اگر تا حالا سفارش فلنج داده باشید احتمالا با سوال هایی روبه رو شده اید که جوابشان را نمی دانستید: «گلودار می خواهید یا اسلیپن؟ کلاس 150 یا PN16؟ رو برجسته یا تخت؟» واقعیت این است که انواع فلنج آنقدر زیاد است که حتی کسانی که سال ها در کار تاسیسات هستند هم گاهی برای انتخاب درست مکث می کنند. در این مقاله سعی کرده ایم همه چیزهایی را که قبل از خرید باید بدانید، بدون پیچیدگی اضافه و با زبان کارگاهی توضیح بدهیم؛ از دسته بندی بر اساس روش اتصال تا استاندارد، جنس، واشر و نکات نصب.

فلنج چیست و چرا این همه مدل دارد؟

فلنج در ساده ترین تعریف، یک حلقه فلزی پیشانی دار است که روی سر لوله، شیر یا تجهیز قرار می گیرد و با پیچ و مهره به قطعه مقابل بسته می شود. بین دو فلنج هم یک واشر قرار می گیرد تا اتصال آب بندی شود. مزیت اصلی این نوع اتصال این است که بر خلاف جوش، هر وقت لازم شد می توانید آن را باز کنید؛ برای تعمیر پمپ، تعویض شیر، تمیز کاری خط یا بازرسی.

اما چرا این همه مدل؟ چون شرایط کاری خطوط لوله با هم خیلی فرق دارد. خط آب آتش نشانی یک ساختمان با خط بخار یک کارخانه یا خط اسید یک واحد شیمیایی قابل مقایسه نیست. فشار، دما، نوع سیال، لرزش، اندازه لوله و حتی میزان دسترسی برای نگهداری، همه روی انتخاب اثر می گذارند. به همین دلیل سازندگان انواع فلنج را با شکل های مختلف گلویی، پیشانی و جنس تولید می کنند تا برای هر شرایط یک گزینه مناسب وجود داشته باشد.

دسته بندی انواع فلنج از سه زاویه

برای این که در میان مدل های مختلف گم نشوید، بهتر است فلنج ها را از سه زاویه جدا از هم بررسی کنید. اول روش اتصال فلنج به لوله، یعنی این که فلنج چطور روی لوله نشسته است. دوم شکل سطح پیشانی، یعنی محلی که واشر روی آن قرار می گیرد. و سوم استاندارد و کلاس فشار که ابعاد، تعداد پیچ و ضخامت را مشخص می کند. وقتی این سه مورد را برای پروژه تان مشخص کنید، عملا نوع فلنج مورد نیاز را پیدا کرده اید.

یک نکته مهم را از همین ابتدا در نظر داشته باشید: دو فلنجی که قرار است به هم بسته شوند باید از نظر استاندارد، کلاس فشار، سایز و نوع پیشانی با هم هماهنگ باشند. اگر یک طرف فلنج ANSI کلاس 150 باشد و طرف دیگر DIN PN16، حتی اگر سایز اسمی هر دو یکی باشد، سوراخ های پیچ دقیقا روی هم نمی افتند. این اشتباه در کارگاه ها زیاد دیده می شود و معمولا هم وقتی متوجه می شوند که قطعه نصب شده و کار متوقف است.

انواع فلنج بر اساس روش اتصال به لوله

این مهم ترین تقسیم بندی است و وقتی کسی از انواع فلنج صحبت می کند معمولا منظورش همین است. هر کدام از این مدل ها مزایا، محدودیت ها و هزینه نصب خودش را دارد.

فلنج گلودار (Welding Neck)

فلنج گلودار یک گلویی بلند و مخروطی دارد که سر آن با جوش لب به لب به لوله وصل می شود. این گلویی باعث می شود تنش ها به تدریج از فلنج به لوله منتقل شوند و در نقطه اتصال تمرکز پیدا نکنند. به همین خاطر برای فشار و دمای بالا، خطوطی که لرزش یا تغییر دمای زیاد دارند و جاهایی که نشتی اصلا قابل قبول نیست، انتخاب اول مهندسان است. قطر داخلی گلویی با لوله یکی است، پس جریان سیال هم دچار آشفتگی نمی شود.

