فلنج چیست + انواع و 5 کاربرد بیرون بند

در صنایع مختلف از اقلام و لوازم گوناگونی استفاده می‌شود که گاه از بسیاری از آن‌ها شناخت زیادی نداریم. به عنوان مثال فلنج‌های فولادی یکی از مقاطع بسیار پرکاربردی هستند که در تاسیسات مورد استفاده قرار می‌گیرند. فلنج‌ها صفحاتی سوراخ‌دار هستند که در اتصالات شیرآلات کاربری بسیاری دارند. در مطلب پیش رو قصد داریم موارد زیر را بررسی نماییم:

• فلنج چیست و چه مشخصاتی دارد؟
• انواع فلج
• کاربرد و مزایای فلنج چیست؟

با شاهین فلز سپاهان تا انتهای مطلب همراه شوید.

فلنج چیست؟

فلنج چیست؟ فلنج به انگلیسی Flange یا بیرون بند نوعی صفحه دیسک و دارای تعدادی سوراخ است که توسط سایر قطعات مانند پیچ و مهره باعث اتصال لوله، شیرآلات و قطعات ماشینی می شود. با توجه به نوع کاربرد، می توان آن را از جنس مواد مختلف مانند آهن، فولاد، مس و برنج تولید کرد.

اگر برای اتصال دو لوله به یکدیگر، از روش جوشکاری استفاده شود پس از مدتی، جداسازی آن غیرممکن خواهد بود و کل اتصالات نیاز به تعویض دارند، اما در صورتی که برای اتصال دو قطعه از فلنج استفاده شود، به راحتی قابل باز شدن و جداسازی می‌باشند.

آب بندی میان دو فلنج به کمک قطعه ای به نام آب بند صورت می‌گیرد که برای مقاومت در برابر فشار بالا مناسب است. امکان تعمیر اجزای پایپینگ، آسان بودن به هنگام تعویض، اتصال ایمن و غیره، از جمله مزایای استفاده از بیرون بند است.

مشخصات فلنج چیست؟

بر سطح فلنج اطلاعاتی ثبت می‌شود که نشان‌دهنده مشخصات آن است. این مشخصات شامل موارد زیر می‌شود:

1. نام تجاری تولید کننده
2. سایز اسمی فلنج (شامل قطر خارجی لوله
3. کلاس یا میزان فشار قابل تحمل
4. سطح مقطع فلنج
5. ابعاد قطعه
6. مواد تشکیل دهنده
7. کد مربوط به عملیات حرارتی
8. شماره تولید محصول

استانداردهای ابعادی فلنج چیست؟

ساخت انواع فلنج مطابق با استانداردهای زیر انجام می‌شود:

رده بندی فشار مطابق استاندارد  ASME B16.5

مطابق با این استاندارد فلنج‌های فولادی و آلیاژهای آن در کلاس‌های 150، 300، 400، 600، 900، 1500 و 2500  دسته‌بندی می‌شوند که اعداد ذکر شده ماکسیمم فشار برحسب PSI هستند، که فلنج‌ها در حداکثر دمای مجاز قادر به تحمل آن می‌باشند که معمولا فشار کارکرد حدودا 2.4 برابر این اعداد است.

رده بندی فشار مطابق استاندارد  DIN

در این استاندارد فشار تحمل فلنج‌های فولادی و آلیاژهای آن را با علامت PN نشان می‌دهند که نشان می‌دهد فشار اسمی برحسب BARمحاسبه می‌گردد. استاندارد مورد نظر برای این فلنج‌ها مطابق با استاندارد DIN 2527  است که شامل فلنج‌هایی با فشار 10 بار، 16 بار، 20 بار می‌شود.

رده بندی فشار براساس استاندارد API (6A-6B-6BX)

این نوع فلنج ها قدرت تحمل فشار بیش‌تری نسبت به فلنج‌های گروهANSI  دارند و به کلاس‌های 2000، 3000، 5000، 10000 و 15000 تقسیم‌بندی می‌شوند.

