فلنج لپ جوینت ((Lap Joint Flange معمولاً همراه با قطعهای به نام استاب اند (Stub End) به کار میرود و چون قابلیت چرخش و تنظیم موقعیت دارد، برای مواردی که نیاز به باز و بسته کردن مکرر لولهها هست، گزینهای عالی محسوب میشود. یکی از ویژگیهای مهم این فلنج، امکان استفاده از مواد مقاوم برای قسمتهایی است که در تماس مستقیم با سیال قرار دارند، به همین دلیل در سیستمهای حساس یا خورنده مثل صنایع نفت و گاز و پتروشیمی کاربرد زیادی دارد. در مجموع، سادگی و کارآمدی این نوع فلنج آن را به انتخابی محبوب در میان مهندسان تبدیل کرده است.
برای سفارش و خرید انواع فلنج لپ جوینت با کارشناسان فروش کیسان تماس بگیرید: ۰۲۱۲۶۷۰۵۰۱۴
ساختار فلنج لپجوینت
استاب اند (Stub End):
این بخش به لوله جوش داده میشود و مستقیماً با سیال در تماس است.
معمولاً از جنسی ساخته میشود که با خواص شیمیایی و فیزیکی سیال سازگار باشد.
لبهای گرد یا برجسته دارد که درون فلنج لپ جوینت قرار میگیرد و سطح آببندی ایجاد میکند.
فلنج لپ جوینت (Lap Joint Flange):
این قسمت بهصورت آزادانه روی استاب اند قرار میگیرد و خود به لوله جوش داده نمیشود.
چون مستقیماً در تماس با سیال نیست، میتوان آن را از مواد ارزانتر و کمهزینهتر ساخت.
به دلیل قابلیت چرخش، امکان تنظیم دقیق موقعیت سوراخهای پیچها برای اتصال آسان را فراهم میکند.
بیشتر بخوانید: فلنج چیست؟
نحوه عملکرد فلنج لپ جوینت:
- استاب اند به لوله جوش داده میشود و سپس فلنج لپ جوینت روی آن قرار میگیرد.
- هنگام اتصال به سایر فلنجها یا تجهیزات، استاب اند بهعنوان سطح آببندی عمل میکند، درحالیکه فلنج لپ جوینت فقط نقش نگهدارنده و مهار پیچها را بر عهده دارد.
- این طراحی باعث کاهش فشار مستقیم روی فلنج و افزایش طول عمر آن میشود.
مزیتهای ساختار فلنج لپ جوینت:
- جدا بودن فلنج از لوله باعث میشود بتوان فلنج را بهراحتی چرخاند و تنظیم کرد.
- استحکام و مقاومت خوبی در برابر فشار و خوردگی ارائه میدهد.
- تعویض آسان فلنج یا استاب اند بدون نیاز به تغییر کل سیستم.
بیشتر بخوانید: فلنج اسلیپون چیست؟
جنس مواد اولیه فلنج لپ جوینت:
جنس مواد اولیه در ساخت فلنج لپ جوینت و استاب اند به نوع کاربرد، نوع سیالی که منتقل میشود، و شرایط کاری مانند فشار، دما، و خوردگی بستگی دارد. در اینجا مواد رایج برای هر قسمت را بررسی میکنیم:
۱ استاب اند (Stub End):
چون استاب اند مستقیماً با سیال در تماس است، جنس آن باید با خواص شیمیایی و فیزیکی سیال سازگار باشد. مواد رایج برای ساخت استاب اند عبارتاند از:
- فولاد ضدزنگ (Stainless Steel):
پرکاربردترین ماده به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی.
مناسب برای صنایع غذایی، شیمیایی، و سیستمهای انتقال آب.
- فولاد کربنی (Carbon Steel):
اقتصادیتر است و برای سیالات غیرخورنده یا فشارهای پایینتر استفاده میشود.
معمولاً در صنایع نفت و گاز کاربرد دارد.
- آلیاژهای نیکل (Nickel Alloys):
برای سیالات بسیار خورنده و دماهای بالا.
معمولاً در صنایع شیمیایی و پتروشیمی استفاده میشود.
