فلنج ها یکی از مهم ترین قطعات برای اتصال بخش های مختلف در صنایعی که به انتقال سیالات توسط لوله کشی نیاز دارند نظیر صنایع نفت و گاز، پتروشیمی و … هستند. برای بستن فلنج ها از پیچ و مهره هایی استفاده می شود که در این مقاله به بررسی پیچ های مورد استفاده برای بستن فلنج ها خواهیم پرداخت اما پیش از آن بهتر است کمی بیشتر با فلنج ها آشنا شویم.
فلنج ها به زبان ساده قطعاتی به شکل دیسک و دارای چند سوراخ هستند تا همان طور که در ابتدا گفتیم، برای اتصال انواع لوله ها و قطعات، مورد استفاده قرار گیرند. فلنج ها معمولاً از جنس فولادند و برتری که نسبت به سایر روش های اتصال دارند این است که قابلیت جداسازی راحت و ساده تری در مقایسه با بقیه دارند یعنی می توان به راحتی آن ها را باز و بسته کرد.
فلنج ها انواع مختلفی دارند که هر کدام شکل ظاهری، اندازه، ویژگی و کاربرد متفاوتی را دارند.
پرکاربردترین فلنج های مورد استفاده در صنایع عبارت اند از:
از مهم ترین ویژگی ها هنگام بستن فلنج ها، می توان به این موضوع اشاره کرد که معمولاً وقتی دو عدد لوله که به یکدیگر جوش داده اند را بخواهیم از هم جدا کنیم، باید برشکاری انجام دهیم که کار آسانی نیست در صورتی که با استفاده از فلنج ها، به این دلیل که اتصال توسط انواع پیچ و مهره ها انجام می شود، می توان با صرفاً باز و بسته کردن پیچ و مهره ها جداسازی را به راحتی انجام دهیم.
روند اتصال توسط فلنج ها به طور خلاصه به شرح زیر است:
حال می خواهیم پیچ های مورد استفاده برای بستن فلنج ها در مرحله سوم را دقیق تر بررسی کنیم.
اگر کار ما شامل قرار دادن تجهیزات در کنار هم، بستن فلنج به لوله یا دیگر اتصالات پیچ دار روی تجهیزات دیگری است، باید بدانیم که تا زمانی که تمام پیچ و مهره ها به درستی انتخاب و نصب نشده باشند، کار کامل نیست پس مهم است که انواع پیچ ها را بشناسیم و با توجه به شرایط، بهترین مدل را انتخاب کنیم.
تعداد پیچ و مهره های مورد نیاز برای بستن فلنج با تعداد سوراخ های روی فلنج مرتبط است اما قطر و طول این پیچ ها بستگی به نوع فلنج و کلاس فشار آن دارد که طول پیچ در استاندارد ASME B16.5 تعریف شده است. اگر پیچ هایی که برای بستن فلنج ها به کار می بریم، کوتاه باشند باعث می شود که مهره ها به طور کامل روی پیچ ها قرار نگیرند. از طرفی چون فلنج ها طوری طراحی شده اند که ترکیب پیچ و مهره ها نیروها را روی فلنج نگه می دارند، پس اگر مهره فقط تا حدی روی پیچ چفت شده باشد، اتصال ممکن است به اندازه کافی قوی و مناسب نباشد.
رزوه های پیچ و مهره نیز در استاندارد ASME B1.1 Unified Inch Screw Threadمعرفی شده اند. متداول ترین مدل رزوه، یک فرم متقارن با مشخصات V است که در آن زاویه ی 60 درجه داریم. مزیت مدل های متقارن این است که در قیاس با مدل های نامتقارن، تولید و رسیدگی به آنها راحت تر است.
پیچ ممكن است از یك طرف رزوه شده باشد كه در این صورت به آن Bolt گفته می شود و در این حالت، طرف دیگر آن دارای سر 6 گوش یا ۴ گوش مخصوص آچار است و به یك مهره (Nut) نیاز دارد اما اگر پیچ سرتاسرش رزوه شده (Stud Bolt) باشد، به دو مهره نیاز خواهد بود.
مهره های شش گوش در استاندارد ASME B18.2.2 و در ASME B1.1 تعریف شده اند. بسته به نیازهای مشتری، مهره ها باید هر دو سمت کج بر یا در غیر این صورت از یک طرف دارای واشر باشند.
مواد به کار برده شده برای ساخت پیچ و مهره ها در استانداردهای مختلف ASTM تعریف و توسط درجات مختلف (Grade) نشان داده شده اند. درجات پرکاربرد، A193 وA194 هستند.
ASTM A193 در واقع پیچ و مهره هایی که از جنس آلیاژ و فولاد ضد زنگ هستند که برای بستن فلنج ها، سوپاپ ها، مخازن تحت فشار و اتصالات در دمای بالا یا فشار بالا کاربردی اند.
ASTM A194 انواع مهره های فولادی ضد زنگ کربن، آلیاژی، مارتنزیتی و استنیتی را شامل می شود. این مهره ها برای فشارهای قوی یا درجه حرارت بالا و یا هر دو به کار گرفته می شوند.
حال که تمام موارد را شرح دادیم می توان به کمک استانداردهای جدول زیر بهترین پیچ و مهره را برای بستن فلنج ها انتخاب کرد.
دما | فلنج ها | درجه tread rod | درجه مهره |
649° تا 815°C | ASTM A182 Gr. F304H, F316H |
A193 Gr.B8 Class1 | A194 Gr.8A |
538° تا 648°C | ASTM A182 Gr.F11, F22 |
A193 Gr.B8 Class1 | A194 Gr.8A |
428° تا 537°C | ASTM A182 Gr.F11, F22 |
A193 Gr.B16 | A194 Gr.2H |
-29° تا 427°C | ASTM A105 | A193 Gr.B7 | A194 Gr.2H |
-46° تا -30°C | ASTM A350 Gr.LF2 |
A320 Gr.L7 | A194 Gr.7 |
-101° تا -47°C | ASTM A350 Gr.LF3 |
A320 Gr.L7 | A194 Gr.7 |
-195° تا102°C | ASTM A182 Gr. F304, F304L, F316, F316L, F321, F347 |
A320 Gr.B8 Class2 | A194 Gr.8A |