فلنج و کاربرد ها

فلنج چیست و چه کاربردهایی دارد؟

فلنج یکی از قطعات مهم و پرکاربرد در صنعت لوله کشی است که برای اتصال دو لوله یا دیگر تجهیزات لوله کشی به یکدیگر استفاده می شود. فلنج ها از جنس فولاد، آلیاژهای فولادی، چدن، پلی اتیلن و غیره ساخته می شوند و در ابعاد، شکل ها، ضخامت ها و استانداردهای مختلف عرضه می شوند. فلنج ها با استفاده از پیچ و مهره، واشر، جوشکاری و یا روش های دیگر به هم متصل می شوند و برای انتقال سیالات با فشارها و دماهای مختلف مناسب هستند. فلنج ها در بسیاری از صنایع مانند نفت و گاز، پتروشیمی، کشاورزی، آب و فاضلاب، حرارت مرکزی، تهویه مطبوع و غیره کاربرد دارند.

تاریخچه فلنج

فلنج به عنوان یک قطعه اتصال در صنعت لوله کشی تقریبا از اوایل قرن بیستم مورد استفاده قرار گرفت. اولین کسی که از این اصطلاح استفاده کرد، یک مهندس انگلیسی به نام الچرت (Elchert) بود که در سال 1809 درباره آن نوشت. اما تقریبا 100 سال بعد، فلنج ها به طور گسترده در تجهیزات لوله کشی و اتصالات فلزی به کار رفتند. فلنج ها در ابتدا برای اتصال دو لوله با قطر بزرگ به هم طراحی شدند که با روش های دیگر مانند جوشکاری یا لحام سخت بود. بعدها فلنج ها برای اتصال شیرآلات، پمپ ها، توربین ها و سایر تجهیزات به لوله ها نیز استفاده شدند.

اجزاء فلنج

فلنج عموما از سه قسمت تشکیل شده است:

• بدنه: قسمت دایره‌ای فلنج که حفرات پیچ را در خود دارد.

• سطح: قسمت صاف یا شکاف دار فلنج که با سطح فلنج دوم در تماس قرار می گیرد.

• واشر: قطعه نازک و الاستیک که بین دو سطح فلنج قرار می گیرد و نقش آب بند را دارد.

انواع فلنج

بسته به شکل، نوع اتصال، مواد ساخت و استاندارد، فلنج ها به انواع مختلفی تقسیم بندی می شوند. در این بخش به معرفی برخی از انواع رایج فلنج ها می پردازیم.

فلنج با سطح ساده (Flat Face)

در این نوع فلنج ها، سطح فلنج که با سطح فلنج دیگر در تماس قرار می گیرد صاف و بدون شکاف است. این نوع فلنج ها معمولا برای فشارهای کم و لوله های چدنی یا فولادی استفاده می شوند.

فلنج با سطح برجسته (Raised Face)

در این نوع فلنج ها، سطح فلنج که با سطح فلنج دیگر در تماس قرار می گیرد دارای یک حلقه برجسته در مرکز است. این حلقه باعث می شود که واشر بهتر در محل خود قرار گیرد و آب بندی بهتری صورت گیرد. این نوع فلنج ها برای فشارهای متوسط و بالا و لوله های فولادی و آلیاژی مناسب هستند.

فلنج با سطح حلقه‌ای (Ring Joint)

در این نوع فلنج ها، سطح فلنج که با سطح فلنج دیگر در تماس قرار می گیرد دارای یک شکاف عمیق در مرکز است. در این شکاف یک حلقه متالیک قرار می گیرد که نقش آب بند را دارد. این حلقه با تحمل فشار به صورت پلاستیک تغییر شکل داده و با دو سطح فلنج جایگزین می شود. این نوع فلنج ها برای فشارهای خیلی بالا و لوله های نفت و گاز مناسب هستند.

