فلنج - FLANGE

روش های گوناگونی جهت اتصال لوله و اقلام آن به همدیگر و یا به تجهیزات وجود دارد، مانند جوشکاری و … که یکی از این موارد فلنج می باشد.
مهمترین دلیل استفاده از این روش، قابلیت جداسازی آن می باشد (Removable) به این معنی که شما در صورتی که دو عدد لوله را مستقیما به یکدیگر جوش دهید، در صورتی که بخواهید آنها را جدا کنید بایستی برشکاری انجام شده و دوباره جوش دهید اما در صورتی که از فلنج ها استفاده کنید، میتوانید با باز و بسته کردن پیچ و مهره ها این کار را انجام دهید.
در این روش به هر دو لوله یک فلنج جوش داده میشود و این دو فلنج از قسمت Flange Face روبروی یکدیگر قرار گرفته و توسط پیچ و مهره ها (Bolts & Nuts) به یکدیگر فشرده و سفت میشوند. جهت جلوگیری از نشتی (Leakage) بین آنها از واشر آب بندی (Gasket) استفاده میشود.

فیس فلنج ها FLANGE FACE

فلت فیس  FF)  FLAT FACE)
برای اتصال شیرها و اتصالات چدنی و فلنج های غیر فولادی و پمپ ها از این نوع فیس استفاده می گردد. همچنین برای خطوط فشار پائین مانند: (Cooling water-CWR-CWS) كه نشتی زیاد مهم نباشد نیز از این نوع فیس استفاده می شود. جهت آب بندی اتصالات نیز از واشرهایی استفاده می شود كه قطر خارجی آنها برابر قطر خارجی فلنج است. در این نوع از فیس سطح یك فلنج كه باید در مقابل سطح دیگر قرار گیرد صاف می باشد. معمولاً فلنج های چدنی و یا فولادی كه در فشارهای كم، كاربرد دارند از نوع فلت فیس FLAT FACE ساخته می­ شوند.

ریس فیس  RF)  RACE FACE)
در این نوع فیس سطح فلنج برجسته تر ساخته می‌شود. بر اساس استاندارد مقدار برجستگی درتمام اندازه‌ها برای کلاسهای ۱۵۰ و ۳۰۰ برابر 1.6 mm و کلاسهای بالاتر برابر 6.4 mm می‌باشد. در قسمت برجستگی ممکن است سطح کاملاً صیقلی (smooth finish) و یا دارای شیار (serrated finish) باشد و این شیارها یا بصورت هم مرکز و یا حلزونی می‌باشد که روش ساخت آن در استاندارد (MSS-SP-6) مشخص گردیده است (معمولاً عمق شیارها 0.4 mm وفاصله آن از هم 0.8 mm می‌باشد).

اتصال رینگی (RING TYPE JOINT (RTJ
فلنج های RTJ در فشار های بالا (کلاس 600 و بالاتر) و یا در دمای بیش از 427C°C-800°F استفاده میگردند. در واقع سطح آب بندی این نوع فلنج دارای یک شیار زاویه دار است که با گسکت های رینگی آب بند میگردد. هنگامی که نیروی حاصل از فشار پیچ ها، رینگ را در داخل شیارهای موجود در بین دو فلنج فشرده و پرس می نماید موجب آب بندی فلز روی فلز دربین دو فلنج میگردد.

رده بندی های فلنج

1. رده بندی فشار مطابق استاندارد ANSI B16 :
مطابق این استاندارد فلنجهای فولادی وآلیاژهای آن به كلاسهای 150-300-400-600-900-1500-2500 تقسیم بندی می شوند كه این اعداد ماكزیمم فشار برحسب PSI بوده كه فلنج ها در حداكثر دمای مجاز می توانند تحمل كنند ومعمولا فشار كاركرد حدود 2.4 برابر اعداد فوق می باشد (رابطه فشار با دما برای جنسهای مختلف در استاندارد فوق مشخص گردیده است) . 

2. رده بندی فشار مطابق استاندارد ISO :
در این استاندارد فشار تحمل فلنج های فولادی وآلیاژ های آن با PN نشان داده شده كه این نشان دهنده فشار اسمی بر حسب BAR می باشد .     

