فلنج جوشی گلودار – لبه دار

 فلنج گلودار (Weld Neck Flange)

 معرفی و ساختار

فلنج گلودار (Weld Neck Flange – WN Flange) یکی از پرکاربردترین انواع فلنج‌ها در صنایع نفت، گاز، پتروشیمی، نیروگاه و صنایع دریایی است. این فلنج دارای یک گردن مخروطی‌شکل (Neck) است که به تدریج از ضخامت فلنج به ضخامت لوله متصل‌شونده کاهش می‌یابد. این طراحی موجب انتقال یکنواخت تنش از فلنج به لوله و در نتیجه کاهش تمرکز تنش در محل جوش می‌شود.

فلنج‌های گلودار از طریق جوش نفوذی تمام‌عمق (Butt Weld) به لوله متصل می‌گردند، که اتصال بسیار مقاوم، بادوام و با نشتی تقریباً صفر ایجاد می‌کند.

 ویژگی‌های فنی و مزایا

• تحمل فشار و دمای بسیار بالا

• مقاومت عالی در برابر تنش، خمش و ضربه

• مناسب برای سرویس‌های بحرانی (Critical Service)

• قابلیت تست و بازرسی کامل با NDT پس از جوشکاری

• امکان استفاده در خطوط با ارتعاش و سیکل حرارتی زیاد

 انواع آلیاژ فلنج‌های گلودار

فلنج‌های گلودار (Weld Neck Flanges) بسته به نوع سیال، فشار کاری، دما و شرایط محیطی از مواد اولیه متفاوتی ساخته می‌شوند. انتخاب آلیاژ مناسب نقش کلیدی در افزایش طول عمر، مقاومت در برابر خوردگی و عملکرد ایمن سیستم دارد.

۱. فولاد کربنی (Carbon Steel)
رایج‌ترین نوع فلنج گلودار برای کاربردهای عمومی صنعتی است.
جنس‌های متداول شامل ASTM A105، A350 LF2، A694 F52 تا F70 می‌باشند.
این نوع برای خطوط انتقال نفت، گاز، آب صنعتی و بخار با فشار متوسط مناسب است.

۲. استنلس استیل (Stainless Steel)
در محیط‌های خورنده و مرطوب استفاده می‌شود.
آلیاژهای پرکاربرد آن شامل ASTM A182 F304/L، F316/L، F321 و F347 است.
دارای مقاومت بالا در برابر زنگ‌زدگی، اسیدها و دمای بالا می‌باشد.

۳. فولاد آلیاژی (Alloy Steel)
برای سرویس‌های فشار و دمای بالا مناسب است.
جنس‌های پرکاربرد شامل ASTM A182 F11، F22 و F91 می‌باشند.
این نوع معمولاً در سیستم‌های بخار و خطوط فرآیندی نیروگاه‌ها استفاده می‌شود.

۴. آلیاژهای نیکل (Nickel Alloys)
در سرویس‌های بسیار خورنده و دماهای بالا کاربرد دارند.
نمونه‌های پرمصرف شامل Inconel 625، Incoloy 825 و Monel 400 هستند.
مناسب برای پالایشگاه‌های نفت ترش، سیستم‌های اسیدی و صنایع دریایی.

۵. آلیاژهای مسی و برنزی (Copper Alloys)
در سیستم‌های خنک‌کاری و آب دریا کاربرد دارند.
رایج‌ترین آن‌ها Cu-Ni 70/30 و Cu-Ni 90/10 می‌باشند.
دارای مقاومت عالی در برابر آب شور و کلرید.

۶. فولادهای دوبلکس و سوپر دوبلکس (Duplex / Super Duplex)
ترکیبی از مقاومت مکانیکی بالا و مقاومت شیمیایی عالی دارند.
آلیاژهای رایج ASTM A182 F51، F53 و F55 هستند.
برای محیط‌های حاوی کلرید، صنایع نفت، گاز و پتروشیمی بسیار مناسب‌اند.

۷. آلیاژهای خاص (Exotic Materials)
در سرویس‌های ویژه مانند صنایع هوافضا و شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
شامل Titanium ASTM B381 Gr.2 و آلومینیوم ASTM B247 هستند.
وزن سبک، استحکام بالا و مقاومت عالی در برابر خوردگی از ویژگی‌های اصلی این آلیاژها است.

 سایزها (Nominal Pipe Size – NPS)

فلنج‌های گلودار در سایزهای متنوعی تولید می‌شوند، مطابق استانداردهای ASME B16.5 و ASME B16.47:

• ASME B16.5: از سایز ½ اینچ تا 24 اینچ

• ASME B16.47 Series A/B: از سایز 26 اینچ تا 60 اینچ

سایز انتخابی بر اساس قطر اسمی لوله (NPS) مشخص می‌شود تا تطابق کامل با قطر داخلی لوله فراهم گردد.

 کلاس‌های فشاری (Pressure Class)

فلنج‌های گلودار در کلاس‌های فشاری مختلفی مطابق با استاندارد ASME B16.5 تولید می‌شوند.
کلاس فشاری، نشان‌دهنده‌ی میزان تحمل فشار در دمای معین است. به‌صورت تقریبی، فشار مجاز در دمای ۳۸ درجه سانتی‌گراد (حدود دمای محیط) برای هر کلاس به شکل زیر است:

• کلاس 150 → فشار مجاز حدود 285 psi (معادل 19.6 bar)

• کلاس 300 → فشار مجاز حدود 740 psi (معادل 51 bar)

• کلاس 400 → فشار مجاز حدود 990 psi (معادل 68 bar)

• کلاس 600 → فشار مجاز حدود 1480 psi (معادل 102 bar)

• کلاس 900 → فشار مجاز حدود 2220 psi (معادل 153 bar)

• کلاس 1500 → فشار مجاز حدود 3705 psi (معادل 255 bar)

• کلاس 2500 → فشار مجاز حدود 6170 psi (معادل 425 bar)

برای فلنج‌های با سایز بزرگ‌تر از ۲۴ اینچ، استاندارد ASME B16.47 Series A و Series B استفاده می‌شود که کلاس‌های 75، 150، 300، 400، 600 و 900 را پوشش می‌دهد.

برای سایزهای بالاتر (تا 60″)، کلاس‌های 75، 150، 300، 400، 600، 900 طبق استاندارد ASME B16.47 Series A و B تعریف می‌شوند.

  استانداردهای ساخت و تست

• ASME B16.5 – فلنج‌های فولادی تا سایز 24″

• ASME B16.47 (Series A/B) – فلنج‌های بزرگ‌تر از 24″

• ASTM A182 / A105 / A350 / A694 – مواد اولیه

• ASME Section VIII Div.1 – الزامات فشار بالا

• EN 1092-1 – معادل اروپایی فلنج‌های گلودار

• NACE MR0175 / ISO 15156 – سازگاری با محیط‌های حاوی H₂S

• MSS SP-44 – فلنج‌های خطوط انتقال API

 کاربردها

فلنج‌های گلودار عمدتاً در نقاطی از سیستم لوله‌کشی مورد استفاده قرار می‌گیرند که نیاز به:

• تحمل فشار و دمای بالا

• اتصال مطمئن و بدون نشتی

• قابلیت تست‌های هیدرواستاتیک و رادیوگرافی
  وجود دارد.

نمونه کاربردها:

• واحدهای فرآیندی پالایشگاه‌ها

• خطوط فشار بالای گاز طبیعی

• نیروگاه‌های بخار

• خطوط آب شور و دریا

• سیستم‌های فشار بالا در پتروشیمی‌ها

 نکات طراحی و نصب

• انتهای گلودار باید کاملاً با لوله هم‌محور (Concentric) جوش شود تا تنش‌های موضعی ایجاد نشود.

• قبل از جوشکاری، تطابق Schedule لوله و Bore فلنج بررسی شود.

• استفاده از واشر مناسب (Spiral Wound, RTJ, Graphite) متناسب با کلاس فشاری الزامی است.

• برای سرویس‌های بحرانی توصیه می‌شود تست‌های NDT (RT، PT، UT) انجام شود.

📸 انواع سطح آب‌بندی (Facing Types)

• Raised Face (RF) – رایج‌ترین نوع برای فشارهای متوسط

• Ring Type Joint (RTJ) – مخصوص فشار و دمای بسیار بالا

• Flat Face (FF) – برای سرویس‌های سبک یا مواد نرم

• Male & Female (M/F) – برای آب‌بندی دقیق‌تر در شرایط خاص