختلف
- قابلیت تعویض قطعات بدون نیاز به برشکاری یا جوشکاری
معایب:
- نیاز به فضای بیشتر نسبت به اتصالات جوشی
- احتمال نشتی در صورت نصب نادرست یا خرابی گسکت
- هزینه بیشتر نسبت به اتصالات دائم مانند جوشکاری
جمع‌بندی
فلنج به‌عنوان یک قطعه کلیدی در سیستم‌های لوله‌کشی و تجهیزات صنعتی، نقش بسیار مهمی در تسهیل اتصالات، افزایش ایمنی و قابلیت نگهداری دارد. انتخاب درست نوع، جنس و استاندارد فلنج تأثیر مستقیمی در عملکرد سیستم و طول عمر آن دارد. به‌کارگیری صحیح فلنج‌ها می‌تواند از نشتی، خرابی و توقف‌های پرهزینه جلوگیری کند. با توجه به تنوع زیاد در نوع و کاربرد فلنج‌ها، آشنایی با ویژگی‌ها و استانداردهای مربوطه برای مهندسان، تکنسین‌ها و کاربران صنعتی ضروری است.