3. رده بندی فشار مطابق استاندارد (API (6A-6B-6BX :
این نوع فلنج ها دارای تحمل فشار بیشتری نسبت به فلنجهای گروه ANSI بوده وبه كلاسهای 2000-3000-5000-10000-15000 رده بندی می گردند.

فلنج گلودار Welding Neck Flange
این نوع فلنج با داشتن گردن مخروطی که نهایتا در انتهای مسیر فلنج، شعاع آن با قطر لوله برابر می شود، مشخص است که در انتها به لوله جوش و متصل می گردد، که این شکل ظاهری دلیل اصلی افزایش تحمل فلنج می باشد. کاربرد این فلنج در فشارهای بالا و دماهای زیر صفر است که علاوه بر این کاربرد برای زمانی که بارهای ارتعاشی و نوسانی دارد نیز مناسب است. فلنج های گلودار از ناف مخروطی شکل شان بسادگی قابل تشخیص می باشند. که این ناف های مخروطی با شیب ملایمی به دیواره لوله یا اتصالات مربوطه جوش میگردند.​​​​​​​
فلنج های گلودار فولادی طبق استاندارد ASTM A105/A105N و فلنج های استنلس استیل طبق استاندارد ASTM A182 نظیر سری های F304/L-F316/L-F321-F347 و فلنج های آلیاژی در استاندارهایی همانند F5-F9-F11-F22-MONEL-INCOLOY و غیره ساخته می شوند.
ضخامت گلویی فلنج های گلودار طبق استاندارد جداول لوله بر حسب ASME B16.10 و ASME B16.19 ارایه می شود. (برای دانلود جدول ضخامت لوله اینجا را کلیک کنید و یا به بخش محاسبه وزن لوله مراجعه کنید)

انواع فلنج ها :

فلنج اسلیپون (Slip On Flange):
از این فلنج برای تمام فشار ها میتوان استفاده کرد و لازمه استفاده در فشارهای 150 و 300 است  و جوش داخلی آن نسبت به دیگر فلنج ها از جمله فلنج گلودار بیشتر است. کاربرد این فلنج در سیستم های معمولی است چون نصب آن ساده است ولی مقاومت آن هم در  فشار داخلی و هم در برابر خستگی کمتر از فلنج گردن دار است. نیروی مقاومت محاسبه شده یک فلنج اسلیپان، تحت فشار داخلی ، ⅔ فلنج های گلو دار جوشی بوده که این عمر تحت شرایط خستگی به ⅓ تقلیل می یابد .از معایب این فلنج این است که اصولا ابتدا لوله ها باید جوش داده شوند و سپس اتصالات با آن تنظیم شوند. اتصال فلنج و زانو یا فلنج و یک سه راهی ممکن نیست زیرا اتصالات نامبرده یک انتهای مستقیم و راست ندارند وموجب لغزش بر روی فلنج میگردند.
فلنج های اسلیپون فولادی طبق استاندارد ASTM A105/A105N و فلنج های استنلس استیل طبق استاندارد ASTM A182 نظیر سری های F304/L-F316/L-F321-F347 و فلنج های آلیاژی در استاندارهایی همانند F5-F9-F11-F22-MONEL-INCOLOY و غیره ساخته می شوند.

فلنج ساکت (Socket Weld Flange):
این فلنج دارای محفظه ای است که محل قرار گیری لوله می باشد. 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 مقاومت آن در برابر خستگی افزایش می یابد. کاربرد این فلنج ها در سیستم های لوله کشی که دارای فشار کاری بالا 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 اسلیپون می باشد ولی مقاومت خستگی آنها 50% بیشتر از فلنج های اسلیپون می باشد از معایب فلنج ساکت ولد همین" فاصله انبساطی" است که باید ایجاد شود. در سیستم های لوله کشی استینلس استیل که محتوای سیال خورنده می باشند این فاصله مشکل خوردگی ایجاد مینماید که در بعضی از جاها استفاده از فلنج ساکت ولد مجاز نمی باشد همچنین از معایب فلنج ساکت ولد اصولا همان معایب مرتبط به فلنج اسلیپون نیز می باشد. یعنی می باید اصولا ابتدا لوله جوشکاری شده و سپس نسبت به تنظیم اتصلات و نصب آن اقدام نمود.
فلنج های ساکت ولد فولادی طبق استاندارد ASTM A105/A105N و فلنج های استنلس استیل طبق استاندارد ASTM A182 نظیر سری های F304/L-F316/L-F321-F347 و فلنج های آلیاژی در استاندارهایی همانند F5-F9-F11-F22-MONEL-INCOLOY و غیره ساخته می شوند.
ضخامت گلویی فلنج های ساکت طبق استاندارد جداول لوله بر حسب ASME B16.10 و ASME B16.19 ارایه می شود. (برای دانلود جدول ضخامت لوله اینجا را کلیک کنید و یا به بخش محاسبه وزن لوله مراجعه کنید)