- پلاستیکهای مقاوم مانند PVC یا PTFE))
در سیستمهای لولهکشی شیمیایی با دما و فشار پایین.
مقاومت عالی در برابر مواد شیمیایی خورنده.
۲ فلنج لپ جوینت (Lap Joint Flange):
چون فلنج لپ جوینت مستقیماً با سیال در تماس نیست، میتوان از مواد ارزانتر استفاده کرد. مواد رایج عبارتاند از:
- فولاد کربنی (Carbon Steel): ASTM A105, A350 LF2
اقتصادیترین گزینه و مناسب برای کاربردهای عمومی.
گاهی با روکش یا آبکاری ضد خوردگی (مانند گالوانیزه یا اپوکسی) برای افزایش طول عمر استفاده میشود.
- فولاد ضدزنگ (Stainless Steel): A182 F304/F304L/F316/F316L/F321
در شرایطی که محیط خورنده باشد، مانند نزدیکی به دریا یا محیطهای صنعتی.
- چدن (Cast Iron):
مناسب برای فشارهای پایین و سیستمهای کمهزینه.
مقاومت بالا در برابر سایش.
- آلومینیوم (Aluminum):
سبک و مقاوم در برابر خوردگی، اما برای فشار و دماهای پایین.
- آلیاژهای برنز یا برنج (Bronze/Brass): ASTM A182, GR F1, F11, F22, F5, F9, F91
در سیستمهای دریایی یا کاربردهایی که نیاز به مقاومت در برابر آب شور دارند.
بیشتر بخوانید: فلنج گلودار چیست؟
انتخاب جنس مواد:
انتخاب مناسبترین ماده به عوامل زیر بستگی دارد:
- نوع سیال: خورنده یا غیرخورنده بودن سیال.
- دما و فشار: برای دماهای بالا یا فشارهای شدید معمولاً از آلیاژهای خاص استفاده میشود.
- هزینه: برای کاربردهای عمومی از مواد مقرونبهصرفه مثل فولاد کربنی استفاده میشود.
- طول عمر و نگهداری: مواد مقاومتر در برابر خوردگی و ساییدگی هزینه اولیه بالاتر اما طول عمر بیشتری دارند.
استانداردهای فلنج لپجوینت
فلنجهای لپ جوینت، مانند سایر انواع فلنجها، بر اساس استانداردهای بینالمللی طراحی و تولید میشوند تا از سازگاری و عملکرد بهینه آنها در سیستمهای لولهکشی اطمینان حاصل شود. این استانداردها شامل ابعاد، فشار قابل تحمل، مواد اولیه، و روشهای ساخت هستند.
استانداردهای بینالمللی رایج
ASME B16.5
- مربوط به فلنجها و اتصالات لولهای برای فشارهای کلاس ۱۵۰ تا ۲۵۰۰.
- این استاندارد ابعاد، تلرانسها، مواد، و فشار-دماهای مجاز را مشخص میکند.
ASME B16.47
- برای فلنجهای بزرگتر از NPS 24 (قطر نامی ۲۴ اینچ)
- این استاندارد به دو سری تقسیم میشود: سری A (برای کاربردهای با فشار بالا) و سری B (برای کاربردهای عمومیتر).
EN 1092-1
- استاندارد اروپایی برای فلنجهای فولادی و آلیاژی.
- بهطور گسترده در پروژههای بینالمللی استفاده میشود.
MSS SP-44
- مربوط به فلنجهای لولهکشی برای خطوط لوله.
- اغلب در صنایع نفت و گاز مورد استفاده قرار میگیرد.
API 605
- استاندارد انستیتوی نفت آمریکا برای فلنجهای کلاس بالا در خطوط لوله بزرگ.
ISO 7005-1
- استاندارد بینالمللی برای فلنجهای فولادی و مواد غیرآهنی.
- مشخصات مربوط به ابعاد و مواد اولیه را تعیین میکند.
