الفلنجة عبارة عن وصلة أنبوب مسطحة ذات ثقوب دائرية أو مربعة للمثبتات (البراغي، المسامير، إلخ). تُستخدم هذه المكونات لإنشاء وصلة متينة للغاية ومقاومة للتسرب على امتداد جزء طويل من خط الأنابيب.
تُعد الوصلات ذات الحواف لأنابيب الصلب طريقة شائعة جداً. وتتميز بوجود ثقوب متباعدة بالتساوي للمسامير والبراغي.
لا تُعدّ الوصلات ذات الحواف شائعة الاستخدام في الأنظمة المنزلية، إذ صُممت هذه التقنية للتطبيقات الصناعية. وفي حال تركيب وحدة ذات حواف فولاذية، يجب إيلاء عناية خاصة لجميع العلامات وفقًا للمعايير ذات الصلة.
أصبحت الوصلات ذات الحواف النوع الأكثر شيوعًا من الموصلات الفولاذية القابلة للفصل في قطاعات الكيماويات والصناعة والإسكان والمرافق. ويعود ذلك إلى تصميمها المانع للتسرب، وبساطة تركيبها، وسهولة تصنيعها وتركيبها.
ما هي الشفة وكيف تعمل؟
لا يقتصر مصطلح "الشفة" على تجهيزات السباكة فحسب، بل يشمل أيضاً طريقة تثبيت الأنابيب، وهي طريقة شائعة الاستخدام في جميع القطاعات الصناعية. وتتميز وصلات الأنابيب الفولاذية ذات الشفة بإحكامها ومتانتها.
علاوة على ذلك، فإن الوصلة قابلة للفصل. وهذا يعني أنه بعد إزالتها، يمكن إجراء جميع الإصلاحات اللازمة وإعادة استخدام جزء الأنبوب. يتم اختيار وصلات الفلنجات لأنابيب الصلب بناءً على الغرض المقصود من الشبكة، وتُستخدم أنواع مختلفة من الفلنجات المصنوعة من مواد متنوعة.
مع وجود مجموعة واسعة من خيارات الفولاذ، يمكن تمييز الأنواع الرئيسية التالية من الهياكل:
- خيارات التمرير. تُستخدم هذه الخيارات بنجاح لتمديد أطوال خطوط الأنابيب.
- حواف فارغة. هذه نسخة غير فعالة من هذه الأجزاء.
اتضح أن الفلنجات هي أجزاء ربط يتم تركيبها في الشبكات طويلة المدى وفي خطوط الأنابيب ذات الضغط الداخلي العالي، ولكن تعتبر الوصلات المتجانسة عن طريق اللحام ذات أولوية أعلى.
يتم إيقاف تدفق السائل عبر خط الأنابيب قبل التركيب، ولا يُستأنف إلا بعد توقف جميع الأعمال تمامًا. ويُولى اهتمام خاص للضغط؛ إذ يُنصح بزيادة الحمل على هذا المكون تدريجيًا.
مجالات استخدام أجزاء التوصيل
عند مناقشة هذا العنصر، من المهم توضيح أنه ليس جزءًا من أدوات التثبيت. الغرض الرئيسي من هذا الجهاز هو إنشاء هيكل داعم لمسامير التثبيت مع ضمان إحكام الغلق في الوقت نفسه.
تُستخدم هذه المكونات، سواءً كصمامات إغلاق أو وصلات، في شبكات المرافق العامة في قطاع الإسكان والخدمات المشتركة، وفي صناعة إنتاج النفط. كما تُستخدم على نطاق واسع في صناعات الوقود والغاز. في هذه الصناعات، تُستخدم وصلات شفة متينة للغاية وطويلة الأمد لتركيب أجهزة القياس في الشبكة.
تتيح تقنيات التصنيع المختلفة وأنواع المواد المستخدمة في هذه العناصر التشغيل الفعال للشبكات التي تنقل المواد العدوانية تحت ضغط عالٍ.
عند مدّ أنظمة الأنابيب الفولاذية، تُستخدم في أغلب الأحيان أقراص مصنوعة من مواد مماثلة. وهذا يُؤدي إلى مستوى موحد من ضغط الحمل، ويُشكّل حمايةً من تلف المكونات نتيجةً لتقلبات درجات الحرارة.
يُعدّ هذا النوع من التلف شائعًا في وصلات المواد ذات الموصلية الحرارية المختلفة. تُستخدم حواف من الحديد الزهر والألومنيوم والنحاس الأصفر والبرونز في أنابيب الصلب. مع ذلك، تُعتبر منتجات الصلب الكربوني الخيار الأمثل بلا منازع لهذا النوع من العمل. وهناك عدة أسباب لذلك:
- ليس مكلفاً للغاية.
- الجدوى العملية.
- سهل المعالجة.
تُستخدم الوصلات ذات الحواف في جميع الصناعات. وتتيح مجموعة واسعة من المواد المستخدمة في تصنيع هذه الأجهزة الاستخدام الأمثل لأي خط أنابيب.
