معرفی انواع فلنج فورج

فلنج فورج، به عنوان یکی از کاربردی ترین انواع فلنج ها و عضوی حیاتی در سیستم‌ های لوله‌ کشی صنعتی، نقشی کلیدی در اتصال ایمن و پایدار بخش‌ های مختلف ایفا می‌ کند. فلنج فورج در کوره‌ های داغ، تحت ضربات قدرتمند پرس‌ های غول‌ پیکر شکل می‌ گیرد. این روش ساخت، راز استحکام و مقاومت بی نظیر این فلنج در برابر تنش ها و خوردگی است. این قطعه ارزشمند، حاصل فرآیند آهنگری دقیق فلزات است که به آن استحکام خارق‌ العاده‌ای در برابر فشار و دما های بالا می‌ بخشد. در این مقاله، به بررسی تخصصی این اتصال، مزایا، کاربردها و فرایند ساخت آن می‌ پردازیم.

فلنج فورج چیست؟

این فلنج از طریق فرآیند آهنگری فلزات، به طور خاص فولاد، تولید می‌ شود. در این روش، شمش‌ های فولادی با حرارت بالا و تحت فشار مکانیکی شدید، شکل‌ دهی می‌ شوند. این فرآیند، ساختار دانه‌ ای فشرده و یکپارچه در فلنج ایجاد می‌ کند که به استحکام و مقاومت آن در برابر تنش‌ های مختلف، به طور قابل‌ توجهی می‌ افزاید.

جدول معرفی انواع فلنج فورج

مراحل تولید فلنج به روش فورجینگ

همان طور که اشاره شد این فلنج به دلیل استحکامی که در نتیجه نوع تولید آن حاصل می شود دارای محبوبیت زیادی در صنایع گوناگون است. مراحل تولید این اتصال مقاوم به شرح زیر است:

مرحله 1: آماده‌سازی شمش:

1. انتخاب شمش: شمش فولادی با گرید مناسب، متناسب با نوع فلنج و خواص مورد نظر، انتخاب می‌ شود.
2. برش: شمش به قطعاتی با اندازه‌ های مشخص، متناسب با ابعاد نهایی فلنج، برش داده می‌ شود.
3. کنترل کیفیت: شمش‌ ها از نظر عیوب و نقص‌ های احتمالی به طور دقیق بررسی و آزمایش می‌ شوند.

مرحله 2: گرمایش:

1. گرمایش اولیه: شمش‌ ها در کوره‌ های مخصوص تا دمای مناسب برای آهنگری (معمولاً بین 1100 تا 1250 درجه سانتی‌ گراد) گرم می‌ شوند.
2. کنترل دما: دما به طور دقیق و پیوسته توسط سیستم‌ های کنترلی پیشرفته رصد و تنظیم می‌ شود.
3. یکنواختی دما: توزیع یکنواخت دما در سراسر شمش برای حصول آهنگری مطلوب، ضروری است.

مرحله 3: آهنگری:

1. پرس فورج: شمش‌ های داغ در پرس‌ های فورج قدرتمند قرار می‌ گیرند.
2. قالب: قالب‌ های فلزی با دقت بالا، شکل نهایی فلنج را تعیین می‌ کنند.
3. فشار مکانیکی: با اعمال فشار مکانیکی شدید، شمش داغ به شکل قالب در می‌ آید.
4. انواع آهنگری: آهنگری فورج می‌ تواند به روش‌ های مختلفی مانند فورج باز، فورج بسته، فورج فلاش و فورج قالب‌ گیری انجام شود.

