فلنج ها و شیرها در پایپینگ

دسته بندي : فنی و مهندسی » مکانیک
فلنج : flange - گونه‌ای از اتصال دهنده‌های لوله‌ها، شیرآلات و دستگاه‌ها به یکدیگر می‌باشد. فلنج‌ها قطعه دیسکی شکل می‌باشند، که اغلب بصورت جفت، با استفاده از پیچ و مهره دو قطعه را به یکدیگر متصل می‌سازند، به آسانی باز شده و برای فشارهای پائین و بالا مناسب می‌باشند.

فلنج‌ها از جمله اتصالاتی هستند، که خطوط لوله انتقال (با هر نوع سیال) را به یکدیگر متصل کرده، همچنین شیرآلات را به لوله‌های جوش داده شده، مرتبط می‌سازند. فلنج‌ها اغلب از جنس پلی اتیلن، استیل، فولاد، آلیاژهای آهن و یا چدن ساخته می‌شوند. فلنج‌ها بسته به نوع جنس متناسب با فشاری که تحمل می‌کنند به کلاس‌های مختلف تقسیم می‌گردند.

۱مشخصات
۲کلاس فلنجها
۳انواع فلنج
۳.۱فلنج با سطح ساده (FLAT FACE)
۳.۲فلنج با سطح برجسته (Raised face)
۳.۳فلنج نر وماده (Male & Female)
۳.۴فلنج با صفحه دارای زبانه و شیاردار (Tongue & Groove facing)
مشخصات

مطابق استاندارد، مشخصات فلنج که شامل موارد ذیل می‌باشد باید بر روی فلنج حک گردد:

۱-نام تجاری تولیدکننده فلنج
۲-سایز اسمی لوله (قطر خارجی لوله که فلنج به آن جوش داده خواهد شد
۳-مقدار فشار قابل تحمل توسط فلنج (به آن کلاس فلنج هم گفته می‌شود
۴-شکل سطح فلنج (شکل سطح فلنج مهمترین قسمت تشکیل دهنده یک فلنج می‌باشد
۵-سوراخها (گاهی بعنوان ضخامت دیواره نیز بیان می‌گردد
۶-مواد تشکیل دهنده فلنج (مطابق استاندارد ASTM این عدد بیان کننده مشخصات مواد خام مورد استفاده برای تهیه فلنج می‌باشد
۷-شماره یا کد مربوط به عملیات حرارتی صورت گرفته بر روی فلنج

به طور کلی پنج نوع فلنج پلی اتیلن در خطوط لوله با جوش لب به لب بکار می‌روند که در زیر آورده شده‌اند: ۱- Weld Neck Flanges نوع معمولی و بلند ۲-Slip-on Flanges 3- Reducing Flanges 4- Increaser Flanges 5- Lap-Joint Flanges،Van Stone

کلاس فلنجها

فلنجها بسته به نوع جنس متناسب با فشاری که تحمل می‌کنند به کلاسهای مختلف به شرح ذیل تقسیم می‌گردند:

۱-رده‌بندی فشار مطابق استاندارد ANSI B۱۶٫۳۴

مطابق این استاندارد فلنجهای فولادی وآلیاژهای آن به کلاسهای ۱۵۰-۳۰۰-۴۰۰-۶۰۰-۹۰۰-۱۵۰۰-۲۵۰۰-تقسیم‌بندی می‌شوندکه این اعداد ماکزیمم فشار بر حسب PSI بوده که فلنجها در حداکثر دمای مجاز می‌توانند تحمل کنند ومعمولا فشار کارکرد حدود ۲٫۴ برابر اعداد فوق می‌باشد. (رابطه فشار با دما برای جنسهای مختلف در استاندارد فوق مشخص گردیده‌است

۲-رده‌بندی فشار مطابق استاندارد ISO

در این استاندارد فشار تحمل فلنجهای فولادی وآلیاژهای آن با PN نشان داده شده که این نشان دهنده فشار اسمی بر حسب BAR می‌باشد.

بعنوان مثال PN۳۰ یعنی فشار کارکرد فلنج ۳۰ BAR می‌باشد.

۳-رده‌بندی فشار براساس استاندارد API (6A-6B-6BX)

این نوع فلنجها دارای تحمل فشار بیشتری نسبت به فلنجهای گروهANSI بوده وبه کلاسهای ۵۰۰۰-۳۰۰۰-۲۰۰۰-۱۵۰۰۰-۱۰۰۰۰ رده‌بندی می‌گردند.

