راهنمای جامع فلنج: انواع، کاربردها، استانداردها و مشخصات فنی

راهنمای جامع فلنج | انواع، کاربردها، استانداردها و مشخصات فنی | پترو صنعت پارس پاسارگاد

فلنج (Flange) یکی از مهم‌ترین اجزای سیستم‌های پایپینگ صنعتی است که برای اتصال لوله‌ها، شیرآلات، پمپ‌ها، مخازن، مبدل‌های حرارتی و سایر تجهیزات مورد استفاده قرار می‌گیرد. مهم‌ترین مزیت اتصال فلنجی نسبت به اتصال دائمی جوشی، امکان باز و بسته کردن اتصال برای تعمیر، بازرسی، تعویض تجهیزات و عملیات نگهداری است.

فلنج‌های صنعتی در انواع گلودار جوشی، اسلیپ‌آن، کور، ساکت ولد، دنده‌ای، لپ جوینت و اوریفیس تولید می‌شوند و براساس شرایط کاری در متریال‌های کربن استیل، استنلس استیل، فولاد آلیاژی، Duplex و آلیاژهای ویژه قابل استفاده هستند.

انتخاب فلنج مناسب تنها براساس سایز انجام نمی‌شود. کلاس فشار، دمای کاری، متریال، استاندارد ابعادی، نوع Facing، Schedule یا ضخامت لوله، نوع سیال و مشخصات گسکت و پیچ و مهره همگی در انتخاب یک اتصال فلنجی ایمن و استاندارد نقش دارند.

فلنج چیست؟

Flange قطعه‌ای معمولاً حلقه‌ای یا دیسکی است که امکان ایجاد اتصال مکانیکی بین اجزای مختلف سیستم پایپینگ را فراهم می‌کند.

یک اتصال فلنجی معمولاً از اجزای زیر تشکیل می‌شود:

فلنج اول و دوم

گسکت (Gasket)

استاد بولت یا پیچ

مهره

سطوح آب‌بندی فلنج

در هنگام بستن پیچ‌ها، نیروی ایجادشده توسط Stud Boltها باعث فشرده شدن Gasket بین دو سطح فلنج می‌شود و اتصال آب‌بندی می‌گردد.

کاربرد فلنج در صنعت

فلنج‌ها در بخش‌های مختلف صنایع استفاده می‌شوند، از جمله:

خطوط انتقال نفت و گاز

پالایشگاه‌ها

واحدهای پتروشیمی

نیروگاه‌ها

صنایع شیمیایی

خطوط بخار

سیستم‌های آب صنعتی

تأسیسات

سیستم‌های آتش‌نشانی

صنایع دریایی

صنایع غذایی و دارویی

مخازن تحت فشار

مبدل‌های حرارتی

اتصال پمپ و کمپرسور

انتخاب نوع فلنج در هر یک از این کاربردها می‌تواند متفاوت باشد.

انواع فلنج صنعتی

فلنج‌ها از نظر ساختار و نحوه اتصال به لوله در انواع مختلف تولید می‌شوند.

مهم‌ترین آن‌ها عبارت‌اند از:

Weld Neck Flange

Slip On Flange

Blind Flange

Socket Weld Flange

Threaded Flange

Lap Joint Flange

Orifice Flange

Long Weld Neck Flange

Reducing Flange

هرکدام از این فلنج‌ها برای شرایط خاصی طراحی شده‌اند.

فلنج گلودار جوشی یا Weld Neck Flange

فلنج گلودار جوشی یکی از مهم‌ترین فلنج‌های مورد استفاده در صنایع نفت، گاز، پتروشیمی و نیروگاه است.

این فلنج دارای یک گردن مخروطی یا Hub است که به صورت تدریجی به ضخامت لوله نزدیک می‌شود.

اتصال Weld Neck Flange به لوله با Butt Weld انجام می‌شود.

مزایای فلنج گلودار

توزیع مناسب تنش در محل اتصال

مناسب برای فشارهای بالا

مناسب برای دماهای بالا

قابلیت استفاده در سرویس‌های حساس

مناسب برای خطوط دارای ارتعاش

قابلیت انجام Radiographic Examination روی جوش

استحکام مکانیکی مناسب

کاهش تمرکز تنش در محل اتصال

کاربرد Weld Neck Flange

خطوط نفت و گاز

بخار پرفشار

پتروشیمی

پالایشگاه

نیروگاه

سیالات خطرناک

خطوط دما بالا

سیستم‌های دارای تغییرات شدید فشار و دما

Schedule در فلنج گلودار

هنگام سفارش Weld Neck Flange باید Bore فلنج با ضخامت لوله هماهنگ باشد.

به همین دلیل Schedule لوله اهمیت زیادی دارد.

نمونه‌ها:

SCH 10

SCH 20

SCH 40

SCH 80

SCH 120

SCH 160

STD

XS

XXS

بنابراین عبارت «فلنج گلودار 4 اینچ کلاس 300» به تنهایی ممکن است برای یک سفارش دقیق کافی نباشد و Schedule یا Bore مورد نیاز نیز باید مشخص شود.

فلنج اسلیپ آن یا Slip On Flange

در Slip On Flange لوله وارد Bore فلنج می‌شود و معمولاً با Fillet Weld در داخل و خارج به فلنج متصل می‌گردد.

این طراحی نصب نسبتاً ساده‌ای دارد.

مزایای Slip On Flange

نصب آسان‌تر

هزینه اولیه کمتر نسبت به بسیاری از Weld Neckها

تراز کردن ساده‌تر هنگام نصب

مناسب برای بسیاری از خطوط عمومی صنعتی

محدودیت Slip On

برای برخی سرویس‌های بسیار پرفشار، دما بالا یا شرایط دارای تنش شدید، Weld Neck می‌تواند انتخاب مناسب‌تری باشد.

انتخاب نهایی باید براساس Piping Class و Specification پروژه انجام شود.