عیب اصلی این مدل، قیمت بالاتر و نیاز به جوشکار ماهر است. چون جوش لب به لب باید با دقت و معمولا با پخ زنی انجام شود. اگر دنبال فلنج گلودار استیل هستید، فلنج استیل گلودار در سایزهای 1 1/4 تا 2 1/2 اینچ موجود است و برای خطوط فولادی هم فلنج گلودار فولادی PN16 را داریم.

فلنج اسلیپن (Slip On)

در فلنج اسلیپن، لوله داخل سوراخ فلنج سر می خورد و بعد از دو طرف، یعنی داخل و بیرون، جوش گوشه زده می شود. تنظیم کردن آن روی لوله ساده است و نیاز به برش و پخ زنی دقیق ندارد، به همین دلیل نصبش سریع تر و ارزان تر از گلودار است. استحکام آن در برابر خستگی حدود دو سوم مدل گلودار است، اما برای اغلب کاربردهای ساختمانی، آب، هوای فشرده و خطوط کم فشار کاملا کافی است.

بیشترین فروش ما در بخش فلنج مربوط به همین مدل است. فلنج اسلیپن فولادی کلاس 150 را از سایز 3/4 تا 2 1/2 اینچ می توانید ببینید.

فلنج ساکت ولد (Socket Weld)

شبیه اسلیپن است با این تفاوت که داخل آن یک پله یا نشیمنگاه وجود دارد و لوله تا آن نقطه جا می رود. جوش فقط از بیرون زده می شود. این مدل برای لوله های کوچک، معمولا تا دو اینچ، و فشارهای بالا استفاده می شود. یک نکته فنی مهم: موقع جوشکاری باید حدود یک و نیم میلی متر بین سر لوله و ته ساکت فاصله بگذارید تا انبساط حرارتی جوش را ترک ندهد.

فلنج رزوه ای (Threaded)

در این مدل داخل فلنج رزوه شده و روی لوله دنده شده بسته می شود. هیچ جوشی لازم ندارد، پس برای جاهایی که جوشکاری خطرناک است، مثل محیط های دارای گاز قابل اشتعال، گزینه خوبی است. البته برای دما و فشار بالا یا خطوطی که لرزش دارند توصیه نمی شود، چون رزوه ها به مرور شل می شوند. اگر با رزوه کار می کنید، مقاله اتصالات دنده ای استیل را هم بخوانید.

فلنج لپ جوینت (Lap Joint)

این مدل از دو قطعه تشکیل می شود: یک استاب اند که به لوله جوش می شود و یک حلقه فلنج آزاد که پشت آن قرار می گیرد و می چرخد. چون حلقه با سیال تماسی ندارد، می توان آن را از فولاد معمولی ساخت و فقط استاب اند را از استیل گرفت. این ترکیب در خطوط استیل بزرگ صرفه جویی قابل توجهی ایجاد می کند. چرخش حلقه هم باعث می شود تنظیم سوراخ های پیچ در نصب خیلی راحت شود.

فلنج کور (Blind)

فلنج کور اصلا سوراخ وسط ندارد و برای بستن انتهای خط، دهانه مخزن یا انشعابی که فعلا استفاده نمی شود به کار می رود. مثلا وقتی می خواهید برای توسعه آینده یک انشعاب آماده بگذارید، سرش را با فلنج کور می بندید. این نوع فلنج بیشترین تنش را در میان انواع فلنج تحمل می کند، چون کل فشار سیال به سطح آن وارد می شود. برای همین ضخامتش معمولا از بقیه بیشتر است.

