فلنج چیست؟ انواع فلنج، کلاس فشار و راهنمای انتخاب

فلنج یا Flange یکی از متداول‌ترین اجزای سیستم‌های لوله‌کشی صنعتی است که برای ایجاد اتصال قابل‌بازشدن میان لوله، شیر، پمپ، مخزن و سایر تجهیزات استفاده می‌شود.

برخلاف اتصال جوشی که برای جداسازی معمولاً نیاز به برش دارد، Flanged Joint را می‌توان با بازکردن Bolting از یکدیگر جدا کرد. به همین دلیل فلنج در نقاطی که تعمیر، بازرسی، تعویض Valve یا جداسازی Equipment اهمیت دارد بسیار پرکاربرد است.

اما انتخاب فلنج فقط با دانستن سایز لوله انجام نمی‌شود.

برای انتخاب صحیح باید هم‌زمان مواردی مانند:

• نوع Flange
• NPS یا سایز
• Pressure Class
• Material
• Facing
• Pipe Schedule
• Gasket
• Bolting
• Design Temperature

بررسی شوند.

اتصال فلنجی چگونه ساخته می‌شود؟

یک Flanged Joint معمولاً فقط از دو فلنج تشکیل نشده است.

مجموعه اتصال می‌تواند شامل:

Flange + Gasket + Stud Bolt/Nut + Flange مقابل

باشد.

وظیفه هر بخش متفاوت است:

Flange

نیروی Bolting را منتقل می‌کند و سطح لازم برای ایجاد Joint را فراهم می‌کند.

Gasket

در بسیاری از طراحی‌ها بین دو Flange Face قرار می‌گیرد و وظیفه Sealing را بر عهده دارد.

Stud Bolt و Nut

Clamp Load موردنیاز را روی Joint ایجاد می‌کنند.

Flange Facing

سطحی از فلنج است که با Gasket یا Ring Sealing System در ارتباط است.

پس نشتی یک اتصال فلنجی فقط به کیفیت خود فلنج وابسته نیست؛ کل Joint باید درست طراحی و Assembly شود.

انواع اصلی فلنج صنعتی

فلنج‌ها براساس روش اتصال به Pipe و کاربرد به انواع مختلف تقسیم می‌شوند.

فلنج گلودار یا Welding Neck

Welding Neck Flange دارای یک Hub مخروطی و Neck مشخص است.

انتهای آن به Pipe به‌صورت Butt Weld متصل می‌شود.

این طراحی در بسیاری از خطوط Process و سرویس‌هایی که تنش، فشار یا Temperature اهمیت بیشتری دارد استفاده می‌شود.

یکی از نکات مهم در سفارش Welding Neck، تطابق Bore فلنج با Wall Thickness یا Schedule لوله است.

بنابراین فقط عبارت:

Welding Neck 4 Inch Class 300

ممکن است برای سفارش دقیق کافی نباشد.

فلنج اسلیپون یا Slip-On

در Slip-On Flange لوله داخل Bore فلنج قرار می‌گیرد و اتصال با Welding مناسب انجام می‌شود.

این طراحی نسبت به Welding Neck ساختار ساده‌تری دارد و در بسیاری از Piping Systemها استفاده می‌شود.

اما نمی‌توان گفت Slip-On همیشه فقط برای «فشار پایین» مناسب است.

محدوده کاربرد آن باید طبق Standard، Class، Material و Design Code پروژه تعیین شود.

فلنج ساکت ولد

Socket Welding Flange دارای Socket داخلی است.

Pipe داخل Socket قرار می‌گیرد و اتصال جوشی انجام می‌شود.

این نوع Flange بیشتر در سایزهای کوچک‌تر Piping دیده می‌شود.

مانند سایر Socket-Weld Connectionها، Fit-Up و Welding Procedure اهمیت دارد و باید مطابق Design Code پروژه انجام شود.

فلنج دنده‌ای

Threaded Flange از طریق Thread به Pipe متصل می‌شود و در Application مناسب می‌تواند بدون Butt Welding نصب شود.

در سفارش باید Thread Standard مشخص باشد.

برای مثال NPT و BSP یک سیستم رزوه واحد نیستند.

