استاندارد ابعادی و آلیاژی فلنج های فولادی چگونه است؟

فلنج‌ها قطعات پر کاربرد برای برقراری اتصالات قسمت‌های مختلف مورد استفاده در لوله‌کشی هستند. آشنایی با جدول استاندارد فلنج‌ها برای درک اندازه‌های قسمت‌های مختلف یک فلنج و آگاهی به مورد کاربرد و استفادهٔ آنها در صنعت، دارای اهمیت زیادی بوده و می تواند راهگشای خوبی برای خرید فلنج مناسب باشد.

در ابتدا لازم است بدانیم که فلنج چیست و انواع آن کدام هستند تا پس از آن بتوانیم سراغ جدول استاندارد فلنج‌ها برویم. در تعریفی ساده، فلنج‌ها را می‌توان به صورت زیر معرفی کرد:

فلنج‌ها قطعاتی فولادی به شکل دیسک هستند که به راحتی از هم جدا می‌شوند و دارای انواع مختلفی نیز هستند که هرکدام خصوصیات ویژه خود را دارند. فلنج‌ها در واقع یکی از اتصال دهنده‌های انواع مختلف لوله‌ها، شیرآلات و تجهیزات صنعت لوله‌کشی هستند و به طور کلی از سه قسمت اصلی زیر تشکیل شده‌اند:

• بدنه فلنج
• گسکت مناسب(آب‌بند)
• پیچ و مهره

دسته‌بندی فلنج‌ها

• از نظر سطح انواع سطح صاف، سطح برآمده، شیار و زبانه‌ای و رینگی دسته بندی می شود.
• از لحاظ طراحی فلنج گلودار، فلنج ساکت ولد،فلنج اسلیپان، فلنج لپ جوینت، فلنج رزوه ای و فلنج کور نیز از انواع فلنج‌ها هستند.

کاربرد فلنج‌ها بسیار وسیع بوده اما به طور خلاصه می‌توان گفت که فلنج‌ها در مکان‌هایی که در آن لوله‌ها، ابزار دقیق، شیرها و دیگر تجهیزات مورد استفاده قرار می‌گیرند، به میزان زیادی به کار می‌روند. در ادامه با انواع استاندار فلنج‌ها آشنا می‌شویم.

استاندارد فلنج چیست؟

برای سهولت عملکرد و تعویض، فلنج‌ها در ابعاد استاندارد طراحی می‌شوند. استانداردهای زیادی در سطح بین‌المللی برای فلنج‌ها وجود دارد. استانداردهای متداول بین‌المللی شامل این استانداردها هستند:

•  ASME/ASA
•  PN/DIN
•  BS 10
•  GIS/KS

از سال 1996 انتشار استاندارد، ANSI B16.5 متوقف و از آن به بعد استاندارد ASME B16.5 منتشر شد. در بیشتر موارد، استانداردها در راستا و مطابق با استاندارد ISO هستند. در عین حال بعضی از استانداردها با استاندارد ISO متفاوت‌اند، برای مثال یک فلنج با استاندارد ASME با فلنج ISO مطابقت ندارد.

علاوه بر این بیشتر فلنج‌ها در هر استانداردی به کلاسه‌ای فشاری تقسیم‌بندی می‌شوند و به فلنج‌ها اجازه می‌دهند تا در طیف فشارهای مختلف استفاده شوند. کلاسه‌ای فشاری فلنج‌ها، فشار و دمای متفاوتی را برای آلیاژهای مختلف معین می‌کند.

جدول ابعادی فلنج ساکت ولد کلاس 150

معرفی چند استاندارد فلنج

 ANSI : مؤسسه ملی استاندارد آمریکا

مؤسسه استانداردهای ملی آمریکا، ANSI در سال 1918 تأسیس شد. در آن زمان بسیاری از شرکت‌ها و سازمان‌های فنی حرفه‌ای در ایالات متحده آمریکا کار استاندارد سازی را آغاز کرده بودند، اما به دلیل نبود هماهنگی بسیاری از تناقض‌ها وجود داشت. به‌منظور بهبود بیشتر از کارایی، صدها انجمن علمی و فناوری، انجمن‌ها و سازمان‌ها همه معتقد بودند که ایجاد یک سازمان استانداردسازی خاص و تدوین استانداردهای عمومی یکپارچه ضروری است، سپس ANSI ساخته شد.