انواع فلنج خاص

غیر از مدل های اصلی، فلنج های دیگری هم هستند که در پروژه های خاص دیده می شوند: فلنج عینکی برای ایزوله کردن کامل یک بخش از خط، فلنج تبدیل برای اتصال دو سایز متفاوت، فلنج اوریفیس برای نصب صفحه اندازه گیری دبی و فلنج های بلند گلویی برای مخازن تحت فشار. اگر در پروژه به یکی از این ها نیاز دارید، بهتر است قبل از سفارش با کارشناس مشورت کنید.

انواع فلنج بر اساس سطح پیشانی

پیشانی جایی است که واشر روی آن قرار می گیرد و نوع آن مستقیما روی آب بندی اثر دارد. سه مدل رایج وجود دارد.

رو برجسته (RF)

رایج ترین مدل است. یک برآمدگی کوچک دور سوراخ وسط وجود دارد که واشر روی آن می نشیند. ارتفاع این برآمدگی در کلاس 150 و 300 حدود 1.6 میلی متر است. چون نیروی پیچ ها روی سطح کوچک تری متمرکز می شود، آب بندی بهتری حاصل می شود. اکثر فلنج های صنعتی که در بازار می بینید از این نوع هستند.

تخت (FF)

کل سطح پیشانی صاف است و واشر تمام سطح را می پوشاند. این مدل بیشتر برای اتصال به تجهیزات چدنی، پمپ ها و شیرهای چدنی استفاده می شود. دلیلش این است که اگر فلنج رو برجسته فولادی را به فلنج چدنی تخت ببندید، موقع سفت کردن پیچ ها لبه فلنج چدنی ممکن است بشکند. پس قانون ساده این است: مقابل چدن، فلنج تخت.

رینگ جوینت (RTJ)

روی پیشانی یک شیار حلقوی تراشیده شده و به جای واشر معمولی یک رینگ فلزی داخل آن قرار می گیرد. وقتی پیچ ها سفت می شوند، رینگ فلزی در شیار فشرده شده و آب بندی فلز به فلز ایجاد می کند. این مدل مخصوص فشار و دمای خیلی بالا، مثل صنایع نفت و گاز و خطوط بخار پرفشار است و در کارهای ساختمانی کاربرد ندارد.

استانداردهای رایج در انواع فلنج

در بازار ایران عمدتا با دو خانواده استاندارد سر و کار داریم: استاندارد آمریکایی و استاندارد اروپایی. دانستن تفاوت این دو، جلوی خیلی از خریدهای اشتباه را می گیرد.

استاندارد ASME B16.5 (آمریکایی یا ANSI)

این استاندارد فلنج های 1/2 تا 24 اینچ را پوشش می دهد و سایزها را بر حسب اینچ بیان می کند. کلاس های فشار آن 150، 300، 400، 600، 900، 1500 و 2500 هستند. دقت کنید که عدد کلاس، فشار کاری بر حسب psi نیست؛ مثلا فلنج فولادی کلاس 150 در دمای محیط حدود 19 بار فشار را تحمل می کند و با بالا رفتن دما این عدد کمتر می شود. برای فلنج های بزرگ تر از 24 اینچ از استاندارد ASME B16.47 استفاده می شود.

استاندارد EN 1092 و DIN (اروپایی)

در این استاندارد سایز با DN یعنی قطر اسمی بر حسب میلی متر و فشار با PN یعنی فشار اسمی بر حسب بار مشخص می شود. PN6، PN10، PN16، PN25 و PN40 رایج ترین کلاس ها هستند. در تاسیسات ساختمانی و آبرسانی ایران، PN16 بسیار پرکاربرد است، چون بسیاری از پمپ ها و شیرهای اروپایی با همین استاندارد ساخته می شوند.

همان طور که گفتیم، فلنج ANSI کلاس 150 و DIN PN16 در بعضی سایزها خیلی به هم نزدیک هستند، ولی قطر دایره پیچ و تعداد سوراخ ها همیشه یکی نیست. اگر ابعاد دقیق هر سایز را لازم دارید، در مقاله جدول فلنج قطر بیرونی، ضخامت، قطر دایره پیچ و تعداد و سایز پیچ ها را برای کلاس 150، کلاس 300 و PN16 آورده ایم.