اگر درباره تفاوت رزوه‌ها نیاز به اطلاعات بیشتری دارید، مقاله تفاوت رزوه BSP و NPT می‌تواند مفید باشد.

فلنج کور یا Blind Flange

Blind Flange سوراخ مرکزی برای عبور سیال ندارد و برای بستن:

• انتهای Line
• Nozzle مخزن
• Equipment Connection
• Header

استفاده می‌شود.

Blind Flange با Spectacle Blind یکسان نیست.

Blind Flange خودش یک Flange است، در حالی که Spectacle Blind یک Operational Line Blank است که میان دو Flange نصب می‌شود.

فلنج Lap Joint

Lap Joint Flange معمولاً همراه با Stub End استفاده می‌شود.

Flange آزاد می‌تواند حول Stub End بچرخد و این موضوع Alignment سوراخ‌های پیچ را هنگام نصب آسان‌تر می‌کند.

در چنین Assemblyای باید Material خود Flange و Stub End به‌صورت جداگانه بررسی شوند.

یکی از کاربردهای این طراحی می‌تواند شرایطی باشد که Wetted Component و Backing Flange Material متفاوت انتخاب می‌شوند.

Orifice Flange

Orifice Flange برای سیستم‌های Differential Pressure Flow Measurement طراحی شده است و Pressure Tappingهای مشخصی دارد.

این تجهیز با خود Orifice Plate یکی نیست.

Orifice Plate Primary Element اندازه‌گیری است و Orifice Flange بخشی از Mechanical Installation و Pressure Tapping را فراهم می‌کند.

برای توضیحات کامل‌تر می‌توانید مقاله اوریفیس پلیت و Orifice Flange را مطالعه کنید.

نوع فلنج با Facing فرق دارد

یکی از اشتباهات رایج این است که عباراتی مثل:

• Welding Neck
• Slip-On
• RTJ

همگی در یک گروه در نظر گرفته شوند.

در واقع Welding Neck یا Slip-On درباره نوع Flange صحبت می‌کنند، اما RTJ معمولاً درباره Facing/Sealing Arrangement است.

برای مثال ممکن است یک Welding Neck Flange دارای:

Raised Face

یا در Design مناسب:

Ring Type Joint Facing

باشد.

Raised Face یا RF چیست؟

Raised Face یکی از رایج‌ترین Facingهای فلنج صنعتی است.

بخش Sealing Surface نسبت به قسمت بیرونی Face برجسته‌تر است و Gasket روی این ناحیه قرار می‌گیرد.

نوع Gasket باید براساس:

• Pressure Class
• Temperature
• Fluid
• Flange Standard
• Piping Specification

انتخاب شود.

نمی‌توان یک نوع Gasket را برای تمام Raised Face Connectionها توصیه کرد.

Flat Face یا FF چیست؟

در Flat Face سطح Contact Flange نسبت به Face اصلی تخت است.

این Facing در بعضی سیستم‌ها و Materialهای مشخص کاربرد دارد.

RF و FF نباید بدون بررسی Design Requirement مستقیماً جایگزین یکدیگر شوند.

RTJ چیست؟

Ring Type Joint از Metallic Ring Gasket و Groove مخصوص استفاده می‌کند.

این نوع Sealing Arrangement در بسیاری از High-Pressure Serviceهای تعریف‌شده توسط استاندارد و پروژه کاربرد دارد.

اما RTJ به معنی «صفر نشتی تضمینی» نیست.

کیفیت Groove، Ring، Bolting، Alignment و Assembly همچنان اهمیت دارند.

برای جزئیات بیشتر می‌توانید مقاله فلنج رینگ جوینت چیست؟ را بررسی کنید.

Pressure Class چیست؟

فلنج‌های ASME معمولاً با Classهایی مانند:

• 150
• 300
• 400
• 600
• 900
• 1500
• 2500

شناخته می‌شوند.

اما نکته مهم:

Class 300 یعنی فشار مجاز ثابت 300 psi نیست.

Pressure-Temperature Rating به:

• Material Group
• Design Temperature
• Rating Class
• Standard

وابسته است.

به همین دلیل برای تعیین Maximum Allowable Pressure باید جدول Rating مربوط به Material و Temperature بررسی شود.

چرا با افزایش دما Rating تغییر می‌کند؟

Mechanical Properties مواد با Temperature تغییر می‌کنند.

به همین دلیل Flange‌ای که در دمای پایین‌تر Pressure مشخصی را تحمل می‌کند ممکن است در Temperature بالاتر Pressure Rating پایین‌تری داشته باشد.

این موضوع یکی از دلایلی است که نباید Class را مستقیماً به psi تبدیل کرد.

استاندارد ASME B16.5

یکی از مهم‌ترین مراجع Flangeهای صنعتی، ASME B16.5 است.

این استاندارد مواردی مانند:

• Pressure-Temperature Ratings
• Materials
• Dimensions
• Tolerances
• Marking
• Testing

را برای Flangeها و Flanged Fittingهای تحت Scope خود پوشش می‌دهد.

نسخه جاری آن ASME B16.5-2025 است.

در محدوده اصلی استاندارد، Flangeهای NPS 1/2 تا NPS 24 و Classes مختلف پوشش داده می‌شوند؛ البته محدوده بعضی Classes مانند Class 2500 محدودتر است.

بنابراین نباید فقط نام B16.5 را بدون بررسی Size و Class به هر Flange نسبت داد.

ASME B16.47 چیست؟

برای بسیاری از Large Diameter Flangeها استاندارد ASME B16.47 مطرح است.

نسخه جاری آن نیز 2025 است.

این Standard سایزهای:

NPS 26 تا NPS 60

را در Classes تعریف‌شده تحت پوشش قرار می‌دهد.

B16.47 دارای Seriesهای مختلف است و هنگام سفارش Large Bore Flange باید Series نیز مشخص باشد.

آیا هر فلنج بزرگ B16.47 است؟

خیر.

یک Flange بزرگ ممکن است:

• Standard
• Equipment-Specific
• Custom Designed

باشد.

اگر Dimensions خارج از Scope استاندارد باشند، باید Drawing و Design Calculation مناسب وجود داشته باشد.

متریال فلنج استیل

Stainless Steel Flange در Gradeهای مختلف تولید می‌شود.

در پروژه‌های مختلف ممکن است:

• 304
• 304L
• 316
• 316L
• Duplex
• Alloyهای دیگر

استفاده شوند.

انتخاب Grade باید براساس:

Fluid + Corrosion + Temperature + Welding + Project Specification

انجام شود.

برای مقایسه دو گرید رایج می‌توانید مقاله تفاوت استیل 304 و 316 را مطالعه کنید.

آیا فلنج 316L همیشه بهتر است؟

خیر.

316L در بسیاری از محیط‌ها انتخاب مناسبی است، اما:

• هزینه بالاتری دارد
• در تمام Chemicalها مقاوم نیست
• Requirement هر پروژه متفاوت است

اگر 304 برای شرایط Process کافی باشد، استفاده از Material گران‌تر الزاماً مزیت مهندسی ایجاد نمی‌کند.

برعکس، اگر محیط حاوی Chloride یا Chemical خورنده باشد ممکن است حتی 316L نیز کافی نباشد.

Schedule در فلنج چه اهمیتی دارد؟

Schedule مربوط به Wall Thickness Pipe است.

این موضوع در بعضی Flange Typeها، به‌ویژه Welding Neck، برای تطابق Bore و Welding End اهمیت زیادی دارد.

برای مثال اگر Pipe از SCH 40S باشد، Welding Neck باید Bore متناسب با Pipe موردنظر داشته باشد.

پس NPS و Class به‌تنهایی همیشه سفارش را کامل نمی‌کنند.

Gasket چگونه انتخاب می‌شود؟

Gasket یکی از عناصر کلیدی Flanged Joint است.

انتخاب آن به عواملی مانند:

• Facing
• Pressure
• Temperature
• Fluid
• Material Compatibility
• Flange Standard

وابسته است.

انواع مختلف Gasket شامل طراحی‌هایی مانند:

• Sheet/Flat Gasket
• Spiral Wound
• Ring Joint
• سایر Gasketهای مهندسی‌شده

هستند.

برای جزئیات بیشتر درباره اصول انتخاب می‌توانید مقاله گسکت چیست؟ را مطالعه کنید.

Bolting چقدر اهمیت دارد؟

حتی Flange و Gasket مناسب نیز بدون Bolt Load مناسب می‌توانند Leak کنند.

موارد مهم شامل:

• Bolt Material
• Stud Diameter
• Lubrication
• Tightening Sequence
• Torque/Tension Method
• Alignment

هستند.

در Jointهای Critical، Assembly Procedure باید طبق Engineering Requirement تعریف شود.

آیا هر فلنج استیل برای صنایع غذایی یا دارویی مناسب است؟

خیر.

یک ASME Process Flange معمولی الزاماً Hygienic Connection نیست.

در خطوط غذایی و دارویی ممکن است به:

• Hygienic Geometry
• Surface Finish
• Drainability
• Cleanability
• Clamp/BPE Connection

نیاز باشد.

بنابراین «Stainless Steel» بودن به‌تنهایی Equipment را Pharmaceutical Grade نمی‌کند.

تفاوت فلنج و اتصال کلمپی

Flanged Joint معمولاً با چند Stud Bolt و Gasket مونتاژ می‌شود.

Clamp Connection دارای Ferrule، Gasket و Clamp مخصوص است و امکان بازکردن سریع‌تری ایجاد می‌کند.

در بسیاری از خطوط Hygienic از Clamp Connection استفاده می‌شود، اما Flange در تجهیزات و Utility Systemهای مختلف همچنان کاربرد دارد.

انتخاب Connection باید براساس Process Design انجام شود.

فلنج عینکی واقعاً فلنج است؟

اصطلاح بازار «فلنج عینکی» رایج است، اما Spectacle Blind از نظر فنی یک Flange معمولی نیست.

این تجهیز یک Operational Line Blank است که بین دو Flange نصب می‌شود.

بنابراین نباید آن را کنار Welding Neck و Slip-On به‌عنوان Flange Type معمولی قرار داد.

هنگام خرید فلنج چه اطلاعاتی لازم است؟

چند نمونه سفارش ناقص

«فلنج استیل 4 اینچ»

مشخص نیست چه Type، Class، Facing و Material لازم است.

«فلنج 316 کلاس 300»

هنوز نوع Flange، Facing و احتمالاً Schedule مشخص نیست.

«فلنج گلودار 6 اینچ»

بدون Class، Material، Schedule و Facing سفارش کامل نیست.

نمونه Specification کامل‌تر

برای مثال یک RFQ می‌تواند ساختاری شبیه این داشته باشد:

Welding Neck Flange – NPS 4 – Class 300 – RF – 316L – Bore متناسب با Pipe Schedule – ASME B16.5

البته Specification واقعی باید از Drawing، Line Class یا Piping Material Specification پروژه استخراج شود.

بررسی فلنج هنگام تحویل

هنگام دریافت کالا موارد زیر را کنترل کنید:

• Type
• Size
• Class
• Facing
• Material Marking
• Standard
• Heat Number در صورت Requirement
• Bore
• Bolt Hole Pattern
• Surface Damage
• RTJ Groove در صورت وجود
• MTC و Certificates

هرگونه ضربه یا Damage روی Sealing Surface باید جدی گرفته شود.

دسته فلنج استیل

برای مشاهده محصولات و مدل‌های موجود، صفحه خرید فلنج استیل بخش تجاری اصلی این خانواده است.

در این دسته انواع مختلف Flange برای استعلام و بررسی محصول قرار می‌گیرند، در حالی که این مقاله برای شناخت فنی و انتخاب نوع مناسب طراحی شده است.

جمع‌بندی

فلنج یک Component ساده دایره‌ای نیست؛ بخشی از یک Bolted Flanged Joint است که عملکرد آن به هماهنگی چند پارامتر وابسته است.

برای انتخاب صحیح مسیر زیر را دنبال کنید:

Design Code → Flange Standard → NPS → Type → Class → Material → Facing → Bore/Schedule → Gasket → Bolting

مهم‌ترین اشتباه این است که فلنج را فقط براساس «سایز و جنس» سفارش دهیم.

یک فلنج مناسب باید با Pipe، Pressure، Temperature، Material Specification، Gasket و Equipment مقابل سازگار باشد.

به همین دلیل پیش از خرید، Line Class یا Datasheet واقعی پروژه باید مبنای انتخاب قرار گیرد.