جدول استاندارد فلنج

جدول زیر استانداردهای ساخت جدول فولادی را نشان می‌دهد:

ردیف	استاندارد	نوع فلنج	سایز	فشار کاری (PSI)
1	API 6A	گلودار، کور	20 تا 16/21	2000 تا 15000
2	API 605	گلودار، کور	26 تا 60	75 تا 900
3	ASME B16.48	عینکی، راکتی	2/1 تا 24	150 تا 2500
4	ASME B16.47	گلودار، کور	26 تا 60	75 تا 900
5	ASME B16.5	گلودار، اسلیپون، ساکتی و لپ جوینت	2/1 تا 24	150 تا 2500
6	DIN	گلودار، تخت	2/1 تا 56	PN6 تا PN400
7	ASME B16.36	اوریفیس	1 تا 24	300 تا 2500
8	MSS SP44	گلودار، کور	12 تا 60	150 تا 900
9	BS 3293	گلودار، اسلیپون	26 تا 48	150 تا 600
10	BS 1560	گلودار، کور	2/1 تا 24	150 تا 2500

انواع فلنج کدام است؟

فلنج‌ها برحسب شکل ظاهر و نوع کاربری که دارند، در دسته‌بندی زیر جای می‌گیرند:

فلنج با سطح ساده 

در این فلنج‌ها هنگامی که اتصال انجام شود، روی دو فلنج مورد استفاده لازم است صیقلی باشد. کاربرد اصلی آن به هنگامی است که برای سیستم از دو فلنج استفاده شود و یا اتصالات آبی که به وسیله ریخته‌گری ساخته شده باشند.

معمولا فلنج‌های چدنی و یا فولادی که در فشارهای کم کاربرد دارند، از این جنس به تولید می‌رسند. طبق استانداردهای ساخت، هنگامی که فلنج سطح ساده درست شده به کمک قالب‌های آهنی به فلنج‌های فولاد کربنی متصل شود، باید فلنج‌های سطح برجسته حذف گردند.

فلنج نر و ماده

مهم است که این فلنج به شکل جفتی ساخته شود. یعنی سطح یکی از فلنج‌ها دارای برآمدگی و سطح دیگر دارای تورفتگی می‌باشد. سازه به موقعیت استفاده شده سطح تورفتگی و برآمدگی با نسبت‌های خاصی طراحی می‌گردد که معمولا سطح ماده دارای 16.3 عمق تورفتگی و سطح ماده دارای یک چهارم برآمدگی می‌باشد. استفاده از فلنج‌های نر و ماده را می‌توان در پوسته مبدل حرارتی به کانال و پوشش فلنجی مشاهده کرد.

فلنج با صفحه دارای زبانه و شیاردار

این نوع فلنج‌ها همچون فلنج‌های سطح صاف و نر و ماده به شکل جفت وجود دارد. تنها تفاوت آن در این است که واشر را روی قطر داخلی قرار می‌دهند؛ چراکه زبانه و شیار قطر داخلی ندارد و ادامه دار نیستند. این امر علت اصلی جلوگیری از خوردگی و فرسودگی محسوب می‌شود. این ساختار، سطح کمی از لایی ایجاد می‌کند و سبب آن می‌شود که به پیچ و دیگر اعضا بار کم‌تری وارد گردد و بازدهی بیشتری داشته باشد.

فلنج با سطح برجسته

این نوع فلنج با یک واشر صاف که قبلا از آزبست ساخته شده مهر و موم شده اما در حال حاضر با مواد سازگار با محیط زیست ساخته می‌شود. برای نصب و راه اندازی بین دو فلنج سطح برجسته طراحی شده است. در این نوع فلنج‌ها سطح فلنج که در برابر فلنج دیگر قرار گرفته و روی آن لایی قرار گرفته می شود نسبت به سطح کلی فلنج برجسته‌تر ساخته می‌شود.

فلنج گلودار جوشی

این نوع فلنج با داشتن گردن مخروطی که نهایتا در انتهای فلنج، شعاع آن با قطر لوله مساوی خواهد شد. نهایتا در آخر به لوله، جوشکاری و متصل می‌گردد، که این شکل ظاهری دلیل اصلی بالا رفتن تحمل فلنج است.

کاربرد این فلنج در فشار بالا و دمای زیر صفر است که علاوه بر این کاربرد برای زمانی که بارهای ارتعاشی و نوسانی دارد نیز مناسب است. فلنج‌های گلو دار جوشی از ناف مخروطی شکل شان به راحتی قابل تشخیص می‌باشند که این ناف‌های مخروطی با شیب ملایمی به دیواره لوله یا اتصالات مربوطه جوش می‌گردند.

اوریفیس فلنج

این نوع فلنج از فلنج گردن‌دار است. کاربرد اصلی این فلنج‌ها بستن جریان و کاهش فشار می‌باشد. از سوراخ‌های موجود در فلنج برای اندازه گیری جریان سیال مایع یا گاز استفاده می‌کنند.

فلنج اسلیپان

از این فلنج در فشارهای 150 و 300 استفاده می‌شود و جوش داخلی آن نسبت به بقیه فلنج‌ها بیش‌تر است. کاربرد این نوع فلنج در سیستم‌های معمولی می‌باشد؛ چراکه نصب آن ساده است ولی استقامت آن هم در  فشار داخلی و هم در برابر خستگی کم‌تر از فلنج گردن دار می‌باشد.

نیروی مقاومت محاسبه شده یک فلنج اسلیپان، تحت فشار داخلی، دو سومفلنج های گلو دار جوشی بوده که این عمر تحت شرایط خستگی به یک سوم تقلیل می یابد. از معایب فلنج اسلیپان این است که اصولا ابتدا لوله ها باید جوش داده شوند و سپس اتصالات با آن تنظیم شوند. وصل شدن فلنج و زانو یا فلنج و یک سه راهی ممکن نیست چون اتصالات نامبرده یک انتهای مستقیم و راست ندارند و موجب لغزش بر روی فلنج می شوند.

فلنج جوشی ساکت

این فلنج دارای محفظه برای محل قرار گیری لوله است. این نوع فلنج ها هم از داخل جوشکاری می شوند هم از بیرون فلنج. که اگر جوشکاری از داخل انجام شود هم مقاومت استاتیکی و هم استقامت آن در برابر خستگی افزایش می یابد. کاربرد این فلنج ها در سیستم های لوله کشی  که دارای فشار کاری زیاد و قطر لوله کشی کم است می باشد.

فلنج ساکت ولد اصولا برای استفاده در سایزهای کوچک ولی فشار بالا گسترش یافت. نیروی ایستایی آن برابر با فلنج های اسلیپان می باشد ولی مقاومت خستگی آن ها 50 درصد بیشتر از فلنج های اسلیپان می باشد از معایب فلنج ساکت ولد همین فاصله انبساطی است که باید ایجاد شود.

فلنج رزوه ای

درون این فلنج ها رزوه کار شده است  فلنج رزوه ای که گاهی با عنوان دنده ای نیزاز آن نامبرده می شود. برای شرایط ویژه به همراه مزیت اصلی آن که قابل اتصال بودن بدون عملیات جوشکاری می باشد استفاده می گردد. البته گاهی اوقات جهت مطمئن بودن از آب بندی یک پاس جوش آب بندی نیز به همراه آن استفاده می شود. هر چند بیشتر این تنش ها به شکل خم شدگی در محدوده مرکز فلنج اعمال می شود. این فلنج ها برای کاربرد در فشار و دماهای بالاتر مناسب هستند.

فلنج حلقه مشترک

در این نوع فلنج ها ممکن است در داخل آن  دارای سطح برجسته ای با حلقه های ماشینی شیاردار باشد. فلنج حلقه مشترک معمولا در فشارهای بالا و در سرویس های بالای دما، دمای بالاتر از 800 درجه فارنهایت مورد استفاده قرار می گیرد. این فلنج بار اضافی فراتر از تنش پیچ را نمی تواند تحمل کند. در غیر این صورت ممکن  است باعث در هم شکستن واشر می شود.

فلنج لبه دار 

این نوع از فلنچ قابلیت این را دارد که بر روی محور خود بچرخد، از این رو تنظیم پیچ های آن ساده می باشد. فلنج لبه دار با سیال در تماس نمی باشد. یکی از کاربردهای آن در مواردی است که سیستم زیاد در معرض زنگ زدگی و خوردگی می باشد که استفاده از این فلنج از نظر اقتصادی نیز به صرفه است. ولی استقامت آن در برابر خستگی بسیار کم تر از فلنج گردن دار است.

فلنج کور

بدون سوراخ تولید می شوند و برای مسدود نمودن انتهای خطوط لوله، شیرآلات و دهانه منبع های تحت فشار استفاده می شوند. از نقطه نظر فشار داخلی و بارگذاری پیچ، فلنج های کور خصوصا در سایزهای بزرگ پر تنش پذیرترین نوع فلنج می باشد.

تَه کوب

تَه کوب اکثرا با یک فلنج کف رینگ به عنوان یک فلنج پشتیبان استفاده می شود. ته کوب یکی از اتصالات فلنج است که در فشارهای پایین و غیرحساس کاربرد دارد و شیوه های ارزان بند و بست فلنج ها می باشد.

مشخصات ابعادی فلنج

ابعاد فلنج شامل سه پارامتر سایز، رده و کلاس می‌باشد. سایز فلنج متناسب با لوله هم سایز خود است و به صورت قراردادی تعیین می‌گردد. این پارامتر قطر خارجی کف، قطر محل عبور سیال و قطر خارجی گلوی فلنج را مشخص می‌نماید.

رده فلنج نیز، عددی است که ضخامت دیوار و قطر داخلی قطعه را نشان می دهد. این عدد نیز باید متناسب با لوله متصل به فلنج باشد. این مقدار در فلنج گلودار و ساکت ولد متفاوت است؛ در واقع برای فلنج های گلودار نشان دهنده ضخامت لبه دیوار و قطر داخلی بوده، اما در فلنج دوم نمایشگر قطر داخلی است.

کلاس فلنج که پیش‌تر آن را بررسی کردیم، میزان تحمل فشار آن را نشان می دهد که هر چه بیشتر باشد، ضخامت کف و مقاومت نیز افزایش پیدا می کند.

کاربرد فلنج چیست؟

فلنج ها در کلیه اتصالات لوله به تجهیزات مانند مخازن تحت فشار، پمپ ها، کمپرسورها و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرند. اتصال به شیرها و دیگر اقلامی که در مسیر لوله قرار دارند و نیاز به تعمیرات احتمالی دارند به کمک همین قطعه انجام می‌گیرد. همچنین فلنج برای وصل نمودن به تجهیزات ابزار دقیق که نیاز به تعمیرات احتمالی و یا کالیبراسیون دارند، کاربری دارد.

مزایای استفاده از فلنج چیست؟

مهم ترین علت استفاده از این قطعه، قابلیت جداسازی آن می باشد، به این صورت که، زمانی که دو عدد لوله را به شکل مستقیم به یکدیگر جوش داده می‌شود، اگر قصد جداسازی آن را داشته باشید، باید برش کاری انجام شود و بار دیگر جوش داده شود.

این در حالی است که هنگامی که از انواع فلنج ها استفاده می‌شود، می توان با باز و بسته شدن پیچ و مهره ها این کار را انجام داد. در این روش به هر دو لوله یک فلنج جوش داده می شود و این دو فلنج از قسمت روبروی یکدیگر قرار گرفته و به وسیله پیچ و مهره ها به یکدیگر فشرده و سفت می شوند. برای جلوگیری از نشتی بین آن ها از واشر آب بندی مورد استفاده قرار می گیرد.

جمع بندی

در این مطلب به بررسی کامل آن‌که فلنج چیست و چه کاربردی دارد، پرداختیم. فلنج یا بیرون بند نوعی صفحه دیسک و دارای تعدادی سوراخ است که توسط سایر قطعات مانند پیچ و مهره باعث اتصال لوله، شیرآلات و قطعات ماشینی می‌شود. فلنج‌ها دارای انواع مختلفی جوشی، اسلیپان، رزوه‌ای، لبه‌دار و حلقه‌ مشترک می‌باشند.

منبع(Resource): Flange

سوالات متداول