فلنج کور یا Blind Flange

Blind Flange فاقد سوراخ مرکزی عبور سیال است و برای مسدود کردن انتهای خط، نازل یا تجهیزات استفاده می‌شود.

فلنج کور را می‌توان در صورت نیاز باز کرد و دوباره به خط دسترسی داشت.

کاربرد Blind Flange

بستن انتهای خطوط

مسدود کردن Nozzle

جداسازی بخش‌های سیستم

تست فشار

ایجاد امکان توسعه آینده خط

بستن ورودی یا خروجی تجهیزات

نکته مهم درباره Blind Flange

فلنج کور تحت فشار می‌تواند تنش خمشی قابل توجهی تحمل کند؛ بنابراین انتخاب ضخامت و Class صحیح آن اهمیت زیادی دارد.

فلنج ساکت ولد یا Socket Weld Flange

Socket Weld Flange دارای حفره‌ای است که لوله وارد آن می‌شود و سپس از قسمت خارجی جوش Fillet انجام می‌شود.

این نوع فلنج بیشتر در Small Bore Piping استفاده می‌شود.

کاربرد Socket Weld Flange

خطوط فشار بالا با سایز کوچک

Steam

Hydrocarbon

Chemical Process

Instrumentation و Utilityهای خاص

در سرویس‌های خورنده یا شرایطی که Crevice اهمیت دارد باید محدودیت‌های Socket Weld بررسی شود.

فلنج دنده‌ای یا Threaded Flange

Threaded Flange دارای رزوه داخلی است و بدون جوشکاری روی لوله رزوه‌شده نصب می‌شود.

مزایای Threaded Flange

عدم نیاز به جوشکاری

نصب نسبتاً سریع

امکان استفاده در شرایطی که عملیات Hot Work محدود است

کاربرد

خطوط سایز پایین

سیستم‌های Utility

برخی سرویس‌های فشار و دمای محدود

نوع Thread باید دقیقاً مشخص باشد.

NPT و BSP یکسان نیستند و نباید بدون بررسی با یکدیگر استفاده شوند.

فلنج لپ جوینت یا Lap Joint Flange

Lap Joint Flange معمولاً همراه Stub End استفاده می‌شود.

فلنج پشت Stub End قرار گرفته و می‌تواند حول محور لوله بچرخد.

مزایای Lap Joint Flange

تراز کردن آسان سوراخ پیچ‌ها

مناسب برای سیستم‌هایی که نیاز به باز و بسته شدن دارند

امکان استفاده از فلنج با متریال اقتصادی‌تر در برخی سیستم‌های استنلس

برای مثال Stub End می‌تواند Stainless Steel باشد و Backing Flange براساس طراحی از متریال دیگری انتخاب شود.

فلنج اوریفیس یا Orifice Flange

Orifice Flange برای نصب Orifice Plate و اندازه‌گیری دبی استفاده می‌شود.

این فلنج دارای Pressure Tap برای اندازه‌گیری اختلاف فشار دو طرف Orifice Plate است.

کاربرد Orifice Flange

اندازه‌گیری Flow

صنایع نفت و گاز

پتروشیمی

پالایشگاه

Steam Line

Gas Line

Process Measurement

فلنج گلودار گردن بلند یا Long Weld Neck Flange

Long Weld Neck یا LWN دارای گردن بلندتری نسبت به Weld Neck معمولی است.

این فلنج در موارد خاص مانند:

Pressure Vessel

Column

Reactor

Nozzle

Tank

و تجهیزات فرایندی

کاربرد دارد.

در برخی تجهیزات، Long Weld Neck می‌تواند به عنوان Nozzle Neck نیز عمل کند.

فلنج کاهنده یا Reducing Flange

Reducing Flange امکان اتصال مستقیم خط یا تجهیز با Bore کوچک‌تر را فراهم می‌کند.

در شرایط مشخص می‌تواند نیاز به Reducer جداگانه را کاهش دهد.

با این حال استفاده از آن باید با Process و Piping Design هماهنگ باشد.

کلاس فشار فلنج چیست؟

فلنج‌های ASME در کلاس‌های مختلف تولید می‌شوند.

کلاس‌های متداول:

Class 150

Class 300

Class 400

Class 600

Class 900

Class 1500

Class 2500

در صنعت، کلاس‌های 150، 300، 600، 900، 1500 و 2500 بسیار شناخته‌شده هستند.

آیا Class 300 یعنی تحمل فشار 300 PSI؟

خیر.

این یکی از اشتباهات رایج در خرید فلنج است.

عدد Class یک Pressure-Temperature Rating Category است و نباید مستقیماً معادل فشار کاری برحسب PSI در نظر گرفته شود.

فشار مجاز فلنج به مواردی مانند:

متریال

دمای کاری

استاندارد

کلاس

وابسته است.

با افزایش دما، معمولاً فشار مجاز بسیاری از متریال‌ها کاهش پیدا می‌کند.

بنابراین برای تعیین MAWP یا فشار مجاز اتصال باید Pressure-Temperature Rating استاندارد مربوطه بررسی شود.

استاندارد ASME B16.5

ASME B16.5 یکی از مهم‌ترین استانداردهای فلنج صنعتی است.

این استاندارد Flange و Flanged Fittings را در محدوده مشخصی از سایزها و کلاس‌های فشار پوشش می‌دهد.

کلاس‌های رایج تحت این استاندارد شامل:

150

300

400

600

900

1500

2500

هستند.

پارامترهایی مانند:

ابعاد

Pressure-Temperature Ratings

Tolerances

Marking

Materials

و الزامات مرتبط

در این استاندارد تعریف می‌شوند.

استاندارد ASME B16.47

برای فلنج‌های فولادی قطر بزرگ از ASME B16.47 استفاده می‌شود.

این استاندارد دارای دو سری مهم است:

Series A

Series B

تفاوت Series A و Series B

این دو سری از نظر:

قطر خارجی

Bolt Circle

تعداد و سایز پیچ‌ها

ابعاد

و وزن

متفاوت هستند.

بنابراین فلنج Series A و Series B الزاماً قابل جایگزینی با یکدیگر نیستند.

هنگام سفارش Large Diameter Flange باید Series مشخص شود.

استاندارد MSS SP-44

MSS SP-44 یکی از استانداردهای شناخته‌شده مرتبط با Steel Pipeline Flange است.

در پروژه‌های Pipeline ممکن است این استاندارد در Specification دیده شود.

استاندارد API 6A

API 6A در تجهیزات Wellhead و Christmas Tree صنایع نفت و گاز اهمیت دارد.

فلنج‌های API 6A با فلنج‌های ASME B16.5 متفاوت هستند و نباید صرفاً براساس سایز اسمی با یکدیگر جایگزین شوند.

استاندارد EN 1092-1

EN 1092-1 یکی از استانداردهای مهم اروپایی برای فلنج است.

در این استاندارد معمولاً Pressure Designation به صورت PN بیان می‌شود.

مانند:

PN6

PN10

PN16

PN25

PN40

PN63

PN100

PN160

و رده‌های دیگر.

PN چیست؟

PN مخفف Nominal Pressure است.

اما مشابه ASME Class، نباید بدون بررسی Material و Temperature صرفاً آن را فشار کاری قطعه در تمام شرایط فرض کرد.

DIN Flange

در بازار ایران اصطلاح فلنج DIN بسیار رایج است.

بسیاری از پروژه‌های اروپایی یا قدیمی از استانداردهای DIN استفاده می‌کنند.

در سفارش فلنج DIN باید Standard Number، DN و PN دقیق اعلام شوند.

DN چیست؟

DN مخفف Diameter Nominal است.

یک اندازه اسمی متریک برای سیستم‌های پایپینگ است.

برای مثال:

DN15

DN20

DN25

DN50

DN100

DN200

و غیره.

DN الزاماً برابر قطر واقعی داخلی یا خارجی لوله نیست.

NPS چیست؟

NPS مخفف Nominal Pipe Size است.

در سیستم آمریکایی سایز لوله و فلنج معمولاً به اینچ بیان می‌شود.

مانند:

1/2"

1"

2"

4"

6"

8"

12"

24"

NPS نیز یک اندازه اسمی است.

متریال فلنج‌های صنعتی

فلنج در متریال‌های مختلف تولید می‌شود.

مهم‌ترین گروه‌ها:

Carbon Steel

Stainless Steel

Alloy Steel

Duplex Stainless Steel

Low Temperature Carbon Steel

Nickel Alloy

هستند.

فلنج ASTM A105

ASTM A105 یکی از شناخته‌شده‌ترین متریال‌های Forged Carbon Steel برای Flange و اجزای Forged Piping است.

کاربردهای رایج:

نفت

گاز

پتروشیمی

پالایشگاه

بخار

آب صنعتی

خطوط فرایندی

فلنج A105 در کلاس‌های مختلف تولید می‌شود.

فلنج A350 LF2

ASTM A350 LF2 برای سرویس‌های دمای پایین کاربرد دارد.

این متریال در پروژه‌هایی که Low Temperature Toughness اهمیت دارد استفاده می‌شود.

Charpy Impact Requirement باید براساس Specification پروژه بررسی شود.

فلنج استنلس استیل ASTM A182 F304

F304 یکی از متریال‌های رایج فلنج Stainless Steel است.

مقاومت خوردگی مناسبی برای بسیاری از سرویس‌های عمومی دارد.

فلنج ASTM A182 F304L

F304L دارای کربن پایین‌تر نسبت به 304 است.

در بسیاری از اتصالات جوشی که کاهش حساسیت به خوردگی بین‌دانه‌ای اهمیت دارد مورد استفاده قرار می‌گیرد.

فلنج ASTM A182 F316

F316 دارای مولیبدن است و در بسیاری از محیط‌ها مقاومت خوردگی بیشتری نسبت به 304 دارد.

فلنج ASTM A182 F316L

F316L یکی از پرکاربردترین متریال‌های Stainless Steel در صنایع:

شیمیایی

پتروشیمی

غذایی

دارویی

دریایی

و Process

است.

فلنج آلیاژی F11

ASTM A182 F11 یک Alloy Steel Forging Material است که در سرویس‌های دما بالا و صنایع نیروگاهی و پتروشیمی کاربرد دارد.

فلنج F22

F22 نیز از فولادهای آلیاژی Cr-Mo است و در Steam و High Temperature Service کاربرد دارد.

فلنج F91

F91 برای برخی سیستم‌های دما و فشار بالا به‌خصوص در نیروگاه‌ها استفاده می‌شود.

کنترل Heat Treatment و Welding Procedure برای این متریال اهمیت بسیار زیادی دارد.

فلنج Duplex

فلنج Duplex مانند F51 دارای ترکیبی از مقاومت مکانیکی بالا و مقاومت خوردگی مناسب است.

در:

Oil & Gas

Offshore

Chemical

Marine

کاربرد دارد.

فلنج Super Duplex

گریدهایی مانند F53 و F55 برای محیط‌های بسیار خورنده، Chloride Service و Offshore مورد استفاده قرار می‌گیرند.

جدول متریال‌های متداول فلنج

سطح فلنج یا Flange Facing

یکی از مهم‌ترین مشخصات فلنج نوع سطح آب‌بندی یا Facing است.

انواع رایج:

RF

FF

RTJ

Tongue and Groove

Male and Female

هستند.

Raised Face یا RF

RF مخفف Raised Face است.

در این طراحی سطح تماس گسکت نسبت به بخش اصلی فلنج برجسته‌تر است.

