فلنج و اتصالات لوله های صنعتی

فلنج و اتصالات لوله های صنعتی
اتصالات لوله اجزایی است که برای اتصال بخش های لوله به همراه سایر محصولات کنترل سیال مانند دریچه ها و پمپ ها برای ایجاد خطوط لوله استفاده می شود. به طور متداول اصطلاح اتصالات برای لوله های فلزی و پلاستیکی که مایعات را حمل می کنند استفاده می شود .

اشکال دیگری از اتصالات لوله وجود دارد که می تواند برای اتصال لوله های نرده و سایر عناصر معماری مورد استفاده قرار گیرد. اتصالات لوله ممکن است جوش یا پیچ و مهره شوند و به صورت مکانیکی به هم متصل شوند و یا به لحاظ شیمیایی به هم چسبیده باشند. بسته به جنس ماده لوله، مکانیزم اتصال نیز متفاوت است. یکی از راه های اتصالات لوله فلنج است.

فلنج روشی برای اتصال لوله ها، شیرآلات، پمپ ها و سایر تجهیزات برای تشکیل سیستم لوله کشی صنعتی پایپینگ به شمار می رود. فلنج ها دسترسی آسان برای تمیز کردن، بازرسی یا اصلاح را فراهم می کنند. فلنج ها معمولاً جوش داده یا پیچ می شوند. در اتصالات فلنجی، دو فلنج با یک واشر بین آن ها متصل و مهر و موم می شوند.

در ابتدایی ترین سطح، از فلنج برای افزودن مقاومت به سازه، مونتاژ یا قسمت مکانیکی استفاده می شود. در مورد اتصالات لوله، استفاده از فلنج برای پوشاندن، بستن، اتصال و پشتیبانی سیستم های مختلف از لوله کشی اساسی تا شبکه های صنعتی ضروری است.

چه چیزی فلنج و اتصالات لوله های صنعتی را منحصر به فرد می کند؟

لوله کشی ابزاری اساسی برای صنایع بی شماری در سراسر جهان است. به منظور حفظ عملکرد بالا، کیفیت قابل اعتماد و سهولت در تعویض، این قطعات با در نظر گرفتن ابعاد و مشخصات استاندارد طراحی و ساخته می شوند.
استانداردهای اتصالات لوله بر اساس کشور، صنعت و کاربرد متفاوت است. برخی از استانداردهای رایج جهانی عبارتند از:

ASA (ایالات متحده آمریکا)

ANSI (ایالات متحده آمریکا)

ASME (ایالات متحده آمریکا)

PN (اروپا)

DIN (اروپا)

BS10(انگلیس و استرالیا)

JIS (ژاپن و کره)

KS (ژاپن و کره)

برای خرید اتصالات لوله و ساخت قطعاتی که عملکرد مناسبی داشته باشند، این استانداردها ضروری است. در بیشتر موارد، استانداردهای فلنج لوله صنعتی قابل تعویض نیستند، بنابراین توجه دقیق برای اطمینان از تناسب برای یک پروژه لازم است.

اتصالات فلنج لوله

اتصالات فلنج در سبک های مختلفی موجود است که براساس فشار و دما درجه بندی می شوند. این سبک ها شامل لپ، گردن جوش، جوش سوکت، اتصالات از نوع حلقه ای، پیچ دار و لغزنده است. فلنج رزوه ای فقط برای کاربردهایی با فشار کم یا متوسط ​​مناسب است. فلنج جوش داده شده در فشارهای بیشتری استفاده می شود.

فلنج های لپ دار اغلب در مواردی استفاده می شود که قطع اتصال مکرر باشد. زیرا فلنج می تواند آزادانه بچرخد و ترازبندی سوراخ پیچ را ساده می کند. یک مورد خاص فلنج کور نامیده می شود که برای آب بندی انتهای خط لوله استفاده می شود اما بعداً امکان اتصال به لوله یا قطعه دیگری را فراهم می کند.

فلنج ها می توانند چندین روش مختلف برای مهر و موم کردن داشته باشند. از جمله حلقه های مهر و موم و واشر. حلقه های مهر و موم یک اتصال مخصوص محکم را ایجاد می کنند و برای همان فشار پیچ و مهره ای که روی واشر صورت صاف اعمال می شود، می تواند در برابر فشار بالاتر مقاومت کند.

اتصال فلنج پیچ و مهره ای ترکیبی پیچیده از بسیاری عوامل است (فلنج، پیچ و مهره، واشر، فرآیند، دما، فشار). همه ی این عناصر مختلف برای دستیابی به یک نتیجه ی موفقیت آمیز به یکدیگر وابسته اند. اطمینان از اتصال فلنجی کاملاً به کنترل صحیح فرآیند ساخت اتصال بستگی دارد.

واشر موجود در بین پیچ و مهره ی اتصالات فلنج ها، نمی تواند به خوبی از نشت لوله ها جلوگیری کند. مهمترین عامل در موفقیت اتصال فلنج پیچ دار، نصب صحیح با واشر می باشد. نصب اگر به درستی انجام شود، مونتاژ بدون نشت باقی می ماند.

در یک کارخانه تازه تأسیس اتصالات فلنج به حداقل می رسد، زیرا برای اتصال دو قطعه لوله فقط یک جوش لازم است. این باعث صرفه جویی در هزینه های دو فلنج، واشر، پیچ و مهره، جوش دوم، هزینه NDT برای جوش دوم و غیره می شود.

معایب اتصالات فلنج

هر اتصال فلنجی می تواند نشت کند (برخی از افراد ادعا می کنند که اتصال فلنج هرگز ضد نشت نیست)

در سیستم های لوله فلنجی به فضای بسیار بیشتری برای اتصالات نیاز است.

عایق بندی سیستم لوله های فلنجی گران تر است.

مزایای اتصالات فلنج

یک خط جدید اتصال می تواند شامل چندین قرقره لوله باشد. قرقره های این لوله را می توان بدون نیاز به جوشکاری مونتاژ کرد. این قرقره ها در کارگاه تولید می شوند در نتیجه اشعه ایکس، آزمایش هیدرو  و رنگ آمیزی لازم نیست. فقط آسیب های رنگ آمیزی هنگام نصب باید ترمیم شود.

انواع رایج فلنج و اتصالات لوله های صنعتی

فلنج لغزشی (Slip-on)

جهت سر خوردن روی یک لوله و در عین حال حفظ تناسب

فلنج گردن جوشکاری

این نوع، با جوشکاری گردن فلنج به یک لوله متصل می شود تا انتقال تنش را برای کاربردهای فشار بالا متعادل کند.

فلنج کور

کور، یک مهر و موم پیچ و مهره ای است که جریان را از طریق یک سیستم لوله کشی بسته می کند.

فلنج مفصل لپ (Lap Joint)

یک فلنج چرخشی رایگان ایده آل برای اتصالات انتهای خرد و برنامه هایی که خواستار برچیدن منظم هستند.

فلنج رشته ای (Threaded)

یک فلنج غیر جوشکاری شده که مخصوص لوله های با نخ خارجی طراحی شده است.

فلنج جوش سوکت

جوش سوکت، با قرار دادن یک لوله و استفاده از یک جوش بالایی برای سوراخ صاف و جریان داخلی متصل می شود.

همه انواع به جز فلنج Lap Joint به صورت فلنج برجسته ارائه می شوند.

درجه مواد و عملکرد فلنج لوله

فلنج های لوله های صنعتی را می توان در طیف گسترده ای از درجه مواد برای عملکرد سفارشی ساخت. از جمله ی این مواد می توان به فولاد ضد زنگ، چدن، آلومینیوم، برنج، برنز، پلاستیک و غیره اشاره کرد. هر کدام از این مواد مجموعه ای از مزایای خاص خود را دارد.

بیشترین استفاده از آنها از فولاد کربنی جعلی است و دارای سطوح ماشین کاری شده هستند. مواد فلنج اساساً در هنگام انتخاب لوله تنظیم می شود. در بیشتر موارد، فلنج از همان ماده لوله است.

انواع فلنج لوله بر اساس مواد

کربن فلنج، محبوب ترین اتصالات لوله های صنعتی

فلنج از جنس استنلس استیل

فلنج های صفحه ای ، ایده آل برای صنایع پتروشیمی و کاربردهای آبرسانی

فلنج میله ای

فلنج مخصوص جعلی

فلنج های تیتانیوم، برای مقاومت بالا و وزن کم

فلنج های آلومینیومی، برای کاربردهای سبک

فلنج آلیاژ Inconel ،Hastalloy و غیره برای کاربردهای ویژه در دمای بالا و خوردگی زیاد

علاوه بر این فلنج ها گاهی برای اهداف خاص، در داخل به لایه هایی از مواد با کیفیت کاملاً متفاوت مجهز می شوند که “فلنج های خط دار” هستند.

صنایع و کاربردها

با توجه به طیف گسترده ای از استانداردها و فرصت برای مهندسی سفارشی، اتصالات و فلنج های لوله های صنعتی را می توان سیستم های اتصال در انواع صنایع در سراسر جهان را یافت. برخی از برنامه های اصلی عبارتند از:

دریچه ها، پمپ ها و ظروف در پردازش و ساخت مواد غذایی

مبدل های حرارتی و سیستم های گرمایشی در هر اندازه

اتصالات لوله در کارخانه های آب صنعتی

مجامع در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی

سیستم های انرژی هسته ای

سیستم های لوله کشی و مکانیکی

پشتیبانی معدن

سیستم های ضد حریق

استانداردهای فشار و دما فلنج لوله صنعتی

اتصالات لوله های صنایع نه تنها بر اساس استانداردهای جهانی، بلکه بر اساس دما و فشار مورد نیاز برای کاربردهای خاص نیز می باشند. این طبقات فشار و درجه بندی دما حتی می تواند به صورت سفارشی برای حفظ سازگاری در ساختار عملیاتی مشتری خاص، مانند نیروگاه های فرآیند بزرگ، ایستگاه های تولید برق و سیستم های حفاری ایجاد شود. فشار از نظر عددی رتبه بندی می شود و می تواند از 75 یا 125 تا بیشتر از 350 باشد.