• فلنج فورج باز: نوعی فلنج خاص با ساختاری منحصر به فرد است که در آن، اتصال به جای استفاده از پیچ و مهره، از طریق پین و خار انجام می‌ شود. این فلنج را به دلیل عدم وجود حفره یا محفظه در مرکز، به آن فلنج فورج تو خالی یا فلنج فورج بدون مرکز نیز می‌ گویند. این نوع فلنج، به دلیل عدم وجود محدودیت در شکل‌ دهی، تنوع و انعطاف‌ پذیری بی‌ نظیری در طراحی و کاربرد ارائه می‌ دهد.
• فلنج فورج بسته: به فلنجی گفته می‌ شود که در فرآیند آهنگری فلزات، به جای استفاده از قالب‌ های باز، در قالب‌ های بسته شکل‌ دهی می‌ شود. این فلنج از دو نیمه مجزا تشکیل شده است که با پیچ و مهره به یکدیگر متصل می‌ شوند. این روش، فلنج را با ساختاری یکپارچه و بدون تخلخل ارائه می‌ دهد که استحکام و مقاومت آن را به طور قابل‌ توجهی افزایش می‌ دهد.
• فلنج فورج فلاش: این فلنج با نام‌ های فلنج فورج صاف یا فلنج فورج بدون برجستگی نیز شناخته می‌ شود. این نوع فلنج، در مقایسه با فلنج‌ های فورج اسلیپون و گلودار، ضخامت کمتری دارد و سطح آن صاف و صیقلی است.
• فلنج فورج قالب گیری: نوعی فلنج فورج است که با استفاده از قالب‌ های دقیق و تحت فشار بالا، شکل‌ دهی می‌ شود. این فرآیند، ساختار دانه‌ ای فشرده و یکپارچه در فلنج ایجاد می‌ کند که به استحکام و مقاومت آن در برابر تنش‌ های مختلف، به طور قابل‌ توجهی می‌ افزاید.

مرحله 4: عملیات تکمیلی:

1. برش: فلنج‌ های فورج شده از قطعه اصلی جدا می‌ شوند.
2. ماشینکاری: سطوح فلنج با دقت بالا تراشیده و صاف می‌ شوند.
3. سوراخ‌ کاری: سوراخ‌ های مورد نیاز برای اتصال به لوله‌ ها و سایر اجزا، با دقت بالا ایجاد می‌ شوند.
4. بازرسی و تست: فلنج‌ ها از نظر کیفیت، ابعاد، عیوب و نقص‌های احتمالی به طور کامل بررسی و تست می‌ شوند.
5. پوشش دهی: در صورت نیاز، فلنج‌ ها با پوشش‌ های ضد خوردگی مانند رنگ یا گالوانیزه، محافظت می‌ شوند.

نکات کلیدی در فرآیند ساخت:

• کنترل دقیق دما: دمای گرمایش و آهنگری نقشی اساسی در کیفیت و خواص نهایی فلنج دارد.
• انتخاب قالب مناسب: قالب‌ ها باید با دقت بالا و از مواد باکیفیت ساخته شده باشند.
• فشار مکانیکی مناسب: اعمال فشار صحیح و یکنواخت، برای شکل‌ دهی دقیق فلنج ضروری است.
• عملیات حرارتی: عملیات حرارتی مناسب مانند آنیلینگ و تمپر، می‌ تواند خواص مکانیکی فلنج را ارتقا دهد.
• بازرسی و تست نهایی: تضمین کیفیت و انطباق با استاندارد های معتبر، گامی حیاتی در فرآیند تولید است.