RF یکی از رایج‌ترین Facingها در صنایع نفت، گاز، پتروشیمی و تأسیسات صنعتی محسوب می‌شود.

Flat Face یا FF

در Flat Face سطح تماس تقریباً در یک صفحه قرار دارد.

این نوع Facing در بسیاری از تجهیزات چدنی و سیستم‌های فشار پایین استفاده می‌شود.

هنگام اتصال فلنج فولادی به تجهیزات چدنی باید Specification اتصال و Facing به دقت بررسی شود.

Ring Type Joint یا RTJ

RTJ برای سرویس‌های فشار و دمای بالا استفاده می‌شود.

در سطح فلنج Groove ماشین‌کاری می‌شود و Ring Gasket فلزی داخل آن قرار می‌گیرد.

با سفت کردن Stud Boltها، Ring تحت فشار قرار گرفته و آب‌بندی ایجاد می‌کند.

کاربرد RTJ

High Pressure

High Temperature

Oil & Gas

Refinery

Petrochemical

Critical Service

انواع Ring Gasket

Ring Joint Gasketها در مدل‌های مختلف تولید می‌شوند.

انواع شناخته‌شده:

R Type

RX Type

BX Type

هستند.

انتخاب Ring باید با Groove و Standard فلنج هماهنگ باشد.

Surface Finish فلنج

کیفیت سطح Facing بر عملکرد Gasket اثر مستقیم دارد.

Surface Finish نامناسب می‌تواند باعث Leakage شود.

برای Spiral Wound Gasket و Soft Gasket باید Finish مطابق استاندارد و Specification انتخاب شود.

Serration

روی بسیاری از RF Flangeها شیارهای ماشین‌کاری‌شده وجود دارند.

این شیارها به نگهداری Gasket و ایجاد Sealing مناسب کمک می‌کنند.

Serration می‌تواند:

Concentric

Spiral

باشد.

گسکت فلنج

گسکت بخش مهم اتصال فلنجی است.

وظیفه آن پر کردن ناهمواری‌های میکروسکوپی بین دو Facing و جلوگیری از نشتی است.

انواع گسکت:

Spiral Wound

Ring Joint

Graphite

PTFE

Compressed Non-Asbestos

Metal Jacketed

و سایر طراحی‌ها

هستند.

گسکت اسپیرال وند

Spiral Wound Gasket یکی از رایج‌ترین گسکت‌های خطوط صنعتی است.

از نوار فلزی و Filler تشکیل می‌شود.

Filler معمولاً Graphite یا PTFE است.

Inner Ring و Outer Ring

در Spiral Wound Gasket می‌توان از Inner Ring و Outer Ring استفاده کرد.

Outer Ring به Centering کمک می‌کند.

Inner Ring می‌تواند از Filler در برابر شرایط جریان و Buckling محافظت کند.

انتخاب دقیق باید مطابق استاندارد Gasket و Service انجام شود.

استاد بولت فلنج

Stud Bolt نیروی Clamp مورد نیاز اتصال فلنجی را ایجاد می‌کند.

یکی از متریال‌های بسیار رایج:

ASTM A193 Grade B7

است.

برای Nut معمولاً ASTM A194 Grade 2H در بسیاری از Carbon Steel Serviceها استفاده می‌شود.

استاد بولت استنلس استیل

برای سرویس‌های Stainless Steel می‌توان از Gradeهای مختلف A193 مانند B8 و B8M براساس طراحی استفاده کرد.

انتخاب Bolting Material باید براساس Pressure، Temperature، Corrosion و استاندارد پروژه انجام شود.

اهمیت Torque پیچ‌ها

آب‌بندی اتصال فلنجی وابسته به ایجاد Bolt Load مناسب است.

Torque خیلی پایین:

Gasket Compression ناکافی

و Leakage ایجاد می‌کند.

Torque بیش از حد نیز می‌تواند:

Gasket را آسیب بزند.

Stud Bolt را Overstress کند.

Flange را تحت تنش نامناسب قرار دهد.

بنابراین Tightening Procedure اهمیت زیادی دارد.

روش بستن پیچ فلنج

Stud Boltها معمولاً به صورت Cross Pattern و در چند مرحله سفت می‌شوند.

هدف، توزیع یکنواخت فشار روی Gasket است.

در پروژه‌های حساس از Controlled Torque یا Hydraulic Tensioning استفاده می‌شود.

Hydrotest اتصال فلنجی

پس از نصب سیستم ممکن است Hydrostatic Test برای بررسی Integrity سیستم انجام شود.

هرگونه Leakage از اتصال فلنجی باید قبل از بهره‌برداری بررسی و اصلاح شود.

تست PMI فلنج

Positive Material Identification برای تأیید Grade فلنج‌های Stainless و Alloy کاربرد دارد.

در پروژه‌های حساس PMI می‌تواند بخشی از Inspection Requirement باشد.

تست UT فلنج

Ultrasonic Testing برای بررسی برخی Discontinuityهای داخلی در قطعات استفاده می‌شود.

الزام UT باید طبق Material Standard و Project Specification تعیین شود.

تست PT

Liquid Penetrant Testing برای شناسایی عیوب سطحی باز در مواد غیرمتخلخل استفاده می‌شود.

در Stainless Steel بسیار رایج است.

تست MT

Magnetic Particle Testing برای مواد Ferromagnetic استفاده می‌شود.

برای Carbon Steel و برخی Alloy Steelها کاربرد دارد.

MTC فلنج چیست؟

MTC یا Material Test Certificate سندی است که اطلاعات Material Heat را ارائه می‌کند.

اطلاعات می‌تواند شامل:

Grade

Heat Number

Chemical Composition

Mechanical Properties

Heat Treatment

و Test Result

باشد.

EN 10204 3.1

Certificate 3.1 یکی از مدارک رایج Material Certification در پروژه‌های صنعتی است.

در سفارش فلنج پروژه‌ای بهتر است Requirement گواهی از ابتدا مشخص شود.