فلنج دنده ای (Threaded Flange):
همانطور که از نام این فلنج مشاهده می شود درون این فلنج ها رزوه کار شده است  فلنج دنده ای که گاهی با عنوان رزوه ای نیز از آن نام برده می شود، برای شرایط ویژه به همراه مزیت اصلی آن که قابل اتصال بودن بدون عملیات جوشکاری می باشد استفاده میگردد. البته گاهی اوقات جهت مطمئن بودن از آب بندی یک پالس جوش آب بندی نیز به همراه آن استفاده می شود. همچنین این نوع فلنج معمولا به صورت گالوانیزه مصرف میگردد.
معمولا فلنج های دنده ای طبق استاندارد ASTM A105/A105N و به صورت آهنی در آلیاژ ST37 مورد استفاده قرار میگیرد.

فلنج کور (Blind Flange):
فلنج های کور بدون سوراخ تولید می شوند و برای مسدود نمودن انتهای خطوط لوله، شیرآلات، و دهانه منبع های تحت فشار استفاده میگردند. از نقطه نظر فشار داخلی و بارگذاری پیچ، فلنج های کور خصوصا در سایز های بزرگ پر تنش پذیر ترین نوع فلنج می باشد.
​​​​​​​فلنج های کور فولادی طبق استاندارد ASTM A105/A105N و فلنج های استنلس استیل طبق استاندارد ASTM A182 نظیر سری های F304/L-F316/L-F321-F347 و فلنج های آلیاژی در استاندارهایی همانند F5-F9-F11-F22-MONEL-INCOLOY و غیره ساخته می شوند.

اوریفیس فلنج  (Orifice Flange):
این فلنج نوعی از فلنج گلودار است که به صورت جفت مورد استفاده قرار میگیرد. کاربرد اصلی این فلنج ها برای مسدود کردن جریان و کاهش فشار است. تفاوت آن با فلنج گلودار در این است که تعدادی سوراخ  رزوه شده با استاندارد NPT یا BSP بر روی رینگ اصلی فلنج اوریفیس ایجاد شده که جهت نصب گیج های اندازه گیری و ابزار دقیق می باشد. این سوراخ ها عموما دارای سایز های 1/2 اینچ و 3/4 اینچ هستند.
گیج ها جهت اندازه گیری فشار ، دما و ... سیال عبوری از فلنج اوریفیس مورد مصرف قرار میگیرند .
فلنج های اوریفیس فولادی طبق استاندارد ASTM A105/A105N و فلنج های استنلس استیل طبق استاندارد ASTM A182 نظیر سری های F304/L-F316/L-F321-F347 و فلنج های آلیاژی در استاندارهایی همانند F5-F9-F11-F22-MONEL-INCOLOY و غیره ساخته می شوند.
ضخامت گلویی فلنج های اوریفیس طبق استاندارد جداول لوله بر حسب ASME B16.10 و ASME B16.19 ارایه می شود. (برای دانلود جدول ضخامت لوله اینجا را کلیک کنید و یا به بخش محاسبه وزن لوله مراجعه کنید)

فلنج لبه دار  (Lap Joint Flange):
این فلنج قابلیت این را دارد که بر روی محور خود چرخش داشته باشد 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 مقاومت آن در برابر خستگی بسیار کمتر از فلنج گلودار است.
فلنج های لبه دار فولادی طبق استاندارد ASTM A105/A105N و فلنج های استنلس استیل طبق استاندارد ASTM A182 نظیر سری های F304/L-F316/L-F321-F347 و فلنج های آلیاژی در استاندارهایی همانند F5-F9-F11-F22-MONEL-INCOLOY و غیره ساخته می شوند.