ASTM: انجمن آمریکایی آزمایش و مواد

انجمن آمریکایی آزمایش و مواد، در دهه 1880، به‌منظور حل نظرات مختلف بین خریداران و تأمین‌کنندگان در روند خرید و فروش برخی از افراد پیشنهاد کردند که یک سیستم کمیته فنی ایجاد کنند.

تجربه کمیته ملی نمایندگان بخش‌های مختلف را برای مشارکت در سمینارهای فنی برای بحث و حل مشخصات مربوط، روش‌های آزمون و سایر موارد بحث‌انگیز سازمان می‌دهد. اولین جلسه IATM در سال 1882 در اروپا برگزار شد، جایی که کمیته کاری تشکیل شد.

 ASME: انجمن مهندسان مکانیک آمریکا

 

(ASMT) به طور عمده در تدوین مشخصات و استانداردهای عملکرد مربوط به مواد، محصولات، سیستم ها و خدمات و انتشار دانش مربوط فعالیت می‌کند. استانداردهای ASTM توسط کمیته های فنی تدوین و توسط گروه های کاری استاندارد تهیه می شود.
در حال حاضر، استانداردهای ASTM به 15 دسته تقسیم می‌شوند (بخش)، منتشر شده در جلد، طبقه‌بندی استاندارد و زیر جلد به شرح زیر است:

• محصولات فولادی
•  فلزات غیر آهنی
• روش‌های آزمون و روش‌های تجزیه و تحلیل مواد فلزی
• مصالح ساختمانی
• فرآورده های نفتی، روان‌کننده ها و سوخت های فسیلی
• رنگ‌ها، پوشش های مربوط و ترکیبات معطر
• منسوجات و مواد
• لاستیک
• پلاستیک
• مقره های الکتریکی و محصولات الکترونیکی
• فناوری آب و محیط زیست
• انرژی هسته ای، انرژی خورشیدی
• ابزارها و روش‌های آزمون عمومی
• محصولات عمومی صنعتی، محصولات شیمیایی ویژه و مواد مصرفی
• تجهیزات و خدمات پزشکی

استاندارد فلنج‌های آمریکایی و اروپایی

همانطور که گفته شد استاندارد فلنج‌های مختلفی در جهان وجود دارد. برای اینکه کارکرد و قابلیت تعویض آن برای کاربر آسان باشد ابعاد آن به صورت کاملا استاندارد طراحی شده است. استاندارد فلنج در ابعاد اروپایی استاندارد ابعادی و آلیاژی فلنج‌ها در آمریکا، مطابق استاندارد ASME و ANSI است که در ادامه به آن پرداخته‌ایم:

دسته‌بندی‌های استاندار ASME

استاندارد ASME فلنج‌ها را این‌گونه دسته‌بندی می‌کند :

• فلنج‌های با سطح صاف (FLAT FACE) را در دو کلاس250 و 125
• فلنج‌های رینگی(Ring-Joint)، شیار و زبانه ای (Tongue&Groove) و فلنج‌های با سطح برآمده (Raised-Face) را در کلاسه‌ای 150-300-600-900-1500-2500

استاندارد ASME برای ابعاد فلنج‌ها

استاندارد ASME B16.5, ASME B16.47 برای طراحی ابعادی فلنج‌ها می باشد. این فلنج‌ها معمولا از متریال فورج شده ساخته شده و سطح ماشین کاری شده دارند.

• استاندارد ASME B16.5 ابعاد فلنجهای با ½NPS تا NPS 24 اینچ را معین می‌کند.
• استاندارد ASME B16.47 ابعاد فلنج‌های با NPS 26 تا NPS 60 را مشخص می‌نماید.
• استاندارد B 16.5 فلنج‌ها را به کلاسه‌ای 150-300-600-900-1500 و استاندارد B 16.47 فلنج‌ها را به کلاسه‌ای 75-150-300-600-900 دسته بندی می‌کند.

اگرچه این کلاس ها به معنای حداکثر فشار قابل تحمل بر حسب Psi نیست، حداکثر فشار به متریال و دمای فلنج بستگی دارد. برای مثال ماکزیمم فشار فلنج کلاس 150 برابر با 285 psi است و حداکثر فشار فلنج کلاس 150 برابر 740 psi است که هر دو برای آلیاژهای استاندارد ASTM A105 و دمای کمتر از 100 فارنهایت است. انوع واشر و نوع پیچ به طور کلی توسط استاندارد (ها) مشخص می شود. این فلنج‌ها توسط کدهای لوله ASME از قبیل ASME B31.1 Power Piping و ASME B31.3 Process Piping به رسمیت شناخته شده است.

استاندارد آلیاژ فلنج‌ها

آلیاژ فلنج‌ها معمولاً مطابق استاندارد ASTM است. که در این بین به استانداردهای زیر باید اشاره کرد:

• ASTM A105 برای اجزا فورج شده کربن استیل سیستم لوله کشی
• ASTM A266 برای اجزا فورج شده کربن استیل جهت مخازن تحت فشار
•  ASTM A182 برای فلنج‌های فورج شده استنلس استیل
• استاندارد ASTM A105 مشخصات آلیاژی اجزا سیستم لوله کشی که با روش فورج تولید می‌شوند را پوشش می‌دهد. این استاندارد برای دماهای پایین و بالا قابل اعمال است و می‌تواند برای فلنج‌ها، شیرها و سایر اجزای مشابه استفاده شود. اجزای با درجه ی فورجینگ بالاتر مطابق با استاندارد ASTM A266 طراحی و مشخص می‌شوند. البته این استاندارد شامل لوله‌ها و مخازن تحت فشار نمی شود.

اگرچه این استاندارد بعضی از اقلام سیستم لوله کشی تولید شده از شمش و بعضی از محصولات تیوبی بدون درز را پوشش می دهد ، اما محصولات خام تولید شده از این اشکال را پوشش نمی دهد.

تفاوت ANSI و ASME

استاندارد فلنج ASME تمایل بیشتری به تنظیم کدها و استانداردهای مربوط به دستگاه‌های مکانیکی دارد. درحالی‌که ANSI استانداردهای مربوط به محصولات، فرایندها، سیستم‌ها، خدمات و منابع ایالات متحده را اعتبار می‌دهد. (ANSI) در سال 1918 تأسیس شد درحالی‌که ASME در سال 1880 تأسیس شد. طراحی ANSI فلنج بر اساس حدود ۹۵۰۰ استانداردهاست درحالی‌که فلنج ASME برای ماشین‌آلات مختلف با کد ۶۰۰ استانداردهای تولید است. تمرکز صنعت متفاوت است، بنابراین استانداردهای اتخاذ شده متفاوت است.

API ، ASTM و(ASME) همگی اعضای ANSI هستند. (ASME) کار خاصی انجام نمی دهد. آزمایش‌ها و کار فرمول سازی تقریباً همه توسط ANSI و ASTM انجام شده است(ASME) فقط مشخصات مربوط به استفاده خود را به رسمیت می شناسد، بنابراین ما اغلب شاهد تکرار اعداد استاندارد هستیم که در واقع یکسان هستند.

استاندارد فلنج در ابعاد اروپایی EN / DIN

اکثر کشورهای اروپایی عموما فلنج‌ها را مطابق استاندارد DIN/ EN 1092فلنج های ضد زنگ نصب می کنند. شبیه به فلنج ASME، فلنج EN1092-1 که فولادی و ضد زنگ می باشد، دارای چندین طرح مختلف می باشد.

با توجه به اشکال اروپایی، شکل های مختلف نشان داده که در جدول زیر برای فلنج‌های متفاوت نمایش داده شده است:

Design According to EN Type According to DIN
Weld Neck Flange Type 11 DIN 2627 – DIN 2638
Blind Flange Type 05 DIN 2527
Threaded Flange Type 12 DIN 2558, DIN 2565 – DIN 2569
Flat Flange Type 01 DIN 2573, DIN 2576
Lapped Flange Type 02 & Type 04 DIN 2641, DIN 2642, DIN 2655, DIN 2656

DIN EN 1092-1

جمع‌بندی:
به‌طورکلی فلنج‌ها در ابعاد و آلیاژهای متفاوتی ساخته می‌شوند و هدف از این امر سهل شدن کار با آنها است و بدین منظور استانداردهای جهانی متفاوتی نیز به وجود آمده است.

منبع: hangxinflange