صورت های فلنجی

فلنج فیس چیست؟

انواع مختلف سطوح فلنج به عنوان سطوح تماس برای قرار دادن مواد واشر آب بندی استفاده می شود. ASME B16.5 و B16.47 انواع مختلفی از روکش‌های فلنج را تعریف می‌کنند، از جمله صورت برجسته، روکش‌های بزرگ نر و ماده که دارای ابعاد یکسانی هستند تا سطح تماس نسبتاً بزرگی را ایجاد کنند.

سایر روکش‌های فلنجی که تحت این استانداردها قرار می‌گیرند شامل روکش‌های زبانه و شیار بزرگ و کوچک و روکش حلقه‌ای مخصوص واشرهای فلزی از نوع اتصال حلقه‌ای است.

صورت برجسته (RF)

فلنج Raised Face رایج ترین نوع مورد استفاده در کاربردهای کارخانه فرآیند است و به راحتی قابل شناسایی است. از آن به عنوان یک صفحه برجسته یاد می شود زیرا سطوح واشر بالای صفحه دایره پیچ و مهره بلند شده است. این نوع چهره امکان استفاده از ترکیب گسترده ای از طرح های واشر، از جمله انواع ورق حلقه مسطح و کامپوزیت های فلزی مانند زخم مارپیچی و انواع ژاکت دوبل را می دهد.

هدف فلنج RF متمرکز کردن فشار بیشتر بر روی یک ناحیه واشر کوچکتر و در نتیجه افزایش قابلیت مهار فشار در اتصال است. قطر و ارتفاع در ASME B16.5 با کلاس فشار و قطر تعریف شده است. درجه فشار فلنج ارتفاع صفحه برجسته را تعیین می کند.

روکش معمولی صفحه فلنج برای فلنج های RF ASME B16.5 125 تا 250 µin Ra (3 تا 6 µm Ra) است.

قد بلند شده صورت

برای اندازه گیری ارتفاع H و B همه ابعاد فلنج های شرح داده شده در این وب سایت، به استثنای فلنج Lap Joint، درک و به خاطر سپردن موارد زیر مهم است:

در کلاس های فشار 150 و 300، ارتفاع صورت برآمده تقریباً 1.6 میلی متر (1/16 اینچ) است. در این دو کلاس فشار، تقریباً تمام تامین کنندگان فلنج، در کاتالوگ یا بروشور خود، ابعاد H و B را شامل ارتفاع صورت برجسته نشان می دهند. ((شکل 1))

در کلاس های فشار 400، 600، 900، 1500 و 2500، ارتفاع صورت برآمده تقریباً 6.4 میلی متر (1/4 اینچ) است. در این کلاس های فشار، اکثر تامین کنندگان ابعاد H و B را بدون احتساب ارتفاع صورت برجسته نشان می دهند. (شکل 2)

صورت صاف (FF)

فلنج Flat Face دارای یک سطح واشر در همان صفحه با صفحه دایره پیچ است. کاربردهایی که از فلنج های صفحه تخت استفاده می کنند اغلب مواردی هستند که در آن فلنج جفت یا اتصالات فلنجی از یک ریخته گری ساخته می شود.

فلنج های صفحه تخت هرگز نباید به فلنج های صورت برجسته متصل شوند. ASME B31.1 می گوید که هنگام اتصال فلنج های چدنی صفحه تخت به فلنج های فولادی کربنی، سطح برجسته روی فلنج فولاد کربنی باید برداشته شود و واشر تمام وجه لازم است. این کار برای جلوگیری از فنر شدن فلنج چدنی نازک و کوچک در شکاف ناشی از صفحه برجسته فلنج فولاد کربنی است.

اتصال نوع حلقه (RTJ)

فلنج های Ring Type Joint معمولاً در خدمات فشار بالا (کلاس 600 و بالاتر) و/یا خدمات با دمای بالا بالای 800 درجه فارنهایت (427 درجه سانتیگراد) استفاده می شوند. آنها دارای شیارهایی بر روی صورت خود هستند که واشرهای حلقه فولادی دارند. فلنج ها زمانی که پیچ و مهره های سفت شده مهر و موم می شوند، واشر بین فلنج ها را به داخل شیارها فشرده می کنند، واشر را تغییر شکل می دهند (یا سکه می کنند) تا تماس صمیمی در داخل شیارها ایجاد شود و آب بندی فلز به فلز ایجاد شود.

فلنج RTJ ممکن است دارای یک صفحه برجسته با یک شیار حلقه ای باشد که در آن ماشین کاری شده است. این صورت برجسته به عنوان هیچ بخشی از ابزار آب بندی عمل نمی کند. برای فلنج های RTJ که با واشر حلقه ای مهر و موم می شوند، ممکن است وجه های برجسته فلنج های متصل و سفت شده با یکدیگر تماس داشته باشند. در این حالت واشر فشرده بار اضافی فراتر از کشش پیچ را تحمل نمی کند، ارتعاش و حرکت نمی تواند واشر را بیشتر خرد کند و کشش اتصال را کاهش دهد.

نوع حلقه واشرهای مشترک

واشرهای Ring Type Joint حلقه های آب بندی فلزی هستند که برای کاربردهای فشار بالا و دمای بالا مناسب هستند. آنها همیشه روی فلنج های ویژه و همراه اعمال می شوند که آب بندی خوب و قابل اعتماد را با انتخاب صحیح پروفیل ها و مواد تضمین می کند.

واشرهای مفصلی نوع حلقه برای مهر و موم شدن با "تماس اولیه خط" یا عمل گوه زدن بین فلنج جفت و واشر طراحی شده اند. با اعمال فشار بر روی رابط آب بند از طریق نیروی پیچ، فلز "نرم تر" واشر به ساختار ریز مواد فلنج سخت تر جریان می یابد و یک مهر و موم بسیار محکم و کارآمد ایجاد می کند.

بیشترین نوع کاربردی سبک استRحلقه ای که مطابق با ASME B16.20 ساخته شده است و با فلنج های ASME B16.5، کلاس 150 تا 2500 استفاده می شود. اتصالات نوع حلقه "R" در هر دو پیکربندی بیضی و هشت ضلعی تولید می شوند.

راهشت ضلعیحلقه دارای راندمان آب بندی بالاتری نسبت به بیضی است و واشر ترجیحی خواهد بود. اما در شیار ته گرد نوع قدیمی فقط می توان از مقطع بیضی استفاده کرد. طراحی شیار پایین تخت جدیدتر، مقطع بیضی یا هشت ضلعی را می پذیرد.

اتصالات نوع حلقه R برای آب بندی فشار تا 6250 psi مطابق با درجه بندی فشار ASME B16.5 و تا 5000 psi طراحی شده اند.

R بیضی

R هشت ضلعی

RX

BX

راRXنوع برای فشار تا 700 بار مناسب است. این RTJ قابلیت آب بندی خود را دارد. سطوح آب بندی بیرونی اولین تماس را با فلنج ها برقرار می کند. فشار بیشتر سیستم باعث افزایش فشار سطحی می شود. نوع RX با مدل های استاندارد R قابل تعویض است.

راBXنوع برای فشارهای بسیار بالا تا 1500 بار مناسب است. این اتصال حلقه ای با انواع دیگر قابل تعویض نیست و فقط برای فلنج ها و شیارهای BX نوع API مناسب است.

سطوح درزگیر روی شیارهای مفصل حلقه باید به صورت صاف تا 63 میکرو اینچ تکمیل شده و عاری از برجستگی های نامطلوب، ابزار یا علائم پچ پچ باشد. آنها با اعمال نیروهای فشاری توسط یک تماس اولیه خط یا یک عمل گوه‌بندی مهر و موم می‌شوند. سختی رینگ باید همیشه کمتر از سختی فلنج ها باشد.

انتخاب مواد

جدول زیر متداول ترین مواد مورد استفاده برای اتصالات نوع حلقه را نشان می دهد.

زبانه و شیار (T&G)

وجه زبانه و شیار این فلنج ها باید مطابقت داشته باشند. یک صفحه فلنج دارای یک حلقه برجسته (زبان) است که روی صفحه فلنج ماشین کاری شده است در حالی که فلنج جفت دارای یک فرورفتگی (Groove) منطبق بر روی صورت آن است.

روکش های زبانه و شیار در هر دو نوع بزرگ و کوچک استاندارد شده اند. تفاوت آنها با نر و ماده در این است که قطرهای داخلی زبانه و شیار به سمت پایه فلنج امتداد نمی یابد، بنابراین واشر روی قطر داخلی و خارجی آن حفظ می شود. اینها معمولاً روی درپوش های پمپ و کلاه های سوپاپ یافت می شوند.

اتصالات زبانه و شیار نیز دارای مزیتی هستند که به صورت خود تراز هستند و به عنوان یک مخزن برای چسب عمل می کنند. مفصل روسری محور بارگذاری را در راستای مفصل نگه می دارد و نیازی به عملیات ماشینکاری عمده ندارد.

صفحات فلنج عمومی مانند RTJ، TandG و FandM هرگز نباید به یکدیگر پیچ شوند. دلیل این امر این است که سطوح تماس با یکدیگر مطابقت ندارند و واشر وجود ندارد که در یک طرف یک نوع و در طرف دیگر نوع دیگری وجود داشته باشد.

مرد و زن (M&F)

با این نوع فلنج ها نیز باید مطابقت داشته باشند. یک صفحه فلنج دارای ناحیه ای است که فراتر از صفحه فلنج معمولی (نر) گسترش می یابد. فلنج دیگر یا فلنج جفتی دارای یک فرورفتگی مطابق (ماده) است که روی صورت آن ماشینکاری شده است.

صورت زن 3/16 اینچ عمق دارد، صورت مرد 1/4 اینچ ارتفاع دارد و هر دو صاف هستند. قطر بیرونی صورت زن برای قرار دادن و نگه داشتن واشر عمل می کند. در اصل 2 نسخه موجود است. فلنج های کوچک M&F و فلنج های بزرگ M&F. روکش های نر و ماده سفارشی معمولاً در پوسته مبدل حرارتی برای کانال و پوشش فلنج ها یافت می شوند.

مزایا و معایب صفحات فلنج T&G و M&F

مزایا
خواص آب‌بندی بهتر، محل دقیق‌تر و فشرده‌سازی دقیق‌تر از مواد آب‌بندی، استفاده از سایر مواد آب‌بندی مناسب‌تر و خاص‌تر (O-rings).

معایب
در دسترس بودن تجاری و هزینه. صورت برآمده معمولی هم در مورد شیرها، فلنج ها و مواد آب بندی بسیار رایج تر و آماده تر است. پیچیدگی دیگر این است که برخی از قوانین سفت و سخت باید در طراحی لوله‌کشی اعمال شود. آیا به شیرها دستور می دهید که انتهای هر دو طرف ماده باشند، یا شاید در یک طرف، در این صورت تمام انتهای نر را در جهت جریان یا چه چیزی قرار می دهید. البته همین امر در مورد هر اتصال فلنج دار / اتصال کشتی صدق می کند.