استاب اند (Stub End):
یک Stub End همیشه با یک فلنج کف رینگ (Lap Joint Flange) به عنوان یک فلنج پشتیبان استفاده میگردد. "استاب اند" یکی از اتصالات فلنج بوده که در فشارهای پایین و و غیر حساس کاربرد دارد و یکی از شیوه های ارزان بند و بست فلنج ها می باشد. همانطور که گفته شد در سیستم های لوله کشی استنلس استیل، برای مثال یک فلنج کربن استیل می تواند بکار گرفته شود زیرا آنها با سیال تماس پیدا نمی کنند.
"استاب اند های" فولادی طبق استاندارد ASTM A105/A105N و فلنج های استنلس استیل طبق استاندارد ASTM A182 نظیر سری های F304/L-F316/L-F321-F347 و فلنج های آلیاژی در استاندارهایی همانند F5-F9-F11-F22-MONEL-INCOLOY و غیره ساخته می شوند.

فلنج عینکی Spectacle Blind Flange 
فلنج عینکی یا همان (اسپکتیکال فلنج) از دو دیسک مجزا ساخته شده اند که توسط یک پل فولادی که از نظر متریال شیمیایی مطابق دیسک های مرتبط می باشند به هم وصل شده اند و از نظر شکل ظاهری SPECTACLE BLIND FLANGE مشابه عینک می باشند و دلیل نامگذاری فلنج عینکی بخاطر شباهت آن به عینک می باشد .
فلنج عینکی از دو دیسک که یکی از آنها توپر که مشابه فلنج کور (BLIND FLANGE) که جهت مسدود کردن سیال خطوط پایپینگ و دیگری بصورت یک دیسک تو خالی که جهت باز نمودن مسیر عبور سیال مورد استفاده قرار میگیرد .
فلنج عینکی SPECTACLE BLIND FLANGE به منظور باز و بسته کردن مسیر عبور سیال در خطوط پایپینگ مورد استفاده قرار میگیرند که حول محور پل قرار گرفته شده در وسط پل گردش مینماید و گاهی قسمت فلنج کور در مسیر قرار میگرد که موجب بسته شدن کامل مسیر عبور جریان میگردد و در خلاف آن قسمت سوراخ دار آن موجب باز شدن مسیر و عبور جریان سیال از فلنج عینکی میگردد .
فلنج های عینکی دارای استاندارد ASME B16.48 می باشد که برای نصب در بین فلنج های با استاندارد ASME B16.5 مورد استفاده قرار میگیرد .

فلنج راکتی SPADES (SINGLE BLINDES) /RING SPACER
این دو فلنج RING SPACER و SPADES همانند فلنج عینکی می باشد با این تفاوت که هر کدام به صورت جداگانه مورد استفاده قرار میگیرد.
کاربرد SPACER FLANGE و SPADE FLANGE در مسیر های عبور جریانی می باشد که سایز لوله ها بالا می باشد و این سایز بالا در SPADES FLANGE (همان فلنج کور کننده ) موجب بالا رفتن چشمگیر وزن این نوع فلنج میشود که برای کاهش وزن اضافی اتصالات فلنج از آنها بصورت جداگانه مورد استفاده قرار میگیرد .
لازم به ذکر است از SPADE & RING SPACER که بصورت جداگانه از هم می باشد در موقعی استفاده میشود که تعمیر خطوط مهم و ضروری نباشد و در موقعی که خط نیاز به تعمیر و نگهداری داشته باشد می توان بصورت موقت جای RING SPACER را با SPADE تعویض کرد تا مسیر عبور سیال مسدود گردد ، با شل کردن پیچ های فلنج امکان تعویض  SPADE با RING SPACER امکان پذیر می باشد البته در هر بار تعویض مکان SPADE و RING SPACER گسکت ها نیز باید تعویض شوند تا عملیات آب بندی با مشکل مواجه نشود
 پس از نصب RING SPACER و SPADE به هیچ وجه قابل تشخیص نیستند که کدام یک از آنها نصب شده اند به همین دلیل کمپانی های تولید کننده فلنج بر روی دسته RING SPACER و SPADE فلنج ها که بیرون تر از قطر فلنج می باشد مشخصات فلنج را درج میکنند تا براحتی قابل تشخیص برای نصابان و مهندسین باشد .
فلنج های راکتی دارای استاندارد ASME B16.48 می باشد که برای نصب در بین فلنج های با استاندارد ASME B16.5 مورد استفاده قرار میگیرد .