بیشتر بخوانید: فلنج ساکت چیست؟
طبقهبندی فشار (Pressure Rating)
فلنجها بر اساس فشار قابل تحمل در دماهای مختلف، در کلاسهای زیر دستهبندی میشوند:
- کلاس ۱۵۰، ۳۰۰، ۶۰۰، ۹۰۰، ۱۵۰۰، و ۲۵۰۰ (ASME)
- PN (Pressure Nominal) 10، ۱۶، ۲۵، ۴۰، ۶۴، و ۱۰۰ (EN/ISO)
استانداردهای مواد اولیه فلنج لپ جوینت
انتخاب مواد اولیه بر اساس استانداردهای معتبر تضمین میکند که فلنج در شرایط کاری خاص (دما، فشار، و سیال) به درستی عمل کند. استانداردهای مربوط به مواد اولیه شامل موارد زیر است:
- ASTM A105: برای فولاد کربنی آهنگری شده.
- ASTM A182: برای فولادهای آلیاژی و فولاد ضدزنگ.
- ASTM A350: برای فولادهای کمکربن مناسب دماهای پایین.
- ASTM A216/A217: برای چدن و فولادهای ریختهگری.
ویژگیهای آببندی فلنج لپ جوینت (Facing Types)
بر اساس استانداردهای ASME و EN، فلنجهای لپ جوینت میتوانند دارای انواع آببندی زیر باشند:
- RF (Raised Face): متداولترین نوع برای بهبود آببندی.
- FF (Flat Face): برای فشارهای پایینتر.
- RTJ (Ring Type Joint): برای فشارهای بالا.
دیگر استانداردهای تکمیلی
- ASME B31.3: برای طراحی سیستمهای لولهکشی فرآیندی.
- NACE MR0175: برای مواد مقاوم در برابر سولفیدها در محیطهای خورنده.
مزایای فلنج لبجوینت
فلنج لپ جوینت یکی از بهترین انتخابها برای سیستمهای لولهکشی است که نیاز به مونتاژ و جداسازی مکرر دارند. مهمترین مزیت این فلنج، قابلیت چرخش آزادانه آن روی استاب اند است که نصب و همراستا کردن پیچها را بسیار آسان میکند. به همین دلیل در مواقعی که فضای کار محدود است یا نیاز به تعمیرات سریع وجود دارد، بسیار کاربردی است. علاوه بر این، چون خود فلنج با سیال در تماس نیست، میتوان آن را از مواد ارزانتر ساخت، در حالی که استاب اند از مواد مقاوم در برابر خوردگی ساخته میشود. این ویژگی هزینه کلی سیستم را کاهش داده و طول عمر آن را افزایش میدهد. همچنین، در صورت نیاز به تعویض، تنها فلنج یا استاب اند قابل جایگزینی است، بدون اینکه کل لوله یا سیستم آسیب ببیند.
معایب فلنج لبجوینت
با وجود مزایای فراوان، فلنج لپ جوینت برای فشارهای بسیار بالا یا سیستمهایی که نیاز به استحکام فوقالعاده دارند، مناسب نیست، زیرا استاب اند بهعنوان تنها نقطه تماس آببندی، ممکن است تحت فشار زیاد به مرور زمان دچار تغییر شکل شود. همچنین، در مقایسه با فلنجهای دیگر، فرآیند ساخت و نصب این نوع فلنج به دلیل استفاده از دو قطعه (فلنج و استاب اند) میتواند پیچیدهتر و زمانبرتر باشد. هزینه اولیه نیز به دلیل نیاز به خرید دو قطعه ممکن است کمی بیشتر باشد. با این حال، اگر شرایط کاری مناسب باشد، مزایای آن بر معایبش غلبه میکند.
بیشتر بخوانید: فلنج دنده ای چیست؟
کلاس بندی فلنجها
کلاسبندی فلنج لپ جوینت بهطور عمده بر اساس فشار کاری و استانداردهای مختلف صورت میگیرد. این کلاسها بهطور ویژه برای تعیین میزان تحمل فشار و دمای فلنجها در شرایط مختلف طراحی میشوند. در زیر، کلاسبندیهای رایج فلنج لپ جوینت آورده شده است:
۱ کلاسبندی فشار (Pressure Class)
فلنجهای لپ جوینت بهطور معمول در کلاسهای فشار مختلف تولید میشوند که به میزان تحمل فشار آنها در دماهای خاص اشاره دارند. این کلاسها عبارتند از:
- کلاس ۱۵۰ (Class 150):
این کلاس مناسب برای سیستمهای لولهکشی با فشار پایینتر است و معمولاً در سیستمهای آب، گاز، و سایر سیالات با فشار متوسط استفاده میشود. - کلاس ۳۰۰ (Class 300):
برای کاربردهای با فشار متوسط، این کلاس در صنایع پتروشیمی و نفت که فشار بالاتری نسبت به کلاس ۱۵۰ دارند، کاربرد دارد. - کلاس ۶۰۰ (Class 600):
این کلاس برای فشارهای بالاتر در خطوط لوله و سیستمهای صنعتی با نیاز به تحمل فشار زیاد طراحی شده است. - کلاس ۹۰۰ (Class 900):
برای کاربردهایی که نیاز به فشار بالا دارند و معمولاً در شرایط صنعتی حساس به فشار، مانند نیروگاهها و صنایع شیمیایی مورد استفاده قرار میگیرد. - کلاس ۱۵۰۰ (Class 1500):
این کلاس مناسب برای سیستمهایی است که نیاز به فشار بسیار بالا دارند و بیشتر در خطوط لوله تحت فشار شدید و صنایع خاص کاربرد دارد. - کلاس ۲۵۰۰ (Class 2500):
فلنجهای این کلاس برای سیستمهایی با فشار بسیار بالا طراحی شدهاند که نیاز به تحمل فشار فوقالعاده زیادی دارند.
۲ کلاسبندی دما (Temperature Class)
فلنجهای لپ جوینت همچنین میتوانند بر اساس دما به دستههای مختلف تقسیم شوند:
- کلاس دماهای پایین:
این فلنجها برای سیستمهای با دماهای پایین طراحی شدهاند و معمولاً در سیستمهایی که تحت دماهای زیر صفر درجه سانتیگراد قرار دارند، استفاده میشوند. - کلاس دماهای معمولی:
برای دماهای معمولی و کاربردهای صنعتی عمومی طراحی شده است. - کلاس دماهای بالا:
برای سیستمهایی که دماهای بسیار بالا (معمولاً بیشتر از ۳۰۰ درجه سانتیگراد) را تحمل میکنند، مانند صنایع نفت و گاز، نیروگاهها و پتروشیمیها.
۳ کلاسبندی مواد (Material Class)
فلنجهای لپ جوینت معمولاً با استفاده از مواد مختلف ساخته میشوند و این موضوع میتواند بهطور مستقیم بر کلاسبندی آنها تاثیر بگذارد:
- فولاد کربنی (Carbon Steel):
برای فشارهای پایین تا متوسط و کاربردهای عمومی. - فولاد ضدزنگ (Stainless Steel):
برای محیطهای خورنده و دماهای بالا. - آلیاژهای نیکل (Nickel Alloys):
برای محیطهای شیمیایی و شرایط خاص.
نامهای دیگر فلنج لپجوینت
فلنج لپ جوینت ممکن است با نامهای دیگری نیز شناخته شود، که بسته به منطقه، استاندارد یا کاربرد، متفاوت است. برخی از نامهای دیگر فلنج لپ جوینت عبارتند از:
- Flanged Joint
این نام در برخی از منابع برای اشاره به فلنج لپ جوینت استفاده میشود، بهویژه زمانی که به اتصال بین دو بخش لوله اشاره دارند. - Lap Joint Flange
این عبارت بهطور رایج برای اشاره به فلنج لپ جوینت در صنایع لولهکشی و اتصالات استفاده میشود. - Slip-On Flange
در برخی موارد، فلنجهای لپ جوینت ممکن است به اشتباه با فلنجهای «اسلیپ-آن» (Slip-On) اشتباه گرفته شوند، اما این دو نوع فلنج در طراحی و کاربرد متفاوت هستند. - Loose Flange
در برخی از پروژههای صنعتی، فلنج لپ جوینت بهعنوان “فلنج آزاد” (Loose Flange) نیز شناخته میشود، بهویژه زمانی که بر قابلیت جدا شدن آسان فلنج تأکید میشود.
نصب و اتصال فلنج لپ جوینت
نصب و اتصال فلنج لپ جوینت به دلیل طراحی خاص آن که شامل یک فلنج و یک استاب اند (stub end) است، فرآیندی ساده و کارآمد است. این فلنجها برای سیستمهای لولهکشی که نیاز به نصب و جداسازی مکرر دارند، بسیار مناسب هستند.
مراحل نصب فلنج لپ جوینت:
- آمادهسازی لولهها: لولهها باید بهطور دقیق برش داده و تمیز شوند تا برای نصب فلنج آماده باشند.
- نصب استاب اند: استاب اند به لوله جوش داده یا با پیچ و مهره محکم میشود.
- قرار دادن فلنج لپ جوینت: فلنج لپ جوینت روی استاب اند قرار میگیرد و بهراحتی قابل تنظیم است.
- قرار دادن واشر: واشر بین فلنج و استاب اند قرار داده میشود تا از نشتی جلوگیری کند.
- بستن پیچها و مهرهها: پیچها و مهرهها بهطور یکنواخت و متقارن بسته میشوند تا فشار یکنواخت ایجاد گردد.
- بررسی نشتناپذیری: پس از نصب، سیستم باید تحت فشار آزمایشی قرار گیرد تا از عدم نشت اطمینان حاصل شود.
تفاوت فلنج لپجوینت و اسلیپآن
فلنج لپ جوینت و فلنج اسلیپآن در نحوه اتصال به لولهها تفاوت دارند. فلنج لپ جوینت بهطور مستقیم روی استاب اند قرار میگیرد و به راحتی قابل چرخش و تنظیم است، در حالی که فلنج اسلیپآن به لوله کشیده میشود و سپس با پیچ و مهرهها به سیستم متصل میشود. به این معنی که فلنج لپ جوینت معمولاً برای نصب و جداسازی سریعتر و آسانتر مناسب است، در حالی که فلنج اسلیپآن معمولاً برای فشارهای بالاتر و کاربردهای دائمتر استفاده میشود. همچنین، در فلنج اسلیپآن، لوله باید دقیقاً به اندازه داخل فلنج قرار گیرد، در حالی که فلنج لپ جوینت نیازی به این دقت ندارد.
بیشتر بخوانید: فلنج پلی اتیلن چیست؟
موارد استفاده فلنج لپجوینت
فلنج لپ جوینت بهدلیل قابلیت نصب و جداسازی آسان، در سیستمهای لولهکشی که نیاز به تعمیرات یا باز و بسته کردن مکرر دارند، بسیار کاربردی است. این فلنجها در صنایع مختلف از جمله نفت، گاز، پتروشیمی، صنایع غذایی و دارویی استفاده میشوند. همچنین، بهویژه در خطوط لولهای که فشار نسبتا پایین دارند و نیاز به انعطافپذیری در نصب و نگهداری دارند، فلنج لپ جوینت گزینهای مناسب است. طراحی ساده و قابلیت تنظیم آن، این فلنج برای سیستمهایی که بهطور دورهای نیاز به باز و بسته شدن دارند، گزینهی مناسبی است.
در آخر، فلنج لپ جوینت بهدلیل طراحی ساده و قابلیت نصب و جداسازی آسان، یک انتخاب ایدهآل برای سیستمهای لولهکشی است که نیاز به تعمیرات دورهای و انعطافپذیری دارند. با توجه به مزایای آن در کاهش هزینهها و زمان نصب، این نوع فلنج در بسیاری از صنایع مختلف کاربرد دارد و در کنار آن، به دلیل طراحی مقاوم و قابل اعتماد، میتواند به بهبود عملکرد سیستمهای لولهکشی کمک کند. انتخاب صحیح فلنج با توجه به فشار، دما و نیازهای خاص پروژه، نقش مهمی در بهینهسازی عملکرد و طول عمر سیستم ایفا میکند.