فلنج های لوله رزوه ای چیست و چگونه کار می کنند؟

فلنج لوله رزوه ای چیست؟

فلنج لوله رزوه ای - که فلنج پیچی نیز نامیده می شود - نوعی فلنج لوله است که به جای جوشکاری یا فشرده سازی مکانیکی، با استفاده از رزوه های داخلی ماشینکاری شده در سوراخ فلنج به لوله متصل می شود. رزوه های نر لوله مستقیماً با رزوه های ماده داخل هاب فلنج درگیر می شوند و اتصال مکانیکی ایمن ایجاد می کنند که می توان آن را با استفاده از ابزارهای دستی استاندارد مونتاژ و جدا کرد. این طراحی نیاز به تجهیزات جوشکاری در محل، یک جوشکار تایید شده یا مجوزهای حرارتی را برطرف می‌کند، که فلنج‌های رزوه‌دار را در محیط‌هایی که شعله‌های باز یا دمای بالا خطرات ایمنی یا انطباق را به همراه دارند، ارزشمند می‌سازد.

فلنج های رزوه ای مطابق با استانداردهای بین المللی از جمله استانداردهای ASME B16.5، ASME B16.47 و DIN تولید می شوند و در طیف گسترده ای از کلاس های فشار موجود هستند - معمولاً کلاس 150، 300، 600، و 900. آنها در فولاد کربن، فولاد ضد زنگ، فولاد ضد زنگ، 3 تا 30، فولاد ضد زنگ (30) و فولاد ضد زنگ (30) تولید می شوند. شرایط سرویس خورنده یا با دمای بالا اندازه اسمی لوله معمولاً از ½ اینچ تا 4 اینچ متغیر است که منعکس کننده محدودیت های عملی رزوه کشی لوله های با قطر بزرگتر در حالی که یکپارچگی ساختاری تحت فشار را حفظ می کند.

اتصال رشته ای چگونه کار می کند

اصل مکانیکی پشت الف فلنج رزوه ای اتصال ساده است انتهای لوله با رزوه های خارجی مخروطی یا موازی - NPT (مخروطی لوله ملی) در کاربردهای آمریکای شمالی یا BSP (لوله استاندارد بریتانیا) در بسیاری از سیستم های بین المللی بریده می شود. سوراخ فلنج با رزوه های داخلی مشابه ماشین کاری می شود. هنگامی که لوله به فلنج پیچ می شود، درگیری با رزوه یک مفصل قفل شده با اصطکاک ایجاد می کند که در شرایط عملیاتی معمولی در برابر بیرون کشیدن محوری مقاومت می کند.

رزوه های NPT مخروطی بیشترین استفاده را دارند زیرا مخروطی - 1/16 اینچ در هر اینچ رزوه - باعث می شود تا رزوه ها در حین سفت شدن به هم چسبیده شوند و به تدریج کناره های رزوه فشرده شده و مسیرهای خالی برای نشت مایع کاهش یابد. برای اطمینان بیشتر از آب بندی، ترکیبات درزگیر رزوه ای مانند نوار PTFE یا دوپ لوله بی هوازی قبل از مونتاژ روی رزوه های نر اعمال می شود. این ترکیبات شکاف های میکروسکوپی بین تاج نخ و ریشه را پر می کنند و مانع مهاجرت مایع و گاز در امتداد مارپیچ نخ می شوند. هنگامی که صفحه فلنج با یک واشر در جای خود به فلنج جفتی خود پیچ ​​می شود، کل اتصال - مفصل رزوه لوله به فلنج به اضافه مهر و موم صفحه فلنج به فلنج پیچ شده - یک مانع دو مرحله ای در برابر نشتی تشکیل می دهد.

اتصال رزوه ای به نصب و جداسازی سریع اجازه می دهد، تیم های تعمیر و نگهداری را قادر می سازد تا سیستم ها را بدون تجهیزات تخصصی عیب یابی یا ارتقا دهند، و زمان خرابی را در عملیات های حیاتی مانند پردازش شیمیایی، توزیع نفت و گاز یا تولید دارو کاهش می دهد. یک تکنسین تعمیر و نگهداری می‌تواند یک شیر فلنجی، صافی یا اتصال ابزار را با باز کردن پیچ‌های لبه‌های فلنج و باز کردن پیچ لوله جدا کند - فرآیندی که معمولاً به‌جای ساعت‌های لازم برای قطع و جوش دادن یک اتصال ثابت، چند دقیقه طول می‌کشد.

فلنج رزوه ای در مقابل سایر انواع فلنج

درک اینکه فلنج‌های رزوه‌دار در خانواده وسیع‌تری از انواع فلنج قرار می‌گیرند، به روشن شدن زمان مشخص کردن آنها و زمان مناسب‌تر بودن یک جایگزین کمک می‌کند. جدول زیر رایج ترین روش های اتصال فلنج را در معیارهای انتخاب کلیدی مقایسه می کند:

فلنج های رزوه ای جایگاه خاصی را اشغال می کنند: در جایی که جوشکاری غیرعملی یا ممنوع است و در جایی که اندازه لوله و کلاس فشار در پوشش طراحی آنها قرار می گیرد، برتری دارند. آنها یک جایگزین جهانی برای فلنج های جوشی گردن یا سوکت جوش در کاربردهای پرفشار یا بار چرخه ای نیستند، و زمانی که آنها را برای شرایط خدمات نزدیک به حدود نامی خود تعیین می کنند، قضاوت مهندسی لازم است.

جایی که فلنج های رزوه ای بیشترین استفاده را دارند

فلنج های رزوه ای در طیف متنوعی از صنایع، به طور معمول در لوله کشی، ابزار دقیق و سیستم های کمکی به جای خطوط فرآیند اصلی که سیالات با دمای بالا یا فشار بالا را حمل می کنند، ظاهر می شوند. رایج ترین کاربردهای آنها عبارتند از:

• شیرهای ابزار و اتصالات گیج فشار در تأسیسات نفت و گاز، جایی که فلنج های رزوه ای با سوراخ کوچک اجازه می دهند ابزارها برای کالیبراسیون بدون قطع شدن خط جریان اصلی جدا شده و جدا شوند.
• سیستم های توزیع آب و هوای فشرده در کارخانه های تولیدی، که در آن فشارهای عملیاتی کم تا متوسط، اتصالات رزوه ای را ایمن می کند و نیاز مکرر به پیکربندی مجدد، مونتاژ بدون جوش را بسیار کاربردی می کند.
• کارخانه‌های فرآوری شیمیایی که در آن خطرات آتش‌سوزی و انفجار الزامات مجوز کار گرم را ایجاد می‌کنند و فلنج‌های رزوه‌ای اجازه می‌دهند تا تغییرات لوله‌کشی در مناطق محدود بدون تأخیر در تأیید جوشکاری انجام شود.
• سیستم‌های دارویی و غذایی که در آن فلنج‌های رزوه‌ای از جنس استنلس استیل، اتصالات بهداشتی و قابل تمیز کردن را برای خطوط برق با قطر کوچک فراهم می‌کنند که بخار، آب برای تزریق یا گازهای فرآیندی را تامین می‌کنند.
• تاسیسات از راه دور یا موقت - لغزش های خط لوله، واحدهای فرآیند مدولار، و پانل های ابزار دقیق - که تجهیزات باید در خارج از محل مونتاژ شده و به سرعت در محل نصب راه اندازی شوند.

رتبه بندی فشار و دما: آنچه باید بدانید

فلنج های رزوه ای دارای درجه بندی فشار-دمای تعریف شده توسط ASME B16.5 برای خود بدنه فلنج هستند، اما اتصال رزوه ای یک متغیر ساختاری اضافی را معرفی می کند که در اتصالات جوشی وجود ندارد. طول درگیری با رزوه و ضخامت دیواره لوله در بخش رزوه‌شده، هر دو بر توانایی اتصال برای کنترل فشار داخلی و بارهای خمشی تأثیر می‌گذارند. به همین دلیل، ASME B31.3 - کد لوله‌کشی فرآیند - استفاده از اتصالات رزوه‌ای را در برخی از خدمات با شدت بالا، از جمله سیستم‌هایی که سیالات قابل اشتعال را بالاتر از آستانه فشار مشخص شده حمل می‌کنند و خطوطی که تحت شرایط چرخه‌ای شدید قرار دارند، محدود می‌کند.

در عمل، فلنج های رزوه ای برای کاربردهای کلاس 150 و کلاس 300 در سرویس های دمای متوسط ​​مناسب هستند. با افزایش کلاس فشار و دما، فلنج های جوشی گردن یا سوکت به انتخاب ارجح تبدیل می شوند زیرا اتصالات جوشی آنها غلظت تنش ریشه رزوه را از بین می برد و یک مسیر فلزی پیوسته بین لوله و فلنج ایجاد می کند. مهندسان باید همیشه قبل از نهایی کردن مشخصات فلنج رزوه‌ای، از کد لوله‌کشی قابل اجرا و طبقه‌بندی سرویس سیال - معمولی، رده D یا رده M تحت ASME B31.3 استفاده کنند.

دستورالعمل های نصب فلنج های رزوه ای

نصب صحیح برای دستیابی به اتصال فلنج رزوه ای بدون نشتی و خدمات طولانی ضروری است. روش‌های زیر برای اکثر مجموعه‌های فلنج رزوه‌دار صنعتی اعمال می‌شود و هم توصیه‌های سازنده و هم تجربه میدانی را منعکس می‌کند.

تهیه نخ و کاربرد درزگیر

قبل از مونتاژ، رزوه های لوله و رزوه های سوراخ فلنج را از نظر وجود سوراخ، رزوه متقاطع یا شاخه های نخ آسیب دیده بررسی کنید. حتی آسیب جزئی رزوه می تواند از درگیری کامل جلوگیری کند و مسیرهای نشتی ایجاد کند. رزوه ها را با یک برس سیمی تمیز کنید و درزگیر رزوه مناسب را بمالید - نوار PTFE برای سرویس عمومی یا ترکیب رزوه بی هوازی برای فشارها و دماهای بالاتر. نوار PTFE را در جهت عقربه‌های ساعت بپیچید (هنگامی که از انتهای لوله مشاهده می‌کنید) تا زمانی که فلنج روی آن پیچ می‌شود، نوار سفت شود و نه شل شود. حداقل دو تا سه بسته را اعمال کنید، از نخ دوم شروع کنید و تقریباً نصف عرض نوار روی هر گذر روی هم قرار دهید.

مونتاژ و گشتاور

قبل از اعمال گشتاور ابزار، فلنج را با دست شروع کنید تا درگیری نخ را تأیید کنید. رزوه های NPT باید برای دو تا سه دور اول به آرامی درگیر شوند. مقاومتی که فوراً ظاهر می‌شود، نشان‌دهنده ناهماهنگی یا رزوه‌ای متقابل است. فلنج را با استفاده از آچار لوله یا آچار تسمه سفت کنید، گشتاور ثابتی را اعمال کنید تا زمانی که سطح فلنج برای تراز کردن سوراخ پیچ به درستی جهت گیری شود و درگیری رزوه با حداقل چرخش های تعیین شده برای اندازه لوله مطابقت داشته باشد. در تلاش برای تغییر محل سوراخ‌های پیچ، بیش از حد سفت نکنید - اگر هم‌ترازی حیاتی است، به جای اینکه اتصال رزوه‌ای را از نقطه درگیری بهینه خود عبور دهید، از فلنجی استفاده کنید که می‌تواند آزادانه بچرخد، مانند فلنج حلقه چرخشی.

اشتباهات رایج و نحوه اجتناب از آنها

چندین خطای تکرارشونده بیشتر خرابی های فلنج رزوه ای و حوادث نشتی مشاهده شده در سیستم های لوله کشی صنعتی را تشکیل می دهند. آگاهی از این مسائل در مرحله طراحی و نصب از دوباره کاری پرهزینه و خاموشی های برنامه ریزی نشده جلوگیری می کند.

• تعیین فلنج های رزوه ای در سرویس های با لرزش بالا بدون در نظر گرفتن خستگی در ریشه رزوه. شل شدن ناشی از ارتعاش و ترک خوردگی ناشی از خستگی رزوه، علل اصلی خرابی اتصال رزوه ای در تخلیه پمپ و خطوط خروجی کمپرسور است. فلنج های جوش سوکت یا گردن جوش برای این کاربردها مناسب تر هستند.
• استفاده از استانداردهای رزوه ناسازگار - به عنوان مثال، تلاش برای جفت کردن یک لوله با رزوه NPT با یک فلنج با رزوه BSP. NPT و BSP دارای زوایای رزوه (60 درجه در مقابل 55 درجه) و مقادیر گام هستند. آنها را نمی توان بدون نشتی و آسیب احتمالی رزوه تعویض کرد.
• حذف درزگیر رزوه با این فرض که واشر صفحه فلنج به تنهایی از نشتی جلوگیری می کند. واشر رابط سطح فلنج را مهر و موم می کند، نه مسیر رزوه لوله به فلنج. هر دو نقطه مهر و موم باید به طور مستقل مورد بررسی قرار گیرند.
• انتخاب فلنج رزوه‌دار فولاد کربنی برای سرویس سیال خورنده برای کاهش هزینه. رزوه های فولاد کربنی به سرعت در سیالات اسیدی یا حاوی کلرید خورده می شوند و باعث گند زدگی و تشنج می شوند که جداسازی قطعات را مخرب می کند. هر زمان که خوردگی یک خطر معتبر خدماتی باشد، نمرات فولاد ضد زنگ یا آلیاژ باید مشخص شود.

مشخص کردن درست فلنج های رزوه ای

یک مشخصات کامل فلنج رزوه ای باید اندازه اسمی لوله، کلاس فشار، نوع رو به رو (صورت برجسته، سطح صاف، یا اتصال نوع حلقه)، درجه مواد، نوع رزوه (NPT یا BSP) و استاندارد ابعادی قابل اجرا را مشخص کند. برای گریدهای فولاد زنگ نزن، آلیاژ دقیق (304 در مقابل 316) را بر اساس محتوای کلرید و دمای سیال مشخص کنید، زیرا 304 در محیط‌های کلرید گرم که 316 عملکرد قابل اعتمادی دارد، مستعد ترک خوردگی ناشی از تنش است. همیشه مواد فلنج را به مواد لوله و سیال فرآیند ارجاع دهید تا سازگاری را تأیید کنید - خوردگی گالوانیکی بین فلزات غیرمشابه در یک اتصال رزوه‌دار می‌تواند به اندازه حمله شیمیایی از خود سیال فرآیند مضر باشد.

هنگامی که فلنج های رزوه ای به درستی مورد استفاده قرار می گیرند - در محدوده فشار و دمای نامی خود، در سرویس های سیال مناسب و با تکنیک نصب مناسب - ارزش واقعی را ارائه می دهند: مونتاژ سریع، تعمیر و نگهداری در دسترس ابزار، و یکپارچگی نشت اثبات شده. کلید تطبیق نوع اتصال با نیازهای خدمات واقعی به جای پیش‌فرض آن به عنوان میانبر مناسب در برنامه‌هایی است که جایگزین جوش داده شده از نظر ساختاری برتر است.