Heat Number

Heat Number امکان Traceability فلنج به Heat تولیدی را فراهم می‌کند.

Heat Number روی قطعه باید با Certificate مربوطه قابل تطبیق باشد.

Marking فلنج

روی فلنج استاندارد معمولاً اطلاعاتی مانند:

Manufacturer

Material Grade

Size

Class

Standard

Heat Number

و سایر مشخصات

Mark می‌شوند.

نوع Marking به استاندارد محصول بستگی دارد.

تفاوت فلنج فورج و ریخته‌گری

بسیاری از فلنج‌های صنعتی استاندارد از Forged Material تولید می‌شوند.

Forging باعث ایجاد ساختار مکانیکی مناسب برای سرویس‌های فشار می‌شود.

فلنج‌های استاندارد A105 و A182 معمولاً Forged هستند.

در خرید فلنج پروژه‌ای باید Material Standard دقیق بررسی شود.

مراحل کلی تولید فلنج فورج

انتخاب Billet

Heating

Forging

Heat Treatment در صورت نیاز

Machining

Drilling

Facing

Marking

Inspection

Testing

و Certification

از مراحل اصلی تولید هستند.

ماشین‌کاری فلنج

Machining دقیق برای موارد زیر اهمیت دارد:

Outside Diameter

Bore

Thickness

Hub

Bolt Circle

Bolt Hole

Facing

Groove RTJ

تلرانس‌های ابعادی باید مطابق Standard باشند.

Bolt Circle Diameter

BCD یا Bolt Circle Diameter قطر دایره‌ای است که مرکز سوراخ‌های پیچ روی آن قرار دارد.

BCD باید کاملاً با فلنج مقابل مطابقت داشته باشد.

تعداد سوراخ پیچ

تعداد و قطر Bolt Hole به:

Size

Class

Standard

وابسته است.

دو فلنج با NPS یکسان ولی Class متفاوت می‌توانند Bolt Pattern متفاوتی داشته باشند.

ضخامت فلنج

Flange Thickness با افزایش Pressure Class معمولاً افزایش پیدا می‌کند.

اما مقدار دقیق باید از Dimension Standard استخراج شود.

وزن فلنج

وزن به:

Type

Size

Class

Material

Bore

وابسته است.

Blind Flange به دلیل نداشتن Bore در بسیاری از سایزها وزن بیشتری نسبت به برخی انواع دیگر دارد.

تفاوت Class 150 و Class 300

فلنج Class 300 معمولاً:

ضخامت بیشتری دارد.

Bolting قوی‌تری نیاز دارد.

ابعاد متفاوتی دارد.

Pressure-Temperature Rating بالاتری ارائه می‌دهد.

بنابراین Class 150 و 300 قابل جایگزینی مستقیم نیستند.

تفاوت RF و RTJ

RF از Flat Gasket یا Spiral Wound Gasket مناسب استفاده می‌کند.

RTJ از Metallic Ring استفاده می‌کند.

RTJ بیشتر برای سرویس‌های Pressure و Temperature بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد.

تفاوت Weld Neck و Slip On

تفاوت Blind و Weld Neck

Blind Flange مسیر را کاملاً مسدود می‌کند.

Weld Neck برای عبور سیال و اتصال Pipe به سیستم استفاده می‌شود.

این دو عملکرد کاملاً متفاوتی دارند.

تفاوت Socket Weld و Slip On

Socket Weld بیشتر در Small Bore Pressure Piping استفاده می‌شود.

Slip On در محدوده وسیع‌تری از سایزها قابل استفاده است.

نوع Joint و Welding Detail نیز متفاوت است.

تفاوت فلنج استیل 304 و 316

316 دارای Molybdenum است و در بسیاری از محیط‌های Chloride و خورنده مقاومت بیشتری نسبت به 304 ارائه می‌دهد.

اما انتخاب باید براساس محیط واقعی انجام شود.

316 نیز در تمام مواد شیمیایی مقاوم نیست.

تفاوت 316 و 316L

316L دارای Carbon پایین‌تر است.

این ویژگی در Fabrication جوشی می‌تواند احتمال Sensitization و Intergranular Corrosion را کاهش دهد.

خوردگی فلنج

Flange Corrosion می‌تواند در اثر:

سیال فرایندی

رطوبت محیط

Chloride

Chemical Exposure

Galvanic Corrosion

Crevice Corrosion

و CUI

ایجاد شود.

Corrosion Under Insulation

CUI یکی از مشکلات مهم خطوط عایق‌شده است.

رطوبت محبوس زیر Insulation می‌تواند باعث خوردگی خارجی فلنج و لوله شود.

بازرسی دوره‌ای اهمیت زیادی دارد.

Galvanic Corrosion

اتصال دو فلز متفاوت در حضور Electrolyte می‌تواند باعث Galvanic Corrosion شود.

برای مثال ترکیب Stainless Steel و Carbon Steel باید از نظر شرایط محیطی و طراحی بررسی شود.

فلنج برای خطوط نفت

در خطوط نفت معمولاً از Carbon Steel Flange مانند A105 استفاده می‌شود.

Class و Facing براساس Piping Class تعیین می‌شوند.

فلنج برای خطوط گاز

Weld Neck RF یا RTJ در بسیاری از Gas Serviceهای صنعتی رایج است.

Material و Pressure Class باید براساس Design Condition انتخاب شوند.

فلنج برای پتروشیمی

در پتروشیمی طیف وسیعی از:

A105

LF2

F304

F316

F11

F22

Duplex

و Nickel Alloy

استفاده می‌شود.

فلنج برای بخار

Temperature اهمیت زیادی دارد.

در Steam Serviceهای مختلف Carbon Steel یا Alloy Steel براساس Temperature و Pressure انتخاب می‌شود.

فلنج برای صنایع شیمیایی

Chemical Compatibility مهم‌ترین عامل است.

