فلنج در پالایشگاه یکی از اجزای مهم در سیستم های لوله کشی، اتصالات و پکینگ برج تقطیر است که برای اتصال قطعات مختلف مانند لوله ها، شیرآلات، پمپ ها و مخازن استفاده می شود. فلنج ها صفحات دایره ای یا مستطیلی شکل هستند که معمولاً از جنس فولاد، استیل یا سایر آلیاژهای مقاوم در برابر فشار و دما ساخته می شوند. این قطعات با استفاده از پیچ و مهره به یکدیگر متصل می شوند و امکان باز و بسته شدن سیستم را برای تعمیرات، بازرسی یا تغییرات فراهم می کنند. از انواع فلنج ها می توان فلنج گلودار، فلنج ساکت ولد، فلنج های چرخشی، فلنج اسلیپون و فلنج کور را نام برد.
انواع فلنج در صنایع نفت و گاز
انواع فلنج در صنایع نفت و گاز باتوجه به شرایط کاری، فشار و دمای سیال، نوع سیال و الزامات ایمنی شامل موارد می شود:
- فلنج گلودار
- فلنج ساکت ولد
- فلنج های چرخشی
- فلنج اسلیپون
- فلنج کور
- فلنج نروماده
- فلنج دنده ای
- فلنج رزوه ای
- فلنج لپ جوینت
فلنج گلودار یا گردن دار (Weld-neck)
فلنج گلودار که به آن فلنج گردن دار نیز گفته می شود، یکی از پرکاربردترین و قابل اعتمادترین انواع فلنج در صنایع نفت و گاز به شمار می رود. مشخصه اصلی این فلنج وجود یک گردن مخروطی شکل است که به لوله جوش داده می شود. این گردن مخروطی توزیع تنش را بهبود بخشیده و تمرکز تنش در نقطه اتصال را کاهش می دهد. به همین دلیل فلنج گلودار برای استفاده در سیستم هایی که تحت فشار و دمای بالا قرار دارند و همچنین در محیط های دارای ارتعاش و شوک، بسیار مناسب است.
جوشکاری فلنج گلودار به لوله، به صورت جوش لب به لب (Butt Weld) انجام می شود که این نوع جوشکاری، استحکام و یکپارچگی بالایی دارد. همچنین امکان بازرسی آسان جوش از جمله مزایای این نوع اتصال است که به تضمین کیفیت و ایمنی سیستم کمک می کند. باتوجه به استحکام بالا، فلنج گلودار به طور گسترده در خطوط انتقال نفت و گاز، پمپ ها، کمپرسور و مبدل های حرارتی مورد استفاده قرار می گیرند.
با وجود مزایای فراوان، فلنج گلودار نسبت به سایر انواع فلنج قیمت بالاتری داشته و نصب آن به دلیل نیاز به جوشکاری لب به لب، نیازمند مهارت و دقت بیشتری است. همچنین، طول گردن فلنج، فضای بیشتری را اشغال می کند که ممکن است محدودیت هایی را ایجاد کند.
بیشتر بخوانید: انواع سینی های برج تقطیر و کاربرد هر کدام
فلنج ساکت ولد (SOCKET WELD FLANGE)
فلنج ساکت ولد که با نام فلنج ساکتی نیز شناخته می شود، نوعی از اتصالات لوله کشی است که با طراحی خاص خود امکان اتصال مطمئن لوله ها را فراهم می سازد. وجه تمایز این فلنج، وجود فرورفتگی در قسمت انتهایی آن است، که لوله به سادگی درون آن جای گرفته و با استفاده از جوشکاری به بدنه فلنج متصل می گردد. این روش اتصال، فلنج ساکت ولد را به گزینه ای مناسب برای لوله های کوچک با فشار کاری بالا تبدیل کرده است.
در صورت انجام جوشکاری از داخل فلنج، مقاومت آن در برابر فشار، تنش و خستگی به میزان قابل توجهی (حدود 50 درصد) افزایش می یابد. علاوه بر استحکام، سطح صاف داخلی این نوع فلنج، شرایط مطلوبی را برای عبور سیال ایجاد کرده و از تجمع رسوبات و ایجاد افت فشار جلوگیری می کند.
فلنج های حلقه ای یا چرخان (SWIVEL FLANGE)
فلنج های چرخشی که با نام فلنج های گردنده نیز شناخته می شوند، ابزاری کارآمد در تسهیل تراز بندی سوراخ های پیچ و مهره در اتصال دو سطح فلنجی به شمار می روند. این ویژگی فلنج های چرخشی را به گزینه ای مطلوب در شرایط خاص، به ویژه در خطوط لوله زیردریایی، آب های کم عمق و محیط های مشابه و همچنین لوله کشی با قطرهای بزرگ تبدیل کرده است.
این نوع فلنج ها برای انتقال انواع سیالات از جمله نفت، گاز، مواد شیمیایی و هیدروکربن ها در صنایع پتروشیمی مناسب هستند. در خطوط لوله با قطر زیاد، استفاده از یک فلنج جوشی در یک طرف و یک فلنج چرخشی در طرف دیگر، فرآیند تراز بندی سوراخ های پیچ و مهره را به طور قابل توجهی آسان تر کرده و در نتیجه نصب و نگهداری خطوط لوله را بهبود می بخشد.
بیشتر بدانید: معرفی کامل انواع برج های جداسازی
فلنج اسلیپون (Slip-on)
فلنج اسلیپون به دلیل سهولت نصب و قیمت پایین تر نسبت به فلنج گلودار، در بسیاری از کاربردهای صنایع نفت و گاز مورد استفاده قرار می گیرد. این فلنج به گونه ای طراحی شده است که لوله به راحتی از داخل سوراخ فلنج عبور می کند و سپس از دو طرف به لوله جوش داده می شود. جوشکاری فلنج اسلیپون به صورت جوش گوشه (Fillet Weld) انجام می شود که نسبت به جوش لب به لب، آسان تر و سریع تر است.
مزیت اصلی فلنج اسلیپون، سهولت و سرعت در نصب است که باعث کاهش هزینه های نصب و راه اندازی می شود. همچنین این نوع فلنج به فضای کمتری نسبت به فلنج گلودار نیاز دارد و در سیستم هایی که محدودیت فضایی وجود دارد کاربرد فراوانی دارد.
اما فلنج اسلیپون در مقایسه با فلنج گلودار، مقاومت کمتری در برابر فشار و دما دارد و برای سیستم هایی که تحت شرایط سخت کاری قرار دارند، توصیه نمی شود. همچنین امکان خوردگی در فضای بین فلنج و لوله، یکی از معایب این نوع اتصال است که می تواند عمر مفید سیستم را کاهش دهد. به همین دلیل استفاده از فلنج اسلیپون در سیستم هایی با فشار و دمای پایین و در مواردی که نیاز به تعمیرات و نگهداری آسان وجود دارد، ترجیح داده می شود.
فلنج کور (Blind)
فلنج کور برای مسدود کردن انتهای لوله ها، شیرآلات و سایر تجهیزات استفاده می شود. این نوع فلنج، فاقد سوراخ بوده و به وسیله پیچ و مهره به انتهای لوله یا تجهیزات متصل می شود. فلنج کور یک روش ساده و قابل اعتماد برای بستن موقت یا دائم مسیر سیالات است.
فلنج های کور به طور گسترده در صنایع نفت و گاز برای اهداف مختلفی از جمله تست فشار خطوط لوله، جداسازی بخش هایی از سیستم برای تعمیرات و نگهداری و همچنین مسدود کردن انتهای خطوط لوله در حال توسعه استفاده می شوند. فلنج های کور در انواع مختلفی از جنس ها و اندازه ها تولید می شوند تا با شرایط مختلف کاری سازگار باشند. انتخاب مناسب فلنج کور، با توجه به فشار و دمای کاری، نوع سیال و اندازه لوله از اهمیت بالایی برخوردار است.
فلنج نر و ماده
فلنج نر و ماده از جمله مستحکم ترین و آب بندترین انواع فلنج به شمار می رود. این نوع فلنج متشکل از دو قسمت است: یک قسمت نر (Male) که دارای یک برآمدگی است و قسمت دیگر ماده (Female) که دارای یک فرورفتگی متناسب با برآمدگی قسمت نر است. این دو قسمت به صورت جفتی در یکدیگر فرو می روند و یک اتصال محکم و آب بند ایجاد می کنند.
در حالی که در اتصالات فلنجی معمولی از پیچ و مهره برای اتصال و ایجاد فشار بین دو فلنج استفاده می شود، در فلنج های نروماده درگیری فیزیکی بین دو قسمت نر و ماده، نقش مهمی در استحکام و آب بندی اتصال ایفا می کند. این ویژگی برای استفاده در محیط هایی که نیاز به اتصالاتی با مقاومت بالا در برابر فشار و دما و همچنین آب بندی کامل دارند، مناسب است.
فلنج های دنده ای
فلنج های دنده ای به دلیل سهولت نصب و هزینه مناسب، در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. وجه تمایز فلنج های دنده ای با سایر انواع فلنج، عدم نیاز به جوشکاری در زمان نصب است. این فلنج ها با استفاده از دنده های موجود در سطح داخلی خود، به لوله متصل شده و برای آب بندی از گسکت یا واشر استفاده می کند.
عدم نیاز به جوشکاری مزایای متعددی را برای فلنج های دنده ای به همراه دارد؛ از جمله اینکه نصب این فلنج ها بسیار سریع و آسان است و نیاز به تخصص خاصی ندارد. همچنین هزینه نصب فلنج های دنده ای به دلیل عدم نیاز به جوشکاری، کاهش می یابد. اما مهم ترین مزیت فلنج های دنده ای ایمنی آن ها در محیط هایی است که احتمال انفجار یا احتراق وجود دارد. به دلیل اینکه جوشکاری می تواند خطر ایجاد جرقه و در نتیجه انفجار را به همراه داشته باشد، استفاده از فلنج های دنده ای که نیازی به جوشکاری ندارند، در این محیط های حساس ترجیح داده می شود.
فلنج های متصل به پیچ (Threaded Flanges)
ویژگی اصلی فلنج های رزوه ای (Threaded Flanges)، عدم نیاز به فرآیند جوشکاری برای اتصال به لوله است. با استفاده از رزوه داخلی تعبیه شده در فلنج، اتصال مکانیکی مستقیمی با لوله ایجاد می شود. این ویژگی باعث سرعت نصب و سهولت در تعویض می شود و فلنج های رزوه ای را به گزینه ای مناسب برای سیستم های با فشار پایین و پروژه های کوچک مقیاس تبدیل می کند.
بهتر است بدانید: انواع برج تقطیر
فلنج های لپه ای (Lap Joint Flanges)
فلنج های لپ جوینت، یکی دیگر از انواع فلنج در صنایع نفت و گاز هستند ونقش مهمی در سیستم های لوله کشی ایفا می کنند. وجه تمایز این فلنج ها، استفاده از یک حلقه آزاد (Stub End) برای اتصال به لوله است. این ساختار امکان جداسازی و مونتاژ مجدد را تسهیل نموده و فلنج لپ جوینت را به گزینه ای ایده آل برای کاربردهایی که نیاز به بازرسی و تعمیرات دوره ای دارند تبدیل می کند.
این نوع فلنج، به دلیل قابلیت جابجایی و تنظیم آسان، عمدتاً در سیستم های لوله کشی با دما و فشار متوسط به کار گرفته می شود. طراحی خاص فلنج لپ جوینت، امکان توزیع یکنواخت نیرو را فراهم می آورد و استحکام و آب بندی مناسبی را تضمین می کند.
کاربردهای فلنج ها در پالایشگاه ها
فلنج از اجزای حیاتی در سیستم های لوله کشی پالایشگاهی محسوب می شود و نقش مهمی در اتصال لوله ها، شیرها، پمپ ها و سایر تجهیزات دارد. استفاده از فلنج ها دلایل متعددی دارد که عبارت اند از:
۱. سهولت در اتصال و جداسازی
فلنج ها امکان اتصال و جداسازی آسان قطعات را فراهم می آورند که در فرآیندهای تعمیر و نگهداری، به طور قابل توجهی زمان و هزینه ها را کاهش می دهد. این ویژگی انعطاف پذیری بالایی را در مدیریت و بهینه سازی سیستم های پالایشگاهی ایجاد می کند.
۲. تحمل فشار و دمای بالا
طراحی فلنج ها به گونه ای است که قادر به تحمل شرایط عملیاتی سخت پالایشگاهی از جمله فشار و دمای بالا، هستند.
۳. ایجاد اتصالات محکم و مقاوم
اتصالات فلنجی با استفاده از پیچ و مهره، استحکام بالایی را ایجاد کرده و از نشت سیالات جلوگیری می کنند. این ویژگی در پالایشگاه ها که با سیالات خطرناک سر و کار دارند، از اهمیت ویژه ای برخوردار است.
۴. انعطاف پذیری در طراحی سیستم ها
استفاده از فلنج ها، امکان طراحی های متنوع و انعطاف پذیر را در سیستم های لوله کشی فراهم می کند. این انعطاف پذیری به مهندسان اجازه می دهد تا سیستم هایی با کارایی بالاتر و هزینه های پایین تر طراحی شود.
جمع بندی
فلنج (Flange) یک جزء ضروری در سیستم های لوله کشی و تجهیزات صنعتی به شمار می رود که نقش اتصال دهنده دو قطعه را برعهده دارد. این قطعه که به صورت یک صفحه یا حلقه طراحی شده است، با استفاده از پیچ و مهره به اجزای دیگر متصل می گردد و امکان ایجاد یک اتصال محکم و قابل اطمینان را فراهم می آورد. کاربرد فلنج ها در صنایع مختلف بسیار گسترده است و تحت تاثیر عواملی همچون نوع کاربرد، فشار و دمای کاری قرار دارد. این تنوع در شرایط عملیاتی، منجر به تولید انواع مختلفی از فلنج ها از جمله فلنج نر و ماده، فلنج دنده ای، فلنج رزوه ای و فلنج لپ جوینت، با ویژگی های منحصر به فرد شده است. جهت انتخاب صحیح فلنج با توجه به الزامات سیستم، با کارشناسان نیرونماد در ارتباط باشید، تا با دریافت راهنمایی های لازم، از عملکرد ایمن و بهینه سیستم اطمینان حاصل نمایید.