کلاس فشار انواع فلنج را چطور انتخاب کنیم؟

کلاس فشار را باید بر اساس بیشترین فشار و دمایی که خط ممکن است تجربه کند انتخاب کنید، نه فشار معمول کار. ضربه قوچ، روشن و خاموش شدن پمپ و تست هیدرواستاتیک که معمولا یک و نیم برابر فشار کاری است، همه باید در نظر گرفته شوند. یک قاعده سرانگشتی که در عمل جواب می دهد: برای آب و هوای فشرده تا حدود 10 بار، کلاس 150 یا PN16 کافی است. برای فشارهای بالاتر یا دمای بیش از 200 درجه، حتما جدول فشار و دمای استاندارد را بررسی کنید یا با کارشناس مشورت کنید.

این را هم در نظر بگیرید که کلاس فشار کل اتصال، برابر ضعیف ترین قطعه آن است. اگر فلنج کلاس 300 بخرید ولی شیری که به آن وصل می شود کلاس 150 باشد، عملا سیستم شما کلاس 150 است و هزینه اضافه ای پرداخت کرده اید.

جنس فلنج؛ فولاد یا استیل؟

بعد از نوع و استاندارد، نوبت جنس است. انتخاب جنس اشتباه می تواند باعث شود فلنجی که از نظر ابعاد کاملا درست است، بعد از چند ماه دچار خوردگی شود.

فلنج فولادی (کربن استیل)

رایج ترین جنس، فولاد کربنی با استاندارد ASTM A105 برای فلنج های فورج شده است. این جنس استحکام خوب و قیمت مناسبی دارد و برای آب، بخار، روغن، گاز و هوای فشرده در محیط های معمولی مناسب است. فلنج فولادی معمولا با یک لایه روغن یا رنگ ضد زنگ عرضه می شود و بعد از نصب باید رنگ آمیزی شود. اگر در محیط مرطوب یا بیرون از ساختمان نصب می شود، رنگ آمیزی را جدی بگیرید.

فلنج استیل 304 و 316

فلنج استیل برای جاهایی است که خوردگی مسئله اصلی است: صنایع غذایی و دارویی، تصفیه آب، خطوط آب شرب، صنایع شیمیایی و محیط های ساحلی. استیل 304 برای اغلب این کاربردها کافی است، اما اگر سیال یا محیط کلر دارد، مثل آب استخر، آب دریا یا مواد ضدعفونی کننده، باید سراغ 316 بروید. اگر درباره تفاوت این دو آلیاژ سوال دارید، مقاله تفاوت استیل 304 و 316 را ببینید. برای آشنایی بیشتر با خود مفهوم فلنج و تاریخچه آن هم می توانید صفحه Flange در ویکی پدیا را مطالعه کنید.

یک نکته که خیلی ها فراموش می کنند: اگر لوله شما استیل است، فلنج هم باید استیل باشد. اتصال مستقیم استیل و فولاد کربنی در حضور رطوبت باعث خوردگی گالوانیک می شود و فولاد خیلی سریع تر از حالت عادی زنگ می زند. اگر مجبور به این اتصال هستید، از واشر عایق و بوش های عایق پیچ استفاده کنید.

واشر و پیچ؛ دو جزء فراموش شده

بخش زیادی از نشتی هایی که در اتصالات فلنجی می بینیم، اصلا ربطی به خود فلنج ندارد و مشکل از واشر یا پیچ است.

انتخاب واشر برای انواع فلنج

واشرهای لاستیکی مثل EPDM برای آب سرد و گرم تا حدود 120 درجه مناسب هستند. واشر نسوز یا فیبری برای بخار و دمای بالاتر استفاده می شود. واشر تفلون برای مواد شیمیایی و صنایع غذایی گزینه خوبی است و واشر اسپیرال وند، که از نوار فلزی و پرکننده گرافیتی ساخته شده، برای فشار و دمای بالا به کار می رود. ضخامت معمول واشر برای فلنج های رو برجسته 1.5 تا 3 میلی متر است. همیشه واشر را هم سایز و هم کلاس با فلنج انتخاب کنید.

پیچ و مهره مناسب انواع فلنج

در اتصالات استاندارد معمولا از پیچ دو سر رزوه یا استاد بولت استفاده می شود. برای فلنج فولادی، استاد بولت گرید B7 با مهره 2H رایج است. برای فلنج استیل هم پیچ استیل B8 یا B8M انتخاب می شود. استفاده از پیچ های معمولی بازار که گرید مشخصی ندارند، در فشارهای بالا ریسک جدی دارد.

راهنمای انتخاب از میان انواع فلنج در چند قدم

اگر بخواهیم همه چیزهایی که تا اینجا گفتیم را در یک مسیر ساده خلاصه کنیم، این ترتیب در اکثر پروژه ها جواب می دهد:

1. شرایط کار را مشخص کنید: نوع سیال، بیشترین فشار، بیشترین دما و وجود لرزش یا ضربه.
2. استاندارد را از روی تجهیزات انتخاب کنید: اگر پمپ یا شیر شما DIN است، فلنج هم باید DIN باشد. اگر آمریکایی است، ANSI بگیرید.
3. کلاس فشار را تعیین کنید: با در نظر گرفتن فشار تست و ضربه قوچ، نه فقط فشار کاری.
4. روش اتصال را انتخاب کنید: برای کار ساختمانی و کم فشار اسلیپن، برای فشار بالا و شرایط سخت گلودار، برای لوله های کوچک پرفشار ساکت ولد و برای جاهایی که جوش ممنوع است رزوه ای.
5. جنس را بر اساس خوردگی انتخاب کنید: فولاد برای شرایط عادی، استیل 304 برای آب و غذا، استیل 316 برای کلر و مواد شیمیایی.
6. نوع پیشانی را چک کنید: رو برجسته برای اغلب موارد، تخت برای اتصال به چدن.
7. واشر و پیچ مناسب را همزمان سفارش دهید.

اگر در هر کدام از این قدم ها مطمئن نیستید، مشخصات پروژه را برای ما بفرستید تا کمک کنیم. ارزان ترین راه، پرسیدن قبل از خرید است.

نکات نصب انواع فلنج برای جلوگیری از نشتی

حتی بهترین فلنج هم اگر درست نصب نشود نشتی می دهد. این نکات حاصل تجربه نصب در پروژه های مختلف است:

هم راستایی را قبل از بستن پیچ ها چک کنید

دو فلنج باید بدون نیروی اضافه روبه روی هم قرار بگیرند. اگر برای جا انداختن پیچ ها مجبورید لوله را با اهرم بکشید، یعنی خط هم راستا نیست و این تنش بعدا خودش را به شکل نشتی یا ترک نشان می دهد. اصلاح هم راستایی باید با تنظیم ساپورت ها انجام شود، نه با زور پیچ ها.

سطح پیشانی و واشر را بررسی کنید

هر خراش شعاعی روی پیشانی، مسیری برای نشتی است. قبل از نصب، سطح را تمیز کنید و از سالم بودن آن مطمئن شوید. واشر هم باید نو باشد؛ استفاده دوباره از واشری که یک بار فشرده شده، تقریبا همیشه دردسر درست می کند.

پیچ ها را ستاره ای و مرحله ای سفت کنید

پیچ ها را هرگز به ترتیب دور تا دور سفت نکنید. ترتیب درست، ضربدری یا ستاره ای است: هر پیچ را با پیچ روبه رویش سفت کنید. کار را هم در سه مرحله انجام دهید: ابتدا حدود 30 درصد گشتاور نهایی، بعد 60 درصد و در آخر 100 درصد. در پایان یک دور کامل دیگر همه پیچ ها را با گشتاور نهایی چک کنید. این روش باعث می شود واشر یکنواخت فشرده شود.

بعد از راه اندازی دوباره چک کنید

در خطوطی که دمای بالا دارند، بعد از اولین گرم شدن خط، پیچ ها کمی شل می شوند. یک بار سفت کردن مجدد بعد از 24 ساعت کار، جلوی بسیاری از نشتی های بعدی را می گیرد.

اشتباهات رایج در خرید و استفاده از انواع فلنج

• یکی گرفتن سایز لوله و سایز فلنج بدون بررسی: سایز اسمی 2 اینچ یعنی لوله با قطر خارجی 60.3 میلی متر. اگر لوله شما از استاندارد دیگری است، قطر داخلی فلنج ممکن است با آن هماهنگ نباشد.
• قاطی کردن استانداردها: بستن فلنج ANSI به DIN، بدون این که ابعاد را چک کنید.
• بی توجهی به ضخامت دیواره در فلنج گلودار: گلویی فلنج باید با ضخامت دیواره یا اسکجول لوله هماهنگ باشد، وگرنه جوش لب به لب درست انجام نمی شود.
• استفاده از فلنج فولادی در محیط خورنده برای صرفه جویی کوتاه مدت.
• سفت کردن بیش از حد پیچ ها: این کار واشر را له می کند و دقیقا برعکس انتظار، نشتی ایجاد می کند.
• فراموش کردن فلنج کور برای انشعاب های آینده و بستن موقت آن ها با روش های غیر استاندارد.

شیرهای بین فلنجی؛ وقتی شیر و فلنج با هم کار می کنند

بخشی از شیرها، به خصوص شیرهای پروانه ای و برخی شیرهای توپی، بین دو فلنج قرار می گیرند و با پیچ های بلند بین آن ها مهار می شوند. این روش فضای کمتری می گیرد و تعویض شیر را راحت تر می کند. اگر در خط تان به چنین شیری نیاز دارید، شیر توپی بین فلنجی فولادی و شیر توپی آلفا بین فلنجی از 1 1/4 تا 6 اینچ موجود هستند. برای شناخت بهتر این شیرها هم مقاله شیر توپی را پیشنهاد می کنیم.

سوال های رایج درباره انواع فلنج

فلنج اسلیپن بهتر است یا گلودار؟

هیچ کدام به طور مطلق بهتر نیست. برای کارهای ساختمانی، آبرسانی و فشارهای معمولی اسلیپن اقتصادی تر و کاملا کافی است. برای فشار و دمای بالا، لرزش و سیالات خطرناک، گلودار انتخاب درست است.

آیا می شود فلنج استیل را به لوله فولادی جوش داد؟

از نظر جوشکاری با الکترود مناسب ممکن است، اما به دلیل خوردگی گالوانیک توصیه نمی کنیم. بهتر است جنس فلنج و لوله یکی باشد.

عدد کلاس 150 یعنی فلنج 150 بار فشار تحمل می کند؟

خیر. کلاس 150 یک رده فشار است و برای فولاد کربنی در دمای محیط حدود 19 بار فشار کاری مجاز دارد که با افزایش دما کمتر می شود.

واشر فلنج را چند وقت یک بار عوض کنیم؟

هر بار که اتصال باز می شود، واشر باید عوض شود. اگر اتصال باز نشود و نشتی نداشته باشد، نیازی به تعویض دوره ای نیست.

جمع بندی انواع فلنج

انتخاب فلنج وقتی ترسناک به نظر می رسد که همه پارامترها را با هم ببینید. اما اگر قدم به قدم جلو بروید، یعنی اول شرایط کار، بعد استاندارد، کلاس فشار، روش اتصال، جنس و در آخر نوع پیشانی و واشر، به راحتی به گزینه درست می رسید. برای دیدن همه محصولات این دسته به دسته فلنج فروشگاه نوین استیل سر بزنید و اگر سوالی دارید، قبل از خرید با ما تماس بگیرید تا کمک کنیم بهترین انتخاب را داشته باشید.