انواع فلنج

فلنج با سطح ساده (FLAT FACE)

در این نوع از فلنجها سطح یک فلنج که باید در مقابل سطح فلنج دیگر قرار گیرد صاف می‌باشد. معمولاً فلنجهای چدنی و یا فولادی که در فشارهای کم کاربرد دارند از این نوع ساخته می‌شوند.

فلنج با سطح برجسته (Raised face)

در این نوع فلنجها سطح فلنج که درمقابل فلنج دیگر قرارگرفته و بر روی آن لایی قرار داده می‌شود نسبت به سطح کلی فلنج برجسته تر ساخته می‌شود. بر اساس استاندارد مقدار برجستگی درتمام اندازه‌ها برای کلاسهای ۱۵۰و ۳۰۰ برابر 1.6mm وکلاسهای بالاتر برابر 6.4mm می‌باشد. در قسمت برجستگی ممکن است سطح کاملاً صیقلی (smooth finish) و یا دارای شیار (serrated finish) باشد واین شیارها یابصورت هم مرکز ویا حلزونی می‌باشد که روش ساخت آن در استاندارد (mss-sp-۶) مشخص گردیده است (معمولاً عمق شیارها 0.4mmوفاصله آن از هم 0.8mmمی‌باشد)

فلنج نر وماده (Male & Female)

صفحه این نوع فلنجها که بصورت جفت وجود دارد یکی دارای برآمدگی (به ارتفاع 6.4mm) و دیگری تو رفتگی (به عمق 5mm) می‌باشد.

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 برآمدگی زبانه ۶.۴mm و میزان عمق شیار برابر ۵mm می‌باشد.

به طور کلی هفت نوع فلنج پلی اتیلن در خطوط لوله با جوش لب به لب بکار می‌روند که در زیر آورده شده‌اند:

۱- Blind Flange یا فلنج کور:

یک صفحه گرد بسته که در پایان میسر لوله کشی و مسیرهای دارای فشار به کار می‌رود. این نوع فلنج و همچنین پیچ‌های آن عموماً فشار بیشتری نسبت به دیگر فلنج‌ها تحمل می‌کند که ماکزیمم این فشار در مرکز آن قرار دارد. با توجه به کلاس فلنج می‌تواند فشار متناسب را تحمل کند.

۲- Weld Neck Flange یا فلنج گردن دار جوشی:

فلنج گردندار دارای یک گردن مخروطی است که شعاع این گردن در انتها با قطر لوله برابر و به آن جوش می‌شود. وجود این گردن باعث تقویت تحمل فلنج می‌گردد. این نوع فلنج برای تحمل فشارهای بالا و دماهای زیر صفر و همچنین بارهای نوسانی و ارتعاشی مناسب است.

۳- Slip on Flange یا فلنج روکار:

این نوع فلنج در سرویسهای معمولی مورد استفاده قرار می‌گیرد. نصب آن ساده است و مقاومت آن در برابر فشار داخلی دو سوم و در برابر بار خستگی یک سوم فلنج گردن دار و هزینه نصب آن مقداری بیشتر است.

۴- Lap joint Flange یا فلنج لبه دار:

همانند فلنج معمولی است که لایه پایینی وجود نداشته و انتهای آن پخ دارد و لوله در سر دیگر جوش لب به لب می‌شود. این فلنج با سیال تماس ندارد و هزینه آن از فلنج گردندار یک سوم بیشتر است و مقاومت در برابر تنش آن تنها یک دهم فلنج گردندار است.

۵- Socket weld Flange یا فلنج با جوش محفظه ایی:

همان‌طور که از اسم آن پیداست این فلنج محفظه‌ای دارد که لوله درون آن قرار می‌گیرد. اگر این فلنج از داخل هم جوشکاری شود، مقاومت در برابر خستگی آن یک و نیم برابر و مقاومت استاتیکی آن برابر فلنج Slip on می‌شود.

۶- Screw Flange یا فلنج رزوه ایی:

درون این فلنج‌ها رزوه کار شده است و لوله می‌تواند درون آن پیچ شود. از مزایای این فلنج‌ها عدم احتیاج آنها به جوشکاری است. البته در صورت لزوم و فشارهای بالا می‌توان از جوش نیز در آنها استفاده کرد. کارایی این فلنج‌ها در فشارهای بالا است.

۷- Orifice Flange یا اریفیس فلنج: