طراحی پایپینگ (بخش اول)، اصول پایپینگ (قسمت چهارم)

فلنج ساکت وِلد[1] :

شکل2

فلنج ساکت ولد برای این ساخته شده است که لوله در ساکت فلنج قرار گیرد تا به شانه ساکت برخورد کند. سپس لوله به میزان 1/16’ پیش از آن که به هاب فلنج جوش زده شود، از شانه عقب کشیده می شود.

اگر لوله روی شانه ( این ناحیه تختی است که در شکل 2 به صورت فاصله بین قطرهای B و B2 نشان داده شده است) مفصل ساکت قرار گیرد حین جوشکاری، حرارت ناشی از جوش منجر به منبسط شدن طولی لوله به شانه ساکت می شود به طوری که ناحیه جوش لوله-به-فلنج را وادار به حرکت می کند، این می تواند منجر به ایجاد ترک در جوش شود.

فلنج ساکت ولد ابتدا به منظور استفاده در اندازه های کوچک و پایپینگ فشار-قوی مورد استفاده قرار گرفت، به صورتی که یک جوش هاب پشتی و یک جوش شانه داخلی ایجاد گردید. این باعث ایجاد یک استحکام استاتیکی برابر با فلنج Slip-on با استحکام خستگی 1.5 برابری فلنج Slip-on شد.

از آن جایی که این دو جوش نیاز به کار فراوان داشتند، صرفا به عنوان تمرین جوشکاری در هاب فلنج مورد استفاده قرار می گیرند. در نتیجه از فلنج ساکت ولد برای اندازه های کوچک لوله (NPS 2 و پایین تر) در فشار پایین استفاده می شود. فلنج ساکت ولد در کلاس های بالاتر از 1500 توصیه نمی شود.

فلنج اسلیپون:

شکل 3

برخلاف فلنج ساکت ولد، فلنج اسلیپ-آن این امکان را فراهم می سازد تا لوله کاملا در هاب خود قرار گیرد. دو جوش به منظور حفاظت از اتصال فلنج به لوله زده شدند. یکی جوش فیلیت[2] (تلفظ می شود : فیل-ایت) که در هاب فلنج زده می شود و جوش دوم که در قطر داخلی فلنج نزدیک به سطح آن زده می شود.

انتهای لوله از سطح فلنج به فاصله برابر با کمتر از ضخامت دیواره لوله یا 4/1 به علاوه تقریبا 16/1 قرار دارد. این فضای کافی برای ایجاد جوش فیلیت را بدون آسیب زدن به سطح فلنج فراهم می سازد.

فلنج اسلیپ-آن به فلنج های دیگر در بسیاری از کابردها ترجیح داده می شود به دلایلی مانند هزینه اولیه پایین، نیاز کم به دقت برش طول و کاهش زمان آماده سازی. هرچند، هزینه نصب نهایی احتمالا کمتر از فلنج ولد نک است.

استحکام یک فلنج اسلیپ-آن تحت فشار داخلی تقریبا 40 درصد کمتر از فلنج ولد نک است. نرخ خستگی برابر با 66 درصد کمتر از یک فلنج ولد نک می باشد. فلنج اسلیپ-آن در کلاس های بالای 1500 مناسب نیست.

فلنج اتصال پوششی[3] :

شکل4

فلنج اتصال پوششی نیاز به یک لپ جوینت  همراه یا ته کوب[4] نوع A ( شکل 5) دارند تا مفصل را تکمیل کنند. سپس نصاب قادر خواهد بود فلنج را دوران دهد، در نتیجه امکان انطباق سریع فلنج دیگر حین نصب فراهم می شود بدون نیاز به کارهای مراقبتی اضافی حین آماده سازی یک فلنج جوش خورده.

توانایی آن ها در حفظ فشار تقریبا برابر با فلنج اسلیپآن است. عمر خستگی یک ترکیب لپ جوینت / ته کوب تقریبا 10 درصدِ یک فلنج ولد نک است، با هزینه اولیه بالاتر.

مقرون به صرفه بودن استفاده از یک فلنج لپ جوینت زمانی مشخص می شود که یک فولاد ضد زنگ یا سیستم پایپینگ آلیاژ  پرهزینه دیگر نصب شود. در بسیاری از موارد طراح می تواند از یک ته-کوب با ماده یکسان لوله استفاده کند، با این تفاوت که از فلنج لپ جوینت ارزان تر مانند فولاد کربن بهره ببرد. این منجر به جلوگیری از جوش زدن یک فلنج آلیاژ گران به انتهای لوله می شود.

در رابطه با ته کوب ها به طور مختصر می توان گفت:

 آن ها از پیش ساخته شده بوده یا فلرهای[5] لوله هستند که به طور مستقیم به لوله متصل می شوند. در سه نوع موجود هستند : نوع A (که ته کوب لپ جوینت می باشد)، نوع B و نوع C (شکل 5).

نوع A (شکل 5) با یک شعاع خارجی که فلر از آن جا شروع می شود، ریخته گری یا آهن گری می شود. این شعاع روی شعاع داخلی فلنج لپ  جوینت منطبق می شود. سمت جفتی فلر دارای یک سطح دندانه دار میباشد.

نوع B (شکل 5) بدون شعاع مورد ریخته گری یا آهن گری قرار می گیرد. به منظور استفاده از فلنج اسلیپون یا فلنج پلیت به عنوان یک فلنج بک آپ مورد استفاده قرار می گیرد.

نوع C (شکل 5) با استفاده از پنج روش توصیه شده در ASME B31.3 ساخته شده است. متداول ترین اینها فلر دستگاه می باشد. این کار با قرار دادن بخشی از لوله در یک دستگاه فلرینگ صورت می پذیرد، به صورتی که انتهای لوله فلر شده و سپس به طول مشخص برش داده می شود.

 شکل 5

همانطور که در جزئیات مونتاژ شکل 5 ملاحظه می فرمایید، ته کوب های نوع B و C هیچ شعاعی در فلر ندارند در حالی که نوع A دارد. این باعث می شود تا با فلنج لپ جوینت مطابقت داشته باشد. به دلیل شعاع ته کوب نوع A، یک فلنج اسلیپ-آن نمی تواند مناسب باشد به صورتی که بارگذاری غیر یکنواخت در سطح فلر و همینطور نقطه بار نامطلوب در شعاع فلر ایجاد می شود.

[1] Socketweld Flange

[2] Fillit

[3] Lap Joint Flange

[4] Stub-end

[5] Flares

ترجمه: پایپ کالا