تتطلب بعض أنواع الأنظمة تجويفًا خاصًا للحشيات. وتتطلب وصلات الفلنجات في شبكات نقل الغاز فحصًا دقيقًا للغاية، ما يستلزم استخدام فلنجات خضعت لاختبارات جودة مفصلة.
الميزات والمواصفات
تتمثل السمة الرئيسية لمثبتات الفلنجات في خصائص تصميمها. أما في روسيا ودول رابطة الدول المستقلة، فإن المعايير الأكثر شيوعًا هي:
- يحدد معيار GOST 12820-80 خصائص تصميم الحواف الملحومة المسطحة.
- GOST 12821-80. يحدد خصائص تصميم الفلنجات الملحومة من طرف إلى طرف.
- GOST 12822-80. تحدد هذه الوثيقة خصائص تصميم الحواف الفولاذية المثبتة على قرص ملحوم.
صُممت الأجهزة التي تندرج ضمن هذه المجموعات الرئيسية الثلاث للاتصال المباشر بين الشبكة والمعدات. وتختلف شروط تركيب كل آلية من الآليات المعروضة.
أجزاء فولاذية ملحومة مسطحةأثناء التركيب، يتم "إدخال" هذا العنصر على الأنبوب، ثم يتم لحامه حوله باستخدام لحامتين.
آلية فولاذية ملحومة طرفيًاإن تركيب هذا الجزء الفولاذي، مقارنة بالخيار الأول، لا يتطلب سوى لحام واحد - وهو وصلة الربط.
تُوصل هذه العملية طرف الأنبوب و"طوق" آلية التوصيل من طرف إلى طرف. وهذا يُبسط عملية التثبيت بشكل كبير ويقلل وقت التركيب.
هيكل فولاذي قائم بذاته على حلقة ملحومةيتضمن جزءًا رئيسيًا وحلقة، ويجب أن يكون لهما نفس الحجم والضغط الاسميين.
إذا قمنا برسم تشابه مع الخيارات المذكورة سابقًا، فإن سهولة التركيب في هذه الآلية تكون على مستوى أعلى، لأن القرص نفسه ملحوم بالأنابيب، ويتم ترك الشفة في وضع حر.
يُتيح ذلك توصيل فتحات البراغي في المكونات القائمة بذاتها والآليات المماثلة في الوصلات بسهولة، حتى في المناطق التي يصعب الوصول إليها. كما لا يتطلب هذا التوصيل تدوير الأنبوب.
تشمل الجوانب الإيجابية لاستخدامها حقيقة أنه عند اختيار أنبوب من الفولاذ المقاوم للصدأ، يمكنك تركيب حلقة من الفولاذ المقاوم للصدأ وهيكل شفة مصنوع من الفولاذ الكربوني.
تُستخدم تصنيفات أخرى أيضاً في جميع أنحاء العالم، على سبيل المثال:
- DIN هي معايير ألمانية، وهي سارية المفعول في الدول الأوروبية؛
- ANSI/ASME هي معايير أمريكية وتستخدم في اليابان والولايات المتحدة الأمريكية وأستراليا.
تُترجم هذه المعايير إلى جداول خاصة، حيث يوجد بيان واضح للمعيار الذي يحدد خصائص منتج معين.
تصاميم أسطح منع التسرب للشفة
كما ذكرنا سابقاً، تُصنّع وصلات أنابيب الصلب هذه وفقاً لمعايير GOST. وتُصنّع هذه الوصلات بأسطح مانعة للتسرب بالتصاميم التالية:
- الطائرة مصنفة بالرمز A.
- الاكتئاب. يُرمز له بالحرف F.
- جروف. تصنيفه D و M.
- بالنسبة لحشوات العدسات. هذا الخيار مُصنّف بالحرف K.
- نتوء للتوصيل. مُصنَّف ب.
- نتوء. يُشار إليه بالحرف E.
- سبايك. يُرمز لهذا النوع بالحرف C و
- للحشيات ذات المقطع البيضاوي. يُرمز لهذا النوع بالحرف J.
يجب إنتاج حواف الصمامات بأسطح مانعة للتسرب من الأنواع A و B و D و F و J و K و M. ولا يُسمح بخيارات أخرى لأسطح منع التسرب لحواف الصمامات إلا بناءً على طلب العميل.
تُستخدم الحواف ذات أسطح منع التسرب A وB وC وD وE وF مع الوصلات التي يتم إحكام إغلاقها باستخدام الحشيات التالية:
- مسنن؛
- معدن؛
- الجرافيت؛
- ميتالوغرافيت.
يتم تصنيع الفلنجات وفقًا لمتطلبات تضمن الحفاظ على الأبعاد الهندسية والخصائص الميكانيكية.
على سبيل المثال، يمكن إنتاج الحواف المسطحة باللحام، شريطة استيفاء شروط اللحام أثناء التشغيل. ويجب تحقيق ذلك على امتداد كامل المقطع العرضي للجهاز. يُوصى بإجراء اختبار بالموجات فوق الصوتية لتقييم جودة هذه اللحامات.
وكقاعدة عامة، يتم تحديد طريقة التصنيع من قبل الشركة المصنعة، ما لم يناقش العميