بورس فلنج ایران

انواع فلنج (Flange) یکی از مهم‌ترین قطعات اتصال‌دهنده در سیستم لوله‌کشی صنعتی است. به‌صورت ساده، فلنج دو لبه‌ی دایره‌ای یا مربعی شکل است که با پیچ و مهره به هم متصل می‌شوند، و بین آنها واشر یا گسکت قرار می‌گیرد تا درز اتصال کاملاً آب‌بند شود. به این ترتیب، در بورس انواع فلنج ‌می توان گفت فلنج نوعی اتصال بازشونده (Detachable Joint) هستند؛ یعنی شما هر زمان بخواهید می‌توانید خط لوله را باز کنید، قطعه‌ای را تعویض یا تعمیر کنید، و سپس دوباره ببندید، بدون نیاز به بریدن و جوشکاری مثل اتصالات دائمی.

کاربرد اصلی فلنج‌ها

فلنج‌ها تقریباً در همه سیستم‌های لوله‌کشی صنعتی، پالایشگاهی، نفت و گاز، نیروگاهی، و حتی تأسیسات ساختمانی به کار می‌روند.

کاربردشان شامل این موارد است:

• اتصال دو لوله به هم
• اتصال لوله به شیرالات صنعتی ، پمپ‌ها یا تجهیزات کنترل
• بستن انتهای یک خط لوله (با فلنج کور)
• ایجاد امکان باز و بسته‌سازی سریع برای تعمیر و نگهداری
• تحمل فشارهای بالا در سیستم‌های پایپینگ صنعتی

ساختار و اجزای فلنج

هر فلنج معمولاً از سه بخش اصلی تشکیل شده است:

1. سطح تماس (Facing): قسمتی که واشر روی آن قرار می‌گیرد تا اتصال را آب‌بند کند.
2. سوراخ‌های پیچ (Bolt Holes): برای محکم کردن با فلنج مقابل.
3. بدنه یا یقه (Hub): قسمت ضخیم‌تر که به لوله متصل می‌شود (با جوش یا رزوه).

انواع فلنج از نظر اتصال به لوله

فلنج‌ها بر اساس نحوه اتصالشان با لوله‌ها به چند نوع تقسیم می‌شوند:

فلنج جوشی گلودار (Weld Neck Flange)

معرفی فلنج جوشی گلودار (Weld Neck Flange)

فلنج جوشی گلودار یکی از مقاوم‌ترین و مطمئن‌ترین انواع فلنج‌های صنعتی است.

این فلنج به دلیل داشتن یک یقه مخروطی شکل (Neck)، که به تدریج ضخامت آن از بخش اتصال به فلنج تا محل جوش افزایش می‌یابد، می‌تواند تنش مکانیکی و حرارتی را به‌خوبی در بدنه پخش کند.

به همین خاطر، در سیستم‌هایی که فشار، دما یا سرعت جریان سیال بالا است، فلنج جوشی گلودار پرکاربردترین انتخاب است.

ساختار و شکل ظاهری

فلنج جوشی گلودار شامل سه قسمت اصلی است:

1. سطح فلنج (Flange Face): جایی که با فلنج مقابل به‌وسیله پیچ و مهره بسته می‌شود.
2. یقه (Neck): بخش مخروطی که تنش را از خط جوش تا بدنه پخش می‌کند.
3. لبه اتصال جوشی (Butt Weld End): انتهای مخروط که با لوله به‌صورت نفوذی کامل جوش می‌شود.

به دلیل شکل مخروطی گردنش، تنش در ناحیه اتصال بسیار کاهش می‌یابد و احتمال ترک خوردن یا نشتی در فشار بالا به حداقل می‌رسد.

کاربردهای فلنج جوشی گلودار

• صنایع نفت، گاز و پتروشیمی
• سیستم‌های بخار، فشار بالا و دمای زیاد
• ایستگاه‌های نیروگاهی و پالایشگاه‌ها
• خطوط انتقال سیالات خطرناک یا حساس (مواد شیمیایی، بخار، گاز، اسید)
• بخش‌هایی که نیاز به دوام طولانی‌مدت و ایمنی بالا دارند

در واقع، وقتی ایمنی و دوام حیاتی است، مهندسان همیشه از فلنج جوشی گلودار استفاده می‌کنند.

متریال‌های مورد استفاده

معمولاً از جنس‌های زیر ساخته می‌شود:

• فولاد کربنی (Carbon Steel)
• فولاد ضد زنگ (Stainless Steel 304, 316)
• فولاد آلیاژی (Alloy Steel)
• گاهی برای محیط‌های ویژه، از Inconel، Duplex یا Super Duplex

انتخاب جنس فلنج باید همیشه با جنس لوله، نوع سیال و دمای کاری هماهنگ باشد.

استانداردها و فشار کاری

فلنج‌های جوشی گلودار بر اساس استانداردهای بین‌المللی زیر تولید می‌شوند:

• ASME / ANSI B16.5 → برای قطر تا ۲۴ اینچ
• ASME B16.47 → برای قطرهای بزرگ‌تر
• کد فشار معمولی: Class 150, 300, 600, 900, 1500, 2500
• در سیستم متریک نیز مطابق با استاندارد DIN 2632 تا DIN 2638

هر کلاس نشان‌دهنده‌ی مقاومت فلنج در برابر فشار خاصی است؛ مثلاً:

• Class 150 → مناسب فشار پایین‌ تا متوسط
• Class 600 و بالاتر → مخصوص فشار زیاد و دمای بالا

مزایای فلنج جوشی گلودار

تحمل فشار و دمای بالا

اتصال ایمن و بلند‌مدت بدون نیاز به تعمیر مکرر

پخش یکنواخت تنش در محور لوله

جهت‌دهی آسان لوله هنگام نصب (Alignment دقیق)

کاهش خطر نشت (Leakage) نسبت به انواع دیگر فلنج

نکات هنگام خرید و نصب

1. ابعاد دقیق فلنج را با استاندارد لوله مطابقت دهید (قطر، ضخامت، کلاس فشار).
2. سطح آب‌بندی (Facing) باید متناسب با نوع گسکت باشد:
   • RF (Raised Face) → متداول‌ترین نوع
   • RTJ (Ring Type Joint) → برای فشار خیلی بالا
3. از جوشکار ماهر و دستورالعمل WPS/PQR مطابق استاندارد ASME IX استفاده شود.
4. تست هیدرواستاتیک و نشت‌یابی پس از نصب انجام گردد.

معایب نسبی (در مقایسه با سایر فلنج‌ها)

• گران‌تر از فلنج‌های ساده‌تر مثل Slip-On
• نصب پیچیده‌تر (به دلیل نیاز به جوش نفوذی و زمان بیشتر)

اما این هزینه اضافی، در سیستم‌های حیاتی کاملاً توجیه‌پذیر است چون ایمنی و ماندگاری چندبرابر دارد.

فلنج جوشی گلودار (Weld Neck Flange) بهترین انتخاب برای خطوط لوله‌ای است که:

• فشار و دمای بالایی دارند،
• نیاز به آب‌بندی مطمئن دارند،
• و ایمنی در اولویت است.

این نوع فلنج استانداردترین، مقاوم‌ترین و مطمئن‌ترین اتصالات در صنعت به‌شمار می‌رود و در طراحی پایپینگ حرفه‌ای همیشه در موقعیت‌های کلیدی به کار می‌رود.

• دارای یک یقه مخروطی است که به لوله با جوش نفوذی کامل (Butt Weld) وصل می‌شود.
• برای فشارهای بالا و دماهای زیاد استفاده می‌شود.
• از نظر مکانیکی بسیار مقاوم و دقیق است.

کاربرد: در صنایع نفت، گاز، بخار و پتروشیمی.

فلنج اسلیپ‌آن (Slip-On Flange)

فلنج اسلیپون نوعی فلنج جوشی و بازشونده است که لوله درون سوراخ آن وارد (slide in) می‌شود و سپس با دو جوش دایره‌ای (از داخل و بیرون) محکم می‌گردد. به همین دلیل به آن “Slip-On” یعنی “فلنج روی‌لغزشی” گفته می‌شود. این نوع فلنج نسبت به فلنج گلودار (Weld Neck) ساده‌تر، سبک‌تر و ارزان‌تر است و برای فشار و دمای کم‌تا‌متوسط استفاده می‌شود.

ساختار و اجزا

فلنج اسلیپ‌آن از اجزای زیر تشکیل شده است:

1. صفحه دایره‌ای (Flange Face) با سوراخ‌های پیچ در پیرامون.
2. حفره مرکزی (Bore) که لوله درونش قرار می‌گیرد.
3. دو سطح محل جوشکاری:
   • جوش داخلی (Fillet weld inside)
   • جوش بیرونی (Fillet weld outside)

به همین دلیل اتصال آن ساده ولی نسبتاً کمتر مقاوم از نوع گلودار است.

کاربردها

فلنج Slip-On برای سیستم‌هایی مناسب است که:

• فشار کاری زیاد نیست (حداکثر Class 150–۳۰۰)
• نیاز به مونتاژ و دمونتاژ سریع‌تر دارند
• تغییرات دما زیاد نیست
• در پروژه‌های ساختمانی، آب‌رسانی، تأسیسات، هوا و گاز سبک استفاده می‌شوند

متریال‌های متداول

معمولاً از جنس‌های زیر تولید می‌شود:

• فولاد کربنی (Carbon Steel – ASTM A105)
• استیل ضد زنگ (Stainless Steel 304, 316)
• فولاد گالوانیزه یا فورج‌شده برای مصارف عمومی

استانداردها

تولید فلنج اسلیپ‌آن طبق استانداردهای بین‌المللی انجام می‌شود مانند:

• ASME / ANSI B16.5
• DIN 2576 یا DIN 2633 (در سیستم متریک)
• کلاس فشاری: Class 150, 300, 600

نصب و نحوه‌ی اتصال

1. ابتدا لوله داخل فلنج می‌لغزد تا کمی از انتها بیرون بزند (حدود ۱.۵ تا ۲ میلی‌متر).
2. موقعیت آن تراز می‌شود (Alignment).
3. جوش دایره‌ای از داخل و بیرون زده می‌شود تا اتصال محکم گردد.
4. در نهایت، با پیچ و مهره و گسکت، فلنج مقابل بسته می‌شود.

مزایای فلنج Slip-On

نصب آسان‌تر از نوع گلودار

هزینه ساخت و جوشکاری کمتر

مزیت اقتصادی در سایزهای متوسط

نیازی به جوش نفوذی (Butt Weld) ندارد

مناسب برای سیستم‌هایی با لرزش کم و فشار پایین

معایب نسبت به فلنج جوشی گلودار

مقاومت کمتر در برابر فشار و شوک

احتمال بیشتر نشت در دمای بالا

استحکام اتصال به لوله پایین‌تر

نیاز به کنترل دقیق عمق قرارگیری لوله پیش از جوش

به همین علت، در خطوط فشار بالا (مثل نفت و بخار) معمولاً توصیه نمی‌شود، اما برای سیستم‌های آب، تهویه، فاضلاب، هوا و گازهای سبک بسیار کاربردی و مقرون‌به‌صرفه است.

• لوله داخل فلنج وارد می‌شود و سپس از داخل و بیرون جوش داده می‌شود.
• نصب آسان‌تر ولی استحکام کمتر از نوع گلودار دارد.

کاربرد: سیستم‌های آب و سیالات با فشار پایین تا متوسط.

فلنج کور (Blind Flange)

فلنج کور (Blind Flange) یکی از اجزای ضروری در هر سیستم لوله‌کشی است، زیرا برخلاف سایر فلنج‌ها که برای اتصال استفاده می‌شوند، وظیفه بستن و مسدود کردن انتهای خطوط لوله یا دهانه‌های تجهیزات را بر عهده دارد.

تعریف فلنج کور (Blind Flange)

فلنج کور (که در فارسی به آن فلنج مسدودکننده یا فلنج کورکننده نیز گفته می‌شود)، یک صفحه دیسکی کاملاً بسته و بدون حفره مرکزی است که برای مهر و موم کردن کامل انتهای یک لوله، شیر یا پورت تجهیزات (مثل پمپ یا مخزن) استفاده می‌شود.

این فلنج‌ها باید توانایی تحمل همان فشار و دمایی را داشته باشند که بقیه فلنج‌های موجود در آن خط لوله تحمل می‌کنند.

ساختار و اجزا

ساختار اصلی فلنج کور بسیار ساده است:

1. دیسک کاملاً بسته: هیچ سوراخی برای عبور سیال در مرکز آن وجود ندارد.
2. سطح آب‌بندی (Facing): دارای همان سطح آب‌بندی رایج (مانند RF یا FF) است تا بتواند با گسکت به‌خوبی در تماس باشد.
3. سوراخ‌های پیچ: دقیقاً مشابه سایر فلنج‌های هم‌سایز و هم‌کلاس خود، برای اتصال با پیچ و مهره.

کاربردها

کاربرد اصلی فلنج کور مسدودسازی و ایزوله‌سازی است:

1. بستن انتهای خطوط لوله: زمانی که یک خط لوله در نقشه طراحی شده اما در حال حاضر استفاده نمی‌شود یا قرار است در آینده توسعه یابد.
2. ایزوله کردن تجهیزات: برای جدا کردن کامل یک پمپ، شیر یا ابزار اندازه‌گیری (مانند گیج فشار) از خط لوله اصلی جهت تعمیر یا سرویس دوره‌ای، بدون نیاز به بریدن لوله.
3. تست فشار (Hydrostatic Testing): برای بستن موقت دو سر یک بخش از خط لوله هنگام تست فشار هیدرواستاتیک.
4. دسترسی (Access): در برخی مخازن یا تجهیزات بزرگ، از فلنج کور به عنوان دریچه دسترسی استفاده می‌شود.

متریال و استانداردها

مانند سایر فلنج‌ها، جنس آن باید با سیال خط لوله مطابقت داشته باشد:

• فولاد کربنی (Carbon Steel): برای آب، هوا و گازهای غیرخورنده.
• استیل ضد زنگ (Stainless Steel): برای محیط‌های خورنده و دماهای بالا.
• استانداردها: معمولاً طبق ASME B16.5 و در کلاس‌های فشاری ۱۵۰ تا ۲۵۰۰ تولید می‌شوند.

نحوه اتصال

فلنج کور معمولاً با یکی از روش‌های زیر به خط لوله متصل می‌شود:

1. جوشی (Butt Weld): اگر فلنج کور از نوع Weld Neck باشد (که برای فشار بالا رایج است).
2. اسلیپ‌آن (Slip-On): اگر از نوع Slip-On باشد.
3. رزوه‌ای (Threaded): برای سایزهای کوچک‌تر و فشار پایین.

پس از نصب، سطح آب‌بندی آن روی گسکت قرار می‌گیرد و با پیچ و مهره به فلنج مقابل بسته می‌شود تا از هرگونه نشتی جلوگیری شود.

• فلنجی بدون سوراخ مرکزی؛ برای بستن انتهای خط لوله یا تانک.
• مقاومت بالایی در مقابل فشار داخلی دارد.

کاربرد: برای مسدود کردن مسیر جریان یا انجام آزمایش فشار.

فلنج رزوه‌ای (Threaded Flange)

فلنج رزوه‌ای (Threaded Flange) که با نام فلنج پیچی یا Screwed Flange نیز شناخته می‌شود، یک فلنج است که حفره داخلی آن دارای رزوه (پیچ داخلی) است. این رزوه به لوله‌های دنده‌ای (Threaded Pipes) اجازه می‌دهد تا مستقیماً و بدون نیاز به هیچ‌گونه جوشکاری به فلنج متصل شوند.

ساختار و نحوه‌ی اتصال

نحوه‌ی اتصال این فلنج‌ها به شرح زیر است:

1. رزوه داخلی: در مرکز فلنج، رزوه‌هایی دقیقاً مطابق با رزوه لوله تعبیه شده است.
2. پیچ کردن (Threading): لوله دنده‌ای با چرخش وارد فلنج شده و تا عمق مشخصی محکم می‌شود.
3. آب‌بندی: برای اطمینان از آب‌بندی کامل، معمولاً از مواد آب‌بندی مانند نوار تفلون (PTFE Tape) یا خمیر درزگیر (Pipe Dope) بین رزوه لوله و رزوه فلنج استفاده می‌شود.
4. اتصال به فلنج مقابل: پس از اتصال لوله به فلنج، سطح بیرونی فلنج رزوه‌ای (که شبیه به سطح آب‌بندی سایر فلنج‌هاست) با یک گسکت و پیچ و مهره به فلنج مقابل متصل می‌شود.

کاربردها

فلنج‌های رزوه‌ای اغلب در سیستم‌هایی استفاده می‌شوند که:

• فشار کاری پایین تا متوسط دارند (معمولاً تا Class 300).
• نیاز به جوشکاری در محل پروژه وجود ندارد یا امکان‌پذیر نیست (مثلاً در محیط‌های پرخطر یا مناطقی با محدودیت‌های ایمنی).
• سیستم‌هایی با دمای محیط یا سیال پایین هستند.
• کاربرد رایج در تأسیسات کوچک، خطوط هوا، سیستم‌های آتش‌نشانی و ابزارهای اندازه‌گیری جانبی.

مزایای فلنج رزوه‌ای

نصب آسان و سریع: نیازی به جوشکاری نیست و می‌تواند توسط نیروی ماهر معمولی انجام شود.

نیاز به تجهیزات تخصصی کم: برای نصب، فقط نیاز به ابزارهای لوله‌کشی ساده است.

قابلیت تعمیر آسان: در صورت خرابی، جدا کردن آن بسیار ساده‌تر است.

معایب (محدودیت‌ها)

محدودیت فشار و دما: رزوه می‌تواند تحت تنش‌های ناشی از دمای بالا یا ارتعاشات شدید دچار ترک‌خوردگی شود، بنابراین برای سرویس‌های سخت (مانند خطوط بخار یا دمای بسیار بالا) مناسب نیست.

عدم تحمل لرزش: در سیستم‌هایی که لرزش زیاد دارند، ممکن است رزوه به مرور شل شده و نشتی ایجاد کند.

آب‌بندی رزوه: کیفیت آب‌بندی کاملاً به دقت درزگیر و نیروی پیچش بستگی دارد.

انواع اصلی (بر اساس شکل بدنه)

فلنج‌های رزوه‌ای اغلب در دو شکل کلی ساخته می‌شوند:

1. فلنج رزوه‌ای ساده (Threaded Flange): ساختاری شبیه به فلنج اسلیپ‌آن دارد اما به جای جوشکاری، دندانه داخلی دارد.
2. فلنج رزوه‌ای با نشیمن جوشی (Threaded with Welding Seat): این نوع برای اطمینان بیشتر در فشارهای کمی بالاتر از حالت عادی استفاده می‌شود. لوله به آن رزوه شده و سپس دور تا دور نشیمن آن یک جوش پرکننده (Fillet Weld) زده می‌شود تا از آب‌بندی و استحکام آن اطمینان بیشتری حاصل گردد.

• دارای رزوه داخلی است و بدون جوش به لوله پیچ می‌شود.
• مناسب سیستم‌هایی که جوشکاری در آن‌ها خطرناک است (مثل خطوط گاز قابل اشتعال).

کاربرد: فشار پایین و سیستم‌های قابل باز و بسته شدن.

فلنج لپ‌جوینت (Lap Joint Flange)

فلنج لپ‌جوینت (Lap Joint Flange) مجموعه‌ای از دو قطعه مجزا است که برای تشکیل اتصال به کار می‌روند:

1. بغل لوله (Stub End): این قطعه شبیه به یک لوله کوتاه است که یک انتهای آن به جوش لب‌پوشی (Fillet Weld) به لوله اصلی متصل می‌شود و انتهای دیگر آن کمی برآمده است (شبیه به یک شانه).
2. فلنج آزاد (Lap Joint Ring): این یک حلقه دیسکی ساده است که سوراخ مرکز آن کمی بزرگتر از قطر خارجی Stub End است و روی آن می‌نشیند.

نکته کلیدی: در این سیستم، فشار آب‌بندی بین دو سطح صاف (سطح Stub End و سطح نشیمن فلنج آزاد) توسط یک گسکت تأمین می‌شود، در حالی که فلنج آزاد (حلقه) فقط وظیفه نگه داشتن و فشردن دو قطعه را با پیچ و مهره دارد.

ساختار و نحوه‌ی اتصال

اتصال فلنج لپ‌جوینت به صورت زیر برقرار می‌شود:

1. جوش زدن Stub End: قطعه “بغل لوله” (Stub End) توسط یک جوش نفوذی (Butt Weld) به لوله اصلی متصل می‌شود.
2. قرارگیری فلنج آزاد: فلنج آزاد (Lap Joint Ring) به راحتی روی Stub End سر می‌خورد.
3. آب‌بندی: یک گسکت بین سطح انتهایی Stub End و سطح پشتی فلنج آزاد قرار می‌گیرد.
4. اتصال: با بستن پیچ و مهره‌ها، فلنج آزاد، Stub End را محکم نگه داشته و گسکت را فشرده می‌کند و اتصال آب‌بندی می‌شود.

کاربردها (مزیت اصلی)

مزیت اصلی این فلنج‌ها در قابلیت چرخش آن‌هاست:

• نصب و بازرسی آسان: از آنجا که فلنج آزاد (حلقه) به لوله جوش نمی‌شود، می‌توان آن را چرخاند تا پیچ‌ها در موقعیت مناسب برای دسترسی و باز و بسته شدن قرار گیرند. این امر برای بازرسی‌های دوره‌ای یا تعویض سریع لوله‌ها حیاتی است.
• سیستم‌های بزرگ: در پایپینگ با سایزهای بسیار بزرگ (بیش از ۲۴ اینچ) که نیاز به دقت بسیار بالا در هم‌ترازی دارند، استفاده از این فلنج‌ها بسیار راحت‌تر است، زیرا فقط Stub End باید با دقت جوش شود و فلنج آزاد صرفاً برای تنظیمات نهایی به کار می‌رود.
• محیط‌های خورنده: چون فلنج آزاد (که در معرض سیال نیست) می‌تواند از مواد ارزان‌تر ساخته شود، در حالی که Stub End که با سیال در تماس است از مواد مقاوم‌تر (مثل استیل ضدزنگ) ساخته می‌شود.

مزایای فلنج لپ‌جوینت

تنظیم هم‌راستایی: به راحتی می‌توان فلنج را چرخاند تا سوراخ پیچ‌ها با فلنج مقابل هم‌تراز شوند.

حذف جوشکاری در محل: جوشکاری سنگین (Butt Weld) روی Stub End در کارگاه انجام می‌شود.

کاهش خوردگی: فلنج آزاد (Ring) می‌تواند از فولاد کربنی ساخته شود، در حالی که Stub End از فولاد ضد زنگ باشد.

معایب

هزینه بالاتر: به دلیل نیاز به دو قطعه (Stub End و Ring) و یک گسکت اضافی، هزینه اولیه بالاتر از فلنج‌های جوشی مستقیم (Weld Neck) است.

پیچیدگی بیشتر: سیستم شامل سه جزء اصلی است (لوله، Stub End، Ring و گسکت).

حساسیت به گسکت: آب‌بندی کاملاً به وضعیت گسکت و نیروی فشاری بستگی دارد.

• با قطعه‌ای به نام Stub End استفاده می‌شود.
• خود فلنج روی استاب‌اند آزاد است و نمی‌جوشد، فقط نقش نگهدارنده دارد.

کاربرد: در سیستم‌هایی که نیاز به باز کردن مکرر دارند یا از مواد گران‌قیمت ساخته شده‌اند (مثلاً استیل).

فلنج سوکت‌ولد (Socket Weld Flange)

این نوع فلنج به دلیل سادگی اتصال و ظرافت بیشتر در ظاهر نهایی نسبت به فلنج جوشی گردن بلند (Weld Neck)، بسیار مورد توجه قرار می‌گیرد.

فلنج سوکت ولد یک فلنج است که در مرکز آن یک حفره (Pocket) تعبیه شده است که لوله می‌تواند وارد آن شده و درون آن بنشیند. پس از قرارگیری لوله در داخل این حفره، اتصال نهایی با یک جوش فیلت (Fillet Weld) در اطراف محیط بیرونی سوکت برقرار می‌شود.

به همین دلیل به آن “سوکت ولد” یا “نشیمن جوشی” می‌گویند.

ساختار و نحوه‌ی اتصال

نحوه‌ی اتصال این فلنج‌ها بسیار ساده و در عین حال مستحکم است:

1. قرارگیری لوله: انتهای لوله به داخل حفره (سوکت) فلنج وارد می‌شود. یک فاصله کوچک (حدوداً اینچ یا میلی‌متر) بین انتهای لوله و کف سوکت فلنج در نظر گرفته می‌شود تا فضای لازم برای انبساط حرارتی فراهم شود.
2. جوشکاری: پس از اطمینان از هم‌راستایی، یک جوش فیلت (Fillet Weld) در اطراف محیط خارجی فلنج و لوله زده می‌شود (معمولاً در یک طرف یا هر دو طرف، بسته به نیاز فشار).

مزایا:

• نصب آسان و دقیق: چون لوله به طور خودکار در مرکز فلنج قرار می‌گیرد، نیاز به مهارت کمتری برای هم‌راستایی اولیه دارد (نسبت به فلنج جوشی گردن بلند).
• سطح صاف خارجی: نمای خارجی سیستم لوله‌کشی صاف‌تر و زیباتر است، زیرا فلنجی که بیرون می‌زند شبیه به فلنج اسلیپ‌آن است، نه گردن بلند.
• مقاومت خوب در برابر خستگی: نسبت به فلنج‌های رزوه‌ای و اسلیپ‌آن، در برابر ارتعاشات بهتر عمل می‌کند.
• مناسب برای سایزهای کوچک: به طور سنتی و معمول برای خطوط لوله‌ای با قطر اسمی تا ۲ اینچ استفاده می‌شود.

معایب:

• عدم بازرسی جوش نفوذی: از آنجا که جوشکاری در داخل سوکت انجام می‌شود، بازرسی‌های غیرمخرب (NDT) مانند رادیوگرافی (RT) برای اطمینان از نفوذ کامل جوش امکان‌پذیر نیست. این بزرگترین محدودیت آن است.
• محدودیت فشار/دما: به دلیل ماهیت جوش فیلت و امکان ترک‌خوردگی در محل اتصال، معمولاً برای سیستم‌های با فشار و دمای بسیار بالا توصیه نمی‌شود (استفاده از Weld Neck ترجیح داده می‌شود).

مقایسه با فلنج اسلیپ‌آن (Slip-On Flange)

تنها تفاوت اصلی بین فلنج سوکت ولد و اسلیپ‌آن، نحوه‌ی جوشکاری است:

• اسلیپ‌آن: دو جوش فیلت خورده می‌شود (یکی در داخل و دیگری در بیرون).
• سوکت ولد: فقط یک جوش فیلت در محیط خارجی زده می‌شود (و لوله درون سوکت قرار می‌گیرد).

بنابراین، فلنج سوکت ولد یک راه‌حل با کیفیت، کم‌حجم و نسبتاً ساده برای اتصالات تحت فشار متوسط در لوله‌های کوچک است، به شرطی که نیاز به بازرسی جوش کامل (Butt Weld) نداشته باشید.

• لوله تا انتهای حفره‌ی فلنج وارد می‌شود و با جوش فیله‌ای (Fillet Weld) ثابت می‌گردد.

کاربرد: برای لوله‌های قطر کوچک و فشار بالا.

۷.تعریف فلنج عینکی (Spectacle Blind Flange)

فلنج عینکی در واقع یک قطعه واحد است که دو عملکرد متضاد را در خود جای داده است:

1. عملکرد باز (Allow Flow): شبیه به یک اسپیسر (Spacer) یا یک فلنج جوشی گردن بلند (Weld Neck Flange) عمل می‌کند و اجازه می‌دهد سیال به طور عادی از خط عبور کند.
2. عملکرد بسته (Block Flow): شبیه به یک فلنج کور (Blind Flange) عمل می‌کند و جریان سیال را کاملاً مسدود (مهندسی) می‌نماید.

نام “عینکی” از شباهت ظاهری آن به یک جفت عینک گرفته شده است، زیرا از یک دیسک فلزی مستطیلی شکل (شبیه به فریم عینک) تشکیل شده که در وسط آن دو قسمت دیسکی شکل (یکی باز و دیگری بسته) قرار دارد.

ساختار و نحوه‌ی عملکرد

یک فلنج عینکی از یک بخش متصل به لوله تشکیل شده که دارای دو قسمت مجزا است:

1. بخش کور (Blind Part): یک دیسک کاملاً بسته است که برای مسدود کردن کامل خط لوله استفاده می‌شود.
2. بخش باز یا اسپیسر (Spacer Part): یک دیسک با سوراخ کاملاً باز است که جریان سیال را بدون هیچ مانعی عبور می‌دهد.

نحوه استفاده:

برای تغییر وضعیت خط (از باز به بسته یا بالعکس)، اپراتور با باز کردن پیچ‌ها، کل مجموعه را می‌چرخاند تا قسمت مورد نظر (کور یا باز) بین دو فلنج ثابت قرار گیرد و دوباره با پیچ و مهره محکم شود.

کاربردها (چرا از آن استفاده می‌شود؟)

استفاده اصلی فلنج عینکی به دلیل ایمنی و قابلیت تغییر سریع وضعیت است:

• تست‌های فشار (Hydrostatic Testing): در زمان انجام تست‌های هیدرواستاتیک یا پنوماتیک، از قسمت کور برای مسدود کردن ایمن یک شاخه یا انتهای خط استفاده می‌شود، در حالی که بخش دیگر خط فعال است.
• عملیات نگهداری و تعمیر (Maintenance): این فلنج اجازه می‌دهد تا در صورت نیاز به سرویس یک تجهیز (مانند پمپ یا شیرآلات)، بدون نیاز به برش لوله یا جوشکاری مجدد، به سرعت آن بخش را از سرویس خارج (Isolate) کنند.
• ایزولاسیون موقت: برای بستن موقت یک خط فرعی بدون اینکه کل عملیات متوقف شود.

تفاوت فلنج کور با فلنج عینکی

فلنج کور را به عنوان یک راهکار نهایی و دائمی برای مسدود کردن در نظر بگیرید.

ساختار: فلنج کور یک دیسک جامد و یکپارچه از فلز است که هیچ سوراخی در مرکز خود ندارد. این قطعه کاملاً شبیه به یک فلنج معمولی است، اما سطح آب‌بندی آن کاملاً بسته است.

نحوه عملکرد: وظیفه اصلی آن مهر و موم کردن و مسدود کردن انتهای یک خط لوله، یک بازشدگی در یک هدر (Header) یا یک پورت در یک تجهیز (مانند یک شیر بزرگ یا یک مخزن) است. هنگامی که فلنج کور با استفاده از پیچ و مهره به فلنج مقابل متصل شده و گسکت بین آن‌ها فشرده می‌شود، جریان سیال به طور کامل قطع می‌گردد.

تغییر وضعیت: اگر پس از نصب فلنج کور نیاز به باز کردن آن مسیر و برقراری جریان سیال باشد، باید مراحل زیر انجام شود:

1. باز کردن تمام پیچ و مهره‌های اتصال.
2. برداشتن کامل فلنج کور.
3. نصب یک فلنج دیگر (مانند فلنج اسلیپ‌آن یا ولد نک) که قابلیت عبور سیال را داشته باشد.

نتیجه: تغییر وضعیت با این فلنج فرآیندی زمان‌بر است و نیازمند ابزارآلات بیشتر و دخالت طولانی‌تر در خط لوله است. فلنج عینکی در مقابل، یک ابزار عملیاتی و پویا برای مدیریت سریع جریان است. نام “عینکی” نیز به دلیل شباهت ظاهری آن به فریم عینک گرفته شده است.

ساختار: این فلنج در واقع ترکیبی از دو عملکرد در یک قطعه است. این قطعه از دو بخش دیسکی متصل به هم تشکیل شده است:

• بخش کور (Blind Section): مشابه یک فلنج کور جامد است.
• بخش اسپیسر یا باز (Spacer Section): یک دیسک کاملاً سوراخ‌دار است که اجازه می‌دهد سیال بدون هیچ مانعی عبور کند.

نحوه عملکرد: فلنج عینکی بین دو فلنج ثابت در خط لوله نصب می‌شود. وظیفه اصلی آن فراهم کردن امکان تغییر سریع بین دو حالت است:

1. حالت باز (Isolate Open): بخش سوراخ‌دار در مقابل لوله قرار می‌گیرد و جریان سیال برقرار است.
2. حالت بسته (Isolate Closed): با باز کردن پیچ و مهره‌ها و چرخاندن کل مجموعه درجه، بخش کور در مقابل لوله قرار گرفته و جریان به طور کامل مسدود می‌شود.

تغییر وضعیت: این فرآیند بسیار سریع است. فقط با باز کردن پیچ‌ها و چرخاندن قطعه، می‌توان از قطع کامل جریان به برقراری کامل جریان رسید.

تفاوت بنیادی در انعطاف‌پذیری است:

• فلنج کور برای بستن دائمی (یا طولانی‌مدت) استفاده می‌شود و تغییر وضعیت آن نیازمند تعویض قطعه است.
• فلنج عینکی برای ایزولاسیون موقت طراحی شده است تا مهندسان و تکنسین‌ها بتوانند به سرعت مسیر را برای بازرسی، تست فشار، یا تعمیرات تجهیزات، در حالت باز یا بسته قرار دهند.

انواع سطوح آب‌بندی فلنج (Flange Facing)

سطحی که گسکت روی آن قرار می‌گیرد، چند نوع طراحی دارد:

1. Flat Face (FF) — سطح کاملاً صاف؛ برای سیستم‌های فشار پایین.
2. Raised Face (RF) — سطح کمی برآمده؛ رایج‌ترین نوع در صنایع.
3. Ring Type Joint (RTJ) — شیار مخصوص برای گسکت فلزی؛ برای فشار و دمای بسیار بالا.
4. Tongue & Groove / Male & Female — سطوح نر و ماده برای آب‌بندی خاص.

هر نوع سطح باید با نوع گسکت هماهنگ انتخاب شود.

استانداردهای رایج فلنج

تولید فلنج‌ها زیر مجموعه‌ی دقیق‌ترین استانداردهای صنعتی است.

مهم‌ترین استانداردها عبارت‌اند از:

• ASME/ANSI B16.5: برای فلنج‌های فولادی تا قطر ۲۴ اینچ.
• ASME B16.47: برای فلنج‌های بزرگ‌تر از ۲۴ اینچ.
• DIN (استاندارد آلمان): معمولاً در تأسیسات اروپایی.
• BS و ISO: در پروژه‌های بین‌المللی و صنایع عمومی.

استانداردها مشخص می‌کنند:

• ابعاد (قطر، فاصله سوراخ‌ها، ضخامت)
• فشار مجاز (معمولاً در کلاس‌های Class 150, 300, 600, 900, 1500, 2500)
• و جنس فلنج (Carbon Steel, Stainless Steel, Alloy Steel و غیره).

جنس فلنج و پوشش آن

فلنج‌ها معمولاً از متریال‌های زیر ساخته می‌شوند:

• فولاد کربنی (Carbon Steel): پرمصرف و اقتصادی، مناسب بیشتر خطوط.
• استیل ضد زنگ (Stainless Steel): مقاوم در برابر خوردگی و اسیدها.
• آلیاژهای نیکل، اینکونل، مونل: برای محیط‌های با دمای زیاد یا مواد بسیار خورنده.
• PVC یا پلیمر فشرده: در سیستم‌های غیر فلزی یا سبک.

گاهی نیز برای افزایش مقاومت، سطح فلنج را گالوانیزه، نیکل‌اندود یا رنگ اپوکسی صنعتی می‌کنند.

نحوه نصب فلنج‌ها

برای آب‌بندی کامل، باید فلنج‌ها با گشتاور مشخص و به ترتیب ضربدری پیچ شوند تا فشار بین همه‌ی پیچ‌ها یکنواخت باشد.

همچنین نوع گسکت (Gasket) بسیار مهم است: می‌تواند نرم (مثلاً لاستیکی) یا فلزی باشد، بسته به فشار و نوع سیال.

نکات مهم در انتخاب فلنج

1. جنس فلنج و گسکت باید با نوع سیال سازگار باشد.
2. کلاس فشار فلنج (Class) متناسب با فشار کاری سیستم انتخاب شود.
3. ابعاد و سوراخ‌ها باید دقیقاً با فلنج مقابلی مطابقت داشته باشد (از یک استاندارد یکسان).
4. از پیچ‌ومهره‌های مناسب و مقاوم به خوردگی استفاده کنید.
5. در خطوط حساس، همیشه از گشتاورسنج (Torque Wrench) برای نصب دقیق استفاده شود.

تفاوت فلنج فورج با فلنج های معمولی

در دنیای اتصالات، اصطلاح “فلنج معمولی” اغلب به فلنج‌های ریختگی (Cast) یا به طور کلی‌تر، فلنج‌هایی که با فرآیند فورج ساخته نشده‌اند اشاره دارد. با این حال، در مهندسی لوله و اتصالات، تفاوت اصلی و اساسی که باید در نظر گرفته شود، بین فلنج فورج شده (Forged Flange) و فلنج ریخته‌گری شده (Cast Flange) است، زیرا روش ساخت مستقیماً بر کیفیت، استحکام و ایمنی فلنج تأثیر می‌گذارد.

در اینجا توضیحات متنی در مورد تفاوت‌های این دو ارائه می‌شود:

۱. فلنج فورج شده (Forged Flange)

فلنج‌های فورج شده به دلیل فرآیند ساختشان، به عنوان قوی‌ترین و قابل اطمینان‌ترین نوع فلنج‌ها شناخته می‌شوند و برای کاربردهای حساس و تحت فشار بالا ترجیح داده می‌شوند.

فرآیند ساخت:

فرآیند فورجینگ شامل قرار دادن یک قطعه شمش فولادی (Billet) در دمای بسیار بالا بین دو قالب یا تحت فشار بسیار زیاد (توسط پرس‌های هیدرولیک یا چکش‌ها) است. این عملیات، ساختار داخلی فولاد را تغییر می‌دهد.

مزایای اصلی:

1. استحکام مکانیکی بالا: نیروی فشاری در طول فورج، دانه‌های ساختار فلز را فشرده و هم‌راستا می‌کند. این امر باعث حذف هرگونه تخلخل، حفره‌ها یا ناخالصی‌های داخلی می‌شود که در فرآیند ریخته‌گری ممکن است باقی بمانند. در نتیجه، فلنج فورج شده مقاومت بسیار بالاتری در برابر تنش‌های کششی، فشاری و خستگی دارد.
2. مقاومت در برابر ترک‌خوردگی: ساختار دانه‌ای یکنواخت، باعث می‌شود که فلنج فورج شده در برابر شکست‌های ناشی از تنش‌های دوره‌ای یا شوک‌های حرارتی بهتر عمل کند.
3. کاربردها: این نوع فلنج‌ها برای سرویس‌های با فشار و دمای بالا، سرویس‌های با کلاس فشار بالا (مانند Class 600، ۹۰۰، ۱۵۰۰ و بالاتر) و همچنین در صنایع حیاتی مانند نفت، گاز، پتروشیمی و نیروگاه‌ها که نیاز به اطمینان صد در صدی دارند، استفاده می‌شوند.

۲. فلنج معمولی (در مقایسه: فلنج ریخته‌گری شده – Cast Flange)

اگر منظور از “فلنج معمولی” فلنجی باشد که ریخته‌گری شده (Cast) است، تفاوت اصلی آن با فورج در ساختار داخلی و در نتیجه، محدودیت در کاربرد است.

فرآیند ساخت:

در فرآیند ریخته‌گری، فولاد مذاب مستقیماً درون قالبی با شکل نهایی فلنج ریخته می‌شود و پس از سرد شدن، قالب شکسته شده و فلنج خارج می‌گردد.

معایب و محدودیت‌ها:

1. احتمال تخلخل: در حین سرد شدن مذاب، این احتمال وجود دارد که حباب‌های گاز محبوس شده و باعث ایجاد تخلخل‌ها (Porosity) یا انقباض (Shrinkage) در ساختار داخلی شوند. این نقص‌ها نقاط تمرکز تنش (Stress Concentrators) هستند.
2. استحکام پایین‌تر: به دلیل وجود این نقص‌های ریز داخلی، مقاومت نهایی فلنج ریخته‌گری شده در برابر فشار و خستگی کمتر از همتای فورج شده خود است.
3. محدودیت‌های استاندارد: به دلیل ریسک‌های ایمنی بالاتر، در بسیاری از کدهای استاندارد (مانند ASME B16.5)، فلنج‌های ریخته‌گری شده برای سرویس‌های با فشار و دمای بالا ممنوع شده‌اند و معمولاً فقط برای کلاس‌های فشار پایین (مانند Class 150 یا Class 300) و سرویس‌های غیربحرانی مجاز هستند.

خلاصه تفاوت در یک نگاه

تفاوت بین این دو نوع فلنج اساساً در “چگونگی شکل‌گیری ساختار داخلی” آن‌هاست:

• فورج (Forging): فرآیند شکل‌دهی با فشار است که ساختار دانه‌ای را بهبود بخشیده و استحکام را به حداکثر می‌رساند. (مناسب برای سرویس‌های سخت)
• ریخته‌گری (Casting): فرآیند ریختن مذاب در قالب است که ممکن است منجر به نقص‌های میکروسکوپی شود. (مناسب برای سرویس‌های ساده‌تر و کم‌فشارتر)

بنابراین، در پروژه‌های صنعتی، همیشه تأکید بر استفاده از فلنج‌های فورج شده برای اطمینان از ایمنی و طول عمر سیستم لوله‌کشی است.

چگونه طول عمر فلنج ها را بالا ببریم ؟

افزایش طول عمر فلنج‌ها یک موضوع مهندسی حیاتی است، زیرا خرابی فلنج‌ها می‌تواند منجر به نشت خطرناک، توقف تولید و هزینه‌های تعمیرات گزاف شود. طول عمر یک فلنج به طور مستقیم با کیفیت ساخت اولیه آن (مانند فورج در مقابل ریخته‌گری) و به شدت به نحوه نگهداری، نصب و شرایط عملیاتی آن بستگی دارد.

در اینجا مهم‌ترین روش‌ها برای افزایش طول عمر فلنج‌ها، به صورت متنی و جامع، توضیح داده می‌شود:

۱. انتخاب صحیح نوع فلنج و مواد اولیه

قبل از هر چیز، طول عمر با انتخاب درست شروع می‌شود:

• جنس مناسب (Material Selection): فلنج باید از جنسی ساخته شود که در برابر سیال سرویس‌دهنده (خورندگی)، دما و فشار عملیاتی مقاومت کافی داشته باشد. به عنوان مثال، در محیط‌های اسیدی، استفاده از فولادهای زنگ نزن آستنیتی (مانند 316L) به جای کربنی یا فولادهای سری P ضروری است.
• فرآیند ساخت مناسب (Forged vs. Cast): همانطور که پیش‌تر بحث شد، برای سرویس‌های تحت فشار بالا و بحرانی، همواره از فلنج‌های فورج شده (Forged) استفاده کنید تا از یکپارچگی ساختاری و استحکام مکانیکی بالاتری برخوردار باشید.
• انتخاب صحیح کلاس فلنج: همیشه کلاس فلنج (مانند Class 150، ۳۰۰، ۶۰۰ و غیره) باید بالاتر از فشار و دمای حداکثر عملیاتی سیستم باشد تا ضریب ایمنی کافی وجود داشته باشد.

۲. نصب صحیح (The Gasket/Flange Interface)

مهم‌ترین عامل فرسایش فلنج‌ها، رابط آن‌ها با گسکت (واشر) است.

• آماده‌سازی سطح آب‌بندی (Facing): سطح آب‌بندی فلنج (Face Finish) باید کاملاً صاف، عاری از خراش، خوردگی یا اثرات ابزارکاری (مانند شیارهای ابزار چرخان) باشد. هرگونه آسیب در این سطح باعث نشت شده و در درازمدت فرسایش را تسریع می‌کند.
• انتخاب گسکت مناسب: گسکت باید متناسب با نوع فلنج (مثلاً فلنج با سطح رزوه شده، فلنج با سطح RTJ) و سیال سرویس باشد. استفاده از گسکت نامناسب یا فرسوده، نیروی اتصال را به طور ناصحیح توزیع کرده و به فلنج آسیب می‌زند.
• ترتیب و مقدار گشتاور پیچ‌ها (Torquing Sequence): سفت کردن پیچ‌ها باید به صورت تدریجی، متقاطع و طبق الگوی مشخص (ستاره‌ای) انجام شود. اعمال گشتاور نامناسب (کم یا زیاد) باعث خمیدگی نامتعادل فلنج و فشردگی ناصحیح گسکت می‌شود که منجر به نشت زودهنگام و آسیب به لبه‌های فلنج می‌گردد.

۳. کنترل شرایط عملیاتی

ثبات شرایط عملیاتی کلید طول عمر است:

• حفظ دمای عملیاتی: تغییرات دمایی شدید و ناگهانی (شوک حرارتی) باعث انبساط و انقباض نامتوازن قطعات می‌شود. اگر سیستم برای دمای مشخصی طراحی شده است، باید از ورود سیالات بسیار داغ یا بسیار سرد به خطوط جلوگیری شود.
• کنترل ارتعاش و بارگذاری خارجی: ارتعاشات مداوم ناشی از پمپ‌ها، کمپرسورها یا جریان سیال ناپایدار، باعث شل شدن پیچ‌ها و سایش رابط فلنج و گسکت می‌شود. استفاده از تجهیزات ضد ارتعاش یا ساپورت‌های مناسب برای لوله‌کشی ضروری است.
• جلوگیری از خوردگی خارجی: رطوبت، مواد شیمیایی پاشیده شده یا آب باران می‌تواند باعث خوردگی بیرونی فلنج شود، خصوصاً در فلنج‌های کربنی. اعمال پوشش‌های محافظ مناسب (رنگ‌های اپوکسی، پوشش‌های مقاوم در برابر خوردگی) و عایق‌کاری صحیح برای جلوگیری از تماس رطوبت ضروری است.

۴. بازرسی و نگهداری دوره‌ای (Inspection and Maintenance)

بازرسی منظم برای شناسایی مشکلات قبل از تبدیل شدن به خرابی فاجعه‌بار، بسیار مهم است:

• بازرسی بصری دوره‌ای: به طور منظم وضعیت پیچ‌ها، مهره‌ها و عاری بودن فلنج از هرگونه نشتی سطحی، خوردگی یا تغییر شکل بررسی شود.
• بازرسی غیرمخرب (NDT): در خطوط حیاتی، از روش‌های بازرسی مانند تست ذرات مغناطیسی (MT) یا تست نفوذ مایع (PT) برای تشخیص ترک‌های ریز سطحی، به خصوص در فلنج‌های ولدینگ نیک که تحت تنش جوش هستند، استفاده شود.
• تعویض به موقع گسکت‌ها: گسکت‌ها قطعات مصرفی هستند. هر زمان که خط لوله به دلیل تعمیرات باز می‌شود، گسکت باید با یک قطعه جدید و مناسب تعویض شود، حتی اگر گسکت قدیمی سالم به نظر برسد.

جمع‌بندی

فلنج‌ها نقش «مفصل» در یک سیستم لوله‌کشی صنعتی را دارند.

ترکیب درستی از نوع فلنج، جنس، گسکت و استاندارد مناسب باعث می‌شود:

• سیستم در برابر فشار بالا مقاوم بماند؛
• نشتی یا خوردگی اتفاق نیفتد؛
• عملیات تعمیر و نگهداری ساده‌تر و کم‌هزینه‌تر انجام شود.