مقایسه فلنج فورج با فلنج ریخته گری

مزایا و معایب فلنج فورج

مزایا

• استحکام فوق‌العاده: فرآیند آهنگری، ساختار دانه‌ای متراکم و بدون تخلخل در فلنج ایجاد می‌کند که به آن استحکام خارق‌العاده‌ای در برابر فشار و تنش‌های مکانیکی می‌بخشد. این ویژگی، فلنج فورج را برای کاربردهای با فشار و دمای بالا، مانند خطوط لوله انتقال نفت و گاز، پالایشگاه‌ها و نیروگاه‌ها، ایده‌آل می‌کند.
• مقاومت بالا در برابر خوردگی: آهنگری، فلنج را در برابر عوامل خورنده مانند رطوبت، مواد شیمیایی و سیالات خورنده مقاوم‌تر می‌کند. این امر، عمر مفید فلنج را افزایش داده و نیاز به تعمیر و نگهداری را به حداقل می‌رساند.
• قابلیت اطمینان: فلنج‌های فورج به دلیل کیفیت ساخت بالا، از ضریب اطمینان بالایی برخوردارند و احتمال نشتی و خرابی در آن‌ها به طور قابل‌توجهی پایین است. این ویژگی، فلنج فورج را به انتخابی مطمئن برای سیستم‌های لوله‌کشی حساس و حیاتی تبدیل می‌کند.
• تنوع: فلنج‌های فورج در انواع مختلف، با متریال، ابعاد، ضخامت‌ها و رده‌های فشار گوناگون تولید می‌شوند. این تنوع، انتخاب فلنج مناسب با نیازهای خاص هر پروژه را امکان‌پذیر می‌کند.
• قابلیت ماشینکاری: فلنج‌های فورج به دلیل ساختار متراکم، به راحتی ماشینکاری می‌شوند و می‌توان آن‌ها را به اشکال و اندازه‌های مختلف درآورد.

معایب

• هزینه بالا: فرآیند آهنگری، پیچیده‌تر و پرهزینه‌تر از روش‌های دیگر تولید فلنج مانند ریخته‌گری است. به همین دلیل، قیمت فلنج‌های فورج به طور کلی از سایر انواع فلنج بیشتر است.
• زمان تولید طولانی: آهنگری، فرآیندی زمان‌بر است و تولید فلنج‌های فورج به خصوص در ابعاد بزرگ، به زمان بیشتری نسبت به روش‌های دیگر نیاز دارد.
• عیوب ذاتی: در فرآیند آهنگری، احتمال ایجاد عیوبی مانند ترک، تخلخل و ناخالصی در فلنج وجود دارد که البته بازرسی‌های دقیق، این احتمال را به حداقل می‌رساند.
• محدودیت در شکل‌دهی: آهنگری، محدودیت‌هایی در شکل‌دهی فلنج ایجاد می‌کند و تولید فلنج‌های فورج با اشکال پیچیده و هندسه‌های خاص، دشوارتر و پرهزینه‌تر است.

کاربردهای گسترده فلنج فورج در قلب صنعت

این فلنج به عنوان عضوی حیاتی در سیستم‌ های لوله‌ کشی صنعتی، نقشی کلیدی در اتصال ایمن و پایدار بخش‌ های مختلف ایفا می‌ کند. مقاومت در شرایط مختلف، این محصول را به یکی از پرکاربرد ترین انواع اتصالات تبدیل کرده است. در این قسمت به بخشی از مهم ترین انواع کاربرد آن می پردازیم:

1. صنایع نفت و گاز:

• خطوط لوله انتقال نفت و گاز: به دلیل مقاومت بالا در برابر فشار و دما، در خطوط لوله انتقال نفت و گاز در خشکی و دریا، پالایشگاه‌ها و مخازن ذخیره‌سازی کاربرد فراوانی دارند.
• چاه‌های نفت و گاز: در سیستم‌ های سرچاهی و تجهیزات مربوط به استخراج نفت و گاز، به دلیل استحکام و قابلیت اطمینان بالا، مورد استفاده قرار می‌ گیرند.
• پالایشگاه‌ها: در فرآیند های پالایش نفت و گاز، این فلنج ها در سیستم‌ های لوله‌ کشی، مخازن تحت فشار و مبدل‌های حرارتی به کار می‌ روند.

2. صنایع پتروشیمی:

• خطوط لوله انتقال مواد شیمیایی: در سیستم‌ های لوله‌ کشی انتقال مواد شیمیایی خورنده و سیالات پرفشار، به دلیل مقاومت در برابر خوردگی و تنش‌های مکانیکی، کاربرد دارند.
• تجهیزات پتروشیمی: در راکتورها، برج‌ های تقطیر، مخازن و سایر تجهیزات پتروشیمی که با مواد شیمیایی خورنده و سیالات پرفشار سروکار دارند، مورد استفاده قرار می‌ گیرند.
• پالایشگاه‌های پتروشیمی: در فرآیند های پالایش و تولید مواد پتروشیمی، فلنج‌ های فورج در سیستم‌ های لوله‌ کشی، مخازن تحت فشار و مبدل‌های حرارتی به کار می‌ روند.

3. نیروگاه‌ ها:

• خطوط لوله بخار و آب: به دلیل استحکام و قابلیت اطمینان بالا، در سیستم‌ های لوله‌ کشی بخار با فشار و دمای بالا، بویلرها، توربین‌ ها و مبدل‌ های حرارتی کاربرد دارند.
• تجهیزات نیروگاهی: در ژنراتورها، پمپ‌ ها، شیرآلات و سایر تجهیزات نیروگاهی که با سیالات پرفشار و دمای بالا سروکار دارند، مورد استفاده قرار می‌ گیرند.
• نیروگاه‌های هسته‌ای: به دلیل مقاومت در برابر خوردگی و تابش اشعه، در سیستم‌ های لوله‌کشی و تجهیزات مربوط به راکتور های هسته‌ ای کاربرد دارند.

4. صنایع غذایی و دارویی:

• خطوط لوله انتقال مواد غذایی: به دلیل مقاومت در برابر خوردگی و الزامات بهداشتی، در خطوط لوله انتقال مواد غذایی و آشامیدنی، مخازن ذخیره‌ سازی و تجهیزات فرآوری مواد غذایی استفاده می‌ شوند.
• تجهیزات صنایع غذایی: در ماشین‌ آلات فرآوری مواد غذایی، مخازن، پمپ‌ ها و شیرآلات که با مواد غذایی و آشامیدنی در تماس هستند، به دلیل رعایت بهداشت و عدم آلودگی، از این فلنج ها استفاده می‌ شود.
• صنایع دارویی: در خطوط لوله انتقال مواد دارویی، مخازن ذخیره‌ سازی و تجهیزات تولید دارو، به دلیل مقاومت در برابر خوردگی و الزامات بهداشتی، کاربرد دارند.

5. صنایع دیگر:

• صنایع دریایی: در ساخت کشتی‌ ها، سکو های نفتی و تجهیزات دریایی به دلیل مقاومت در برابر خوردگی و آب دریا، از این اتصال استفاده می‌ شود.
• صنایع هوافضا: در ساخت موتور های جت، سیستم‌ های هیدرولیک و پنوماتیک هواپیماها به دلیل استحکام بالا و تحمل فشار و دما، از فلنج‌ های فورج استفاده می‌ شود.
• صنایع معدنی: در خطوط لوله انتقال مواد معدنی، مخازن ذخیره‌ سازی و تجهیزات استخراج معادن به دلیل استحکام و مقاومت در برابر خوردگی، از فلنج‌ های فورج استفاده می‌ شود.

نکات کلیدی در انتخاب فلنج فورج

• نوع فلز: با توجه به نوع سیال، دما و فشار، باید جنس مناسب فلنج (فولاد کربنی، فولاد ضد زنگ، آلیاژ های خاص) انتخاب شود.
• رده فشار: فلنج‌ ها در رده‌ های فشار مختلف (از 150 تا 2500) تولید می‌ شوند که باید متناسب با فشار سیستم انتخاب شوند.
• نوع اتصال: فلنج‌ ها در انواع مختلف اتصال جوشی، رزوه‌ای و اسلیپون تولید می‌ شوند که باید با نوع لوله و اتصالات دیگر همخوانی داشته باشند.
• استاندارد: فلنج‌ ها باید مطابق با استاندارد های معتبر بین‌المللی مانند ASME، API و DIN تولید شده باشند.