فلنج جوشی (Welding Flange) به خانواده از فلنجهای گفته می‌شود که برای اتصال به گلوی لوله خود نیازمند عملیات جوشکاری هستند. این دسته از فلنج‌ها یکی از پرکاربردترین فلنج‌هایی هستند که در دنیای تاسیسات از آن‌ها استفاده می‌شود. از صنایع نفت و گاز گرفته تا صنایع خوراکی و یا انتقال آب و حتی گازها از این نوع فلنج‌ها استفاده میشوند.
در ادامه این مقاله به صورت دقیق‌تری به بررسی موضوع ویژگی‌های فلنجهای جوشی و سایر موضوعات وابسته به آن می‌پردازیم.
انواع فلنجهای جوشی
فلنجهای جوشی تقریباً شامل همه انواع فلنج‌ها به غیر از فلنجهای رزوه‌ای میشوند. این فلنج‌ها شامل موارد زیر هستند:
- فلنج گلودار جوشی
- فلنج ساکت ولد
- فلنج اسلیپان (Slip On)
- فلنج صاف (یا فلنجهای پیشانی)
- فلنج جوشی با پیشانی برجسته (RF)
- فلنج جوشی با پیشانی صاف
- فلنج جوشی با پیشانی رینگ جوینت
- فلنج جوشی با پیشانی زبانه و شیار دار
- فلنج تخت
نکات مهم درباره فلنجهای جوشی
فلنجهای جوشی به صورت کلی در دو گروه قرار می‌گیرند:
- فلنج‌هایی که جوش به صورت مستقیم بر روی تاج فلنج و یا در گلویی داخلی آن می‌نشیند
- فلنج‌هایی که جوش به صورت غیر مستقیم در ادامه گلویی فلنج می‌نشیند
فاصله جوشکاری می‌تواند به چند علت مهم باشد.
هرچه جوشکاری به تاج و صفحه اصلی فلنج نزدیکتر باشد، شدت گرما می‌تواند سبب ایجاد تنش در صفحه تاج فلنج شود. این تنش گرمایی میتوانند سبب مشکلاتی مانند دویدگی و یا تاب برداشتن در یک فلنج شود که این مسئله هم در نتیجه به نشتی و عدم آببندی درستی فلنج می‌انجامد.
در عین حال جوشکاری می‌تواند علاوه بر تاثیر گذاری بر روی پیشانی فلنج بر روی زاویه امتداد گلو نیز تاثیر گذار باشد. یکی از مشکلاتی که در فلنجهای جوشی اتفاع می‌افتد دویدگی و یا انحراف زاویه گلوی فلنج به خاطر عملیات جوشکاری است. اگر این تنش زیاد باشد می‌تواند در اتصال درست فلنج ایجاد مشکلاتی کند.
مزایای استفاده از فلنج جوشی
فلنجهای جوشی به خاطر خصوصیاتی که دارند، و در زیر به آن‌ها می‌پردازیم از سوی کارشناسان مورد تایید هستند:
- استفاده از فلنجهای جوشی از نظر اقتصادی مقرون به صرفه است. جوشکاری فرایندی است که نسب به فرایندهای مانند رزوه کاری هزینه کمتری دارد. به همین خاطر در اغلب خطوط بلند انتقال از این روش برای اتصال فلنج‌ها به گلوی لولهها استفاده می‌شود.
- فلنجهای جوشی نسبت به سایر روشهای اتصال از آببندی بهتری برخوردارند. اگر جوشکاری به صورت درستی انجام شود و فلنج به درستی در جای خود سوار شود. همچنین عملیات انتخاب قلم جوش، پیش گرم و خنک سازی به درستی انجام شود، فلنج جوشی به گلو بدون هیچ نشتی متصل می‌شود و به همین خاطر یک اتصال مطمئن ایجاد می‌شود.
- فلنجهای جوشی میتوانند تنشهای مکانیکی زیادی را تحمل کنند. فشار داخلی، پیچش، خمش و تکانشهایی که به لولهها وارد میشوند و همچنین تغییر دما و ایجاد انبساطها و انقباضها، همگی به خوبی توسط فلنجهای جوشی قابل مهار کردن هستند.
- فلنجهای جوشی پیاده‌سازی سریعی دارند. بر خلاف روش روزه کردن گلوها، فلنجهای جوشی به سرعت قابل پیاده‌سازی هستند. کمی تمیزکاری گلوی لوله، استفاده از یک روش پیش گرم مناسب، انتخاب یک قلم جوش مناسب جنس لوله و یک جوشکاری خوب می‌تواند یک اتصال با دوام را به شما بدهد بنابراین اگر به دنبال ایجاد یک اتصال مناسب برای سیستم خودتان هستید فلنجهای جوشی به نظر برای این کار مناسب می‌آیند.
معایبی که فلنجهای جوشی
با توجه به اینکه فلنجهای جوشی از نظر اقتصاد، مهندسی، پیاده‌سازی و مشخصات فیزیکی گزینه‌های بسیار خوبی برای بسیاری از مصارف هستند، اما با این حال هر سیستم مهندسی معایب خود را دارند.
در ادامه این مطلب ما به بررسی معایب فلنجهای جوشی و راهکارهای مقابله با آن‌ها می‌پردازیم.
- فلنجهای جوشی یکبار مصرف هستند. متأسفانه تنها راه استفاده دوباره از فلنجهای جوشی آن است که با عملیات برشکاری آن را از لوله جدا کنید. متأسفانه این عمل سبب ایجاد تنشهای مکانیکی و گرمایی مجدد و نیز مشکلات متالوژیکی در زمینه جوشکاری دوباره می‌گردد. در این زمینه هیچ راهکار خاصی وجود ندارد.
- قسمت جوشکاری شده می‌تواند توانایی لوله در برابر تحمل فشار‌های درونی را کاهش دهد. به صورت کلی جوشکاری سبب برهم خوردن ترکیب آلیاژی لوله و درنتیجه از بین رفتن خواص مکانیکی آن شود. بهترین راه مقابله با این چالش استفاده از قلم جوش مناسب با جنس لوله و بهره‌گیری از روش‌هایی مانند پیش گرم کردم، انتخاب ولتاژ مناسب جوشکاری (یا سایر روشهای جوشکاری) و در نهایت روشهای خنک کاری می‌تواند این چالش را به حداقل برساند.
- خوردگی یکی از چالشهای اساسی در مناطق جوشکاری است. جوشکاری فلنجهای جوشی همیشه با مسئله خوردگی در ناحیه جوشکاری همراه است. خوردگی می‌تواند به شکل زنگ زدگی، ایجاد مک‌های ریز و یا ترک خودش را نشان دهد. به خصوص در ناحیه‌های داخلی (و فلنجهای گلوبند) خوردگی‌های داخلی یک چالش جدی است. راهکارهای مختلفی برای مقابله با این روش وجود دارد. ساده‌ترین روش مقابله انتخاب یک روش جوشکاری پیوسته و بهره‌گیری از عامل جوشکاری مناسب است.
- تنشهای مکانیکی در فلنجهای جوشکاری یک معضل جدی هستند. فلنجهای جوشی بعد از جوشکاری به خاطر گرما ممکن است دچار دویدگی و یا انحراف زاویه در گلو شوند. این انحراف می‌تواند مشکلات جدی را در آببندی، و یا بسته شدن پیچ‌ها ایجاد کند. بهترین راه مقابله با این چالش استفاده از قید و فکیسچرهای مناسب و نیز داشتن یک برنامه حرارتی در قبل و بعد از جوشکاری است.
کاربردهای فلنجهای جوشی
فلنجهای جوشی به خاطر دارا بودن مزایای بسیار زیاد و در عین حال چالشهای مهندسی کم بسیار پر استفاده هستند. فلنجهای جوشی در صنایع نفت، آب، انتقال سیالات خوراکی و شیمیایی و نیز انتقال روغن‌های حرارتی و هیدرولیک بسیار پرکاربرد هستند. حتی در زمینه انتقال لوله‌های گاز (یا گازهای دیگر) فلنجهای جوشی یک گزینه قابل اعتنا و توجه هستند. با همه این موارد در نظر گرفتن هم‌زمان چالش‌ها و مزایا می‌تواند بهترین نتیجه را برای ما در استفاده و خرید فلنج های جوشی به ارمغان بیاورد.