316L، Duplex، Super Duplex و Nickel Alloy براساس سیال مورد بررسی قرار می‌گیرند.

فلنج صنایع غذایی و دارویی

Stainless Steel به‌خصوص 304L و 316L بسیار رایج است.

در Sanitary Service ممکن است استانداردهای اتصال متفاوت از فلنج‌های معمول ASME استفاده شوند.

فلنج دریایی

Chloride Corrosion یکی از چالش‌های اصلی Marine Service است.

316L، Duplex و Super Duplex بسته به شرایط استفاده می‌شوند.

فلنج Offshore

در Offshore علاوه بر خوردگی، Pressure، Temperature، Fatigue و Project Specification اهمیت بالایی دارند.

Materialهای Duplex و Super Duplex در برخی سرویس‌ها کاربرد گسترده‌ای دارند.

فلنج NACE

در Sour Service ممکن است NACE MR0175 / ISO 15156 مورد نیاز باشد.

صرف Grade Material برای تأیید NACE کافی نیست.

Hardness، Heat Treatment و Manufacturing Condition نیز باید بررسی شوند.

انتخاب فلنج براساس فشار

ابتدا Design Pressure مشخص می‌شود.

سپس Design Temperature و Material تعیین می‌شوند.

براساس Pressure-Temperature Rating استاندارد، Class مناسب انتخاب می‌شود.

انتخاب فلنج براساس دما

Temperature می‌تواند:

Allowable Pressure

Material Strength

Gasket Selection

Bolting Material

را تغییر دهد.

بنابراین انتخاب فلنج بدون Temperature Data ناقص است.

انتخاب فلنج براساس سیال

سیال تعیین‌کننده Material Compatibility است.

برای مثال:

Water

Steam

Oil

Gas

Acid

Alkali

Chloride

Hydrocarbon

هرکدام شرایط متفاوتی دارند.

انتخاب گسکت

Gasket باید با موارد زیر سازگار باشد:

Facing

Pressure

Temperature

Fluid

Flange Material

Standard

انتخاب گسکت اشتباه می‌تواند حتی در فلنج کاملاً استاندارد باعث نشتی شود.

نکات مهم هنگام خرید فلنج

برای استعلام دقیق بهتر است موارد زیر اعلام شوند:

نوع فلنج

سایز

کلاس فشار یا PN

متریال

استاندارد

Facing

Schedule/Bore در صورت نیاز

NACE Requirement

MTC Requirement

NDT Requirement

Quantity

Country of Origin در صورت الزام

نمونه سفارش فلنج گلودار

Weld Neck Flange

NPS: 4"

Class: 300

Material: ASTM A105

Facing: RF

Schedule: SCH 40

Standard: ASME B16.5

MTC: EN 10204 3.1

Quantity: مشخص

نمونه سفارش فلنج استنلس استیل

Weld Neck Flange

Size: 3"

Class: 150

Material: ASTM A182 F316L

Facing: RF

SCH 10S

ASME B16.5

MTC 3.1

Quantity: مشخص

نمونه سفارش Blind Flange

Blind Flange

6"

Class 600

ASTM A105

RTJ

ASME B16.5

Quantity: مشخص

نمونه سفارش فلنج PN

Weld Neck Flange

DN100

PN16

Material: مشخص

Facing: مشخص

EN 1092-1

Quantity: مشخص

قیمت فلنج صنعتی

قیمت فلنج به عوامل متعددی بستگی دارد.

مهم‌ترین عوامل:

نوع فلنج

سایز

کلاس فشار

متریال

وزن

استاندارد

Facing

Schedule

برند

کشور سازنده

گواهی MTC

تست‌های مورد نیاز

و تعداد سفارش

هستند.

تأثیر کلاس بر قیمت فلنج

با افزایش Class معمولاً ضخامت، وزن و مقدار Material افزایش می‌یابد.

به همین دلیل فلنج Class 600 معمولاً گران‌تر از Class 150 در سایز و متریال مشابه است.

تأثیر متریال بر قیمت

A105 معمولاً اقتصادی‌تر از F316L، Duplex و Nickel Alloy است.

اختلاف قیمت متریال می‌تواند تأثیر قابل توجهی بر قیمت نهایی فلنج داشته باشد.

تأثیر سایز

افزایش سایز باعث افزایش وزن و هزینه Forging و Machining می‌شود.

در Large Diameter Flange قیمت به شکل قابل توجهی افزایش پیدا می‌کند.

تأثیر RF و RTJ

RTJ به دلیل نیاز به Groove Machining دقیق و شرایط کاربرد متفاوت ممکن است قیمت بیشتری نسبت به RF داشته باشد.

اشتباهات رایج هنگام خرید فلنج

اعلام فقط سایز

عدم اعلام Class

عدم مشخص کردن Material

عدم اعلام RF یا RTJ

فراموش کردن Schedule در Weld Neck

اشتباه گرفتن ASME و DIN

عدم مشخص کردن Series در ASME B16.47

خرید فلنج بدون MTC برای پروژه حساس

عدم تطبیق Heat Number

عدم بررسی Bolt Pattern

استفاده از گسکت نامناسب

استفاده از Stud Bolt نامناسب

از مهم‌ترین اشتباهات هستند.

چگونه فلنج مناسب پروژه را انتخاب کنیم؟

برای انتخاب صحیح ابتدا این اطلاعات را جمع‌آوری کنید:

Line Size

Pipe Schedule

Design Pressure

Design Temperature

Fluid

Piping Material

Piping Class

Flange Standard

Facing

Corrosion Requirement

سپس Type و Class فلنج انتخاب می‌شود.

در پروژه‌های مهندسی، Piping Material Specification یا PMS مرجع اصلی انتخاب است.

کنترل فلنج هنگام تحویل

در زمان تحویل بهتر است موارد زیر بررسی شوند:

Marking

Size

Class

Material Grade

Facing

Dimensions

Bolt Holes

Surface Condition

Heat Number

MTC

NDT Report در صورت درخواست

عدم وجود Crack یا آسیب مکانیکی

و مطابقت تعداد.

نگهداری فلنج

فلنج باید در محیط مناسب نگهداری شود.

Facing باید از:

ضربه

خراش

رطوبت

آلودگی

محافظت شود.

برای Stainless Steel باید از تماس با آلودگی‌های آهنی تا حد امکان جلوگیری شود.

محافظ سطح فلنج

Flange Protector برای جلوگیری از آسیب Facing در حمل و انبارداری استفاده می‌شود.

RTJ Groove به دلیل حساسیت ابعادی باید به‌خصوص محافظت شود.

نصب فلنج

قبل از نصب:

Facing را تمیز کنید.

Gasket صحیح انتخاب کنید.

Alignment را بررسی کنید.

Stud Bolt مناسب استفاده کنید.

Lubrication مورد نیاز Bolting Procedure را رعایت کنید.

پیچ‌ها را طبق Sequence صحیح سفت کنید.

Alignment فلنج

دو فلنج باید بدون اعمال نیروی غیرمجاز به Pipe روبه‌روی هم قرار بگیرند.

نباید با سفت کردن پیچ‌ها، Piping Misalignment شدید را اصلاح کرد.

این کار می‌تواند Stress زیادی به:

Pipe

Flange

Valve

Pump

و Equipment

وارد کند.

Flange Parallelism

سطوح دو فلنج باید مطابق Tolerance نصب تقریباً موازی باشند.

عدم Parallelism می‌تواند باعث Uneven Gasket Compression و Leakage شود.

نشتی اتصال فلنجی

علل متداول:

Gasket نامناسب

Bolt Load کم

Torque نامساوی

Surface Damage

Misalignment

Thermal Cycling

Corrosion

Vibration

و انتخاب Material نامناسب

هستند.

آیا استفاده مجدد از گسکت صحیح است؟

در بسیاری از اتصال‌های صنعتی، Gasket پس از باز شدن Joint باید تعویض شود.

به‌خصوص Spiral Wound و بسیاری از Gasketهای فشرده‌شونده برای استفاده مجدد طراحی نشده‌اند.

فلنج مناسب فشار بالا چیست؟

هیچ Type واحدی برای همه شرایط وجود ندارد، اما Weld Neck Flange با Class مناسب و در صورت نیاز RTJ یکی از گزینه‌های رایج در High Pressure Service است.

Material و Rating باید دقیقاً بررسی شوند.

فلنج مناسب دمای بالا چیست؟

Weld Neck با Material مناسب مانند Carbon Steel یا Alloy Steel براساس Temperature Service استفاده می‌شود.

Gasket و Bolting نیز باید دما را تحمل کنند.

فلنج مناسب محیط خورنده چیست؟

بسته به Chemical:

316L

Duplex

Super Duplex

Nickel Alloy

یا Materialهای دیگر

می‌توانند انتخاب شوند.

نوع سیال باید دقیقاً مشخص باشد.

فلنج مناسب فشار پایین

در سیستم‌های عمومی ممکن است Slip On Class 150 یا فلنج‌های PN پایین‌تر استفاده شوند.

انتخاب نهایی براساس Design Code انجام می‌شود.

خرید فلنج صنعتی از پترو صنعت پارس پاسارگاد

پترو صنعت پارس پاسارگاد تأمین‌کننده انواع فلنج صنعتی مورد استفاده در پروژه‌های نفت، گاز، پتروشیمی، پالایشگاه، نیروگاه، صنایع شیمیایی و سیستم‌های پایپینگ است.

انواع قابل تأمین شامل:

فلنج گلودار Weld Neck

فلنج اسلیپ آن Slip On

فلنج کور Blind

فلنج ساکت ولد Socket Weld

فلنج دنده‌ای Threaded

فلنج لپ جوینت Lap Joint

فلنج اوریفیس Orifice

فلنج Long Weld Neck

فلنج‌های کلاس 150 تا 2500

فلنج‌های PN

فلنج فولادی A105

فلنج استنلس استیل 304 و 316L

فلنج آلیاژی

فلنج دمای پایین

و فلنج‌های مورد استفاده در سرویس‌های صنعتی خاص هستند.

برای استعلام دقیق بهتر است مشخصات فنی شامل نوع فلنج، سایز، کلاس، متریال، Facing، Schedule، استاندارد و تعداد اعلام شود.

پرسش‌های متداول درباره فلنج

فلنج چیست؟

فلنج یک قطعه اتصال‌دهنده در سیستم پایپینگ است که امکان اتصال لوله، شیر، پمپ و تجهیزات را با استفاده از پیچ، مهره و گسکت فراهم می‌کند.

انواع اصلی فلنج کدام‌اند؟

Weld Neck، Slip On، Blind، Socket Weld، Threaded، Lap Joint و Orifice از مهم‌ترین انواع هستند.

بهترین فلنج برای فشار بالا کدام است؟

Weld Neck Flange با Class و Material مناسب یکی از متداول‌ترین گزینه‌ها برای High Pressure Service است.

فلنج گلودار چیست؟

فلنجی دارای Hub مخروطی است که با Butt Weld به لوله متصل می‌شود و برای سرویس‌های حساس، فشار و دمای بالا کاربرد گسترده دارد.

فلنج کور چیست؟

فلنج بدون Bore مرکزی است که برای بستن انتهای خط یا Nozzle استفاده می‌شود.

فلنج اسلیپ آن چیست؟

فلنجی است که لوله داخل آن قرار گرفته و معمولاً با Fillet Weld به لوله متصل می‌شود.

فلنج ساکت ولد چیست؟

لوله داخل Socket فلنج قرار گرفته و از بیرون جوشکاری می‌شود. بیشتر برای Small Bore Piping کاربرد دارد.