فلنج با سطح نر و ماده (Male and Female)

در این نوع فلنج ها، یکی از سطوح فلنج دارای یک حفره عمق دار است که به آن ماده (Female) می گویند و دیگری دارای یک برآمدگی است که به آن نر (Male) می گویند. این دو سطح با هم جفت شده و با قرار دادن یک واشر در حفره عمق دار آب بند می شوند. این نوع فلنج ها برای لوله های توربین ها و پمپ های حرارت مرکزی مناسب هستند.

فلنج با سطح شکاف دار (Tongue and Groove)

در این نوع فلنج ها، یکی از سطوح فلنج دارای یک شکاف است که به آن شکاف (Groove) می گویند و دیگری دارای یک زبانه است که به آن زبانه (Tongue) می گویند.

فلنج با سطح شیاردار (Spigot and Recess)

در این نوع فلنج ها، یکی از سطوح فلنج دارای یک شیار است که به آن شیار (Recess) می گویند و دیگری دارای یک میله است که به آن میله (Spigot) می گویند. این دو سطح با هم جفت شده و با قرار دادن یک واشر در شیار آب بند می شوند. این نوع فلنج ها برای لوله های حمل مواد خورنده و سمی مناسب هستند.

فلنج لبه دار (Lap Joint)

در این نوع فلنج ها، فقط یک سطح فلنج دارای حفرات پیچ است و سطح دیگر صاف است. این نوع فلنج با یک لوله لبه دار (Lap Joint Stub End) که دارای یک لبه برآمده در انتها است، متصل می شود. لبه برآمده لوله درون سطح صاف فلنج قرار می گیرد و با قرار دادن یک واشر بین آنها آب بند می شوند. این نوع فلنج برای لوله های پلاستیکی، پلی اتیلن و غیره مناسب هستند.

فلنج جوش لب به لب (Weld Neck)

در این نوع فلنج ها، سطح فلنج که با سطح فلنج دیگر در تماس قرار می گیرد دارای یک حلقه برآمده است که به آن پخ (Hub) می گویند. این حلقه با لوله جوش داده می شود و باعث مقاومت بالاتر در برابر فشار و تغییر شکل می شود. این نوع فلنج برای لوله های با قطر کوچک و فشار بالا مناسب هستند.

فلنج جوش پایان به پایان (Socket Weld)

در این نوع فلنج ها، سطح فلنج که با سطح فلنج دیگر در تماس قرار می گیرد صاف است و دارای یک حفره است که به آن جفت (Socket) می گویند. این حفره با لوله جوش داده می شود و باعث اتصال قوی و آب بند خوب می شود. این نوع فلنج برای لوله های با قطر کوچک و فشار متوسط مناسب هستند.

کاربردهای فلنج

فلنج ها در بسیاری از صنایع و کاربردهای مختلف به عنوان یک راه حل اتصال مناسب استفاده می شوند. برخی از کاربردهای رایج فلنج ها عبارتند از:

• لوله کشی: فلنج ها در لوله کشی برای اتصال دو لوله یا شیرآلات به یکدیگر استفاده می شوند. این اتصالات قابلیت باز و بسته شدن راحت را دارند و برای نگهداری و تعمیرات مناسب هستند.

• مکانیک: فلنج ها در مکانیک برای اتصال دو بخش از یک دستگاه یا ماشین به یکدیگر استفاده می شوند. برای مثال، فلنج ها برای اتصال موتور به گیربکس، توربین به پمپ، دیفرانسیل به محور و غیره کاربرد دارند.

• الکترونیک: فلنج ها در الکترونیک برای اتصال قطعات الکترونیکی به یکدیگر یا به بدنه دستگاه استفاده می شوند. برای مثال، فلنج ها برای اتصال لنز به دوربین، آنتن به رادار، سوئیچ به کابل و غیره کاربرد دارند.

• راه آهن: فلنج ها در راه آهن برای اتصال ریل ها به یکدیگر یا به پایه های حمایت کننده استفاده می شوند. همچنین، فلنج ها برای جلوگیری از خارج شدن چرخ های قطار از روی ریل نقش دارند.