RF چیست؟

RF مخفف Raised Face و یکی از رایج‌ترین Facingهای فلنج صنعتی است.

RTJ چیست؟

Ring Type Joint یک سیستم آب‌بندی فلزی برای سرویس‌های فشار و دمای بالا است.

FF چیست؟

Flat Face سطح تخت فلنج است که در برخی سیستم‌های کم‌فشار و تجهیزات چدنی کاربرد دارد.

Class 150 یعنی 150 PSI؟

خیر. Class یک رده Pressure-Temperature است و فشار مجاز واقعی به Material و Temperature بستگی دارد.

فلنج Class 300 از 150 قوی‌تر است؟

در یک Material و شرایط استاندارد مشابه، Class 300 Pressure-Temperature Rating بالاتری دارد، اما مقدار دقیق باید از استاندارد استخراج شود.

ASME B16.5 چیست؟

یکی از استانداردهای اصلی Flange و Flanged Fitting صنعتی در محدوده سایز و کلاس مشخص است.

ASME B16.47 چیست؟

استاندارد فلنج‌های فولادی قطر بزرگ است و دارای Series A و Series B است.

PN چیست؟

PN یک Pressure Designation مورد استفاده در استانداردهای متریک مانند EN است.

DN چیست؟

Diameter Nominal یک اندازه اسمی متریک است.

NPS چیست؟

Nominal Pipe Size اندازه اسمی لوله در سیستم اینچی است.

A105 چیست؟

ASTM A105 یک Forged Carbon Steel Material بسیار رایج برای فلنج صنعتی است.

F316L چیست؟

گرید Stainless Steel Forging مطابق ASTM A182 است که مقاومت خوردگی مناسبی دارد و در صنایع شیمیایی، پتروشیمی و غذایی کاربرد دارد.

LF2 چیست؟

یک Low Temperature Carbon Steel Forging Material مطابق ASTM A350 است.

فلنج 304 بهتر است یا 316؟

برای بسیاری از محیط‌های خورنده، 316 مقاومت بیشتری دارد؛ اما انتخاب نهایی به نوع سیال و شرایط محیط بستگی دارد.

Schedule در فلنج چیست؟

در Weld Neck Flange، Bore فلنج باید با Pipe Schedule هماهنگ باشد.

آیا Blind Flange به Schedule نیاز دارد؟

معمولاً Blind Flange مانند Weld Neck دارای Bore متناسب با Schedule لوله نیست، زیرا مسیر عبور سیال ندارد.

MTC چیست؟

Material Test Certificate سند تأیید مشخصات متریال و نتایج آزمون‌های مربوط به Heat تولیدی است.

Heat Number چیست؟

شماره‌ای برای Traceability متریال به Heat تولیدی و Certificate مربوطه است.

PMI چیست؟

Positive Material Identification روشی برای بررسی و تأیید Grade متریال است.

چه گسکتی برای RF استفاده می‌شود؟

بسته به Pressure، Temperature و Fluid می‌توان از Spiral Wound، Graphite، PTFE و سایر Gasketهای مناسب استفاده کرد.

چه گسکتی برای RTJ استفاده می‌شود؟

Ring Joint Gasket سازگار با Groove و استاندارد فلنج استفاده می‌شود.

B7 چیست؟

ASTM A193 B7 یکی از Gradeهای رایج Stud Bolt برای اتصالات فلنجی صنعتی است.

چرا فلنج نشتی می‌دهد؟

انتخاب اشتباه گسکت، Bolt Load نامناسب، آسیب Facing، Misalignment، خوردگی و Thermal Cycling از دلایل رایج هستند.

هنگام خرید فلنج چه مشخصاتی باید اعلام شود؟

نوع فلنج، سایز، Class یا PN، Material، Facing، Standard، Schedule در صورت نیاز، MTC و تعداد سفارش باید مشخص شوند.

قیمت فلنج چگونه تعیین می‌شود؟

نوع، سایز، کلاس فشار، متریال، وزن، Facing، استاندارد، برند، گواهی و تعداد سفارش بر قیمت تأثیر دارند.

جمع‌بندی

فلنج یکی از اساسی‌ترین تجهیزات اتصال در سیستم‌های پایپینگ صنعتی است و برای اتصال لوله‌ها، شیرآلات، پمپ‌ها، مخازن و تجهیزات فرایندی استفاده می‌شود. فلنج‌های Weld Neck، Slip On، Blind، Socket Weld، Threaded، Lap Joint و Orifice هرکدام برای شرایط کاری متفاوتی طراحی شده‌اند.

در انتخاب فلنج، تنها سایز اهمیت ندارد؛ Class یا PN، Material، Design Temperature، Design Pressure، Facing، Schedule، Standard، Gasket و Bolting همگی باید به صورت یک مجموعه بررسی شوند.

استانداردهای ASME B16.5، ASME B16.47 و EN 1092-1 از استانداردهای مهم فلنج هستند و متریال‌هایی مانند ASTM A105، A350 LF2، A182 F304/F304L، F316/F316L، F11، F22، Duplex و Super Duplex در صنایع مختلف استفاده می‌شوند.

برای پروژه‌های نفت، گاز، پتروشیمی، پالایشگاه و نیروگاه، ارائه اطلاعات کامل فنی هنگام استعلام باعث کاهش خطای انتخاب و تطبیق دقیق محصول با Piping Specification می‌شود.

پترو صنعت پارس پاسارگاد تأمین‌کننده انواع فلنج فولادی، استنلس استیل و آلیاژی در کلاس‌ها، سایزها و استانداردهای مختلف است. برای استعلام قیمت و انتخاب فنی، مشخصات شامل نوع فلنج، سایز، کلاس فشار، متریال، Facing، Schedule، استاندارد و تعداد مورد نیاز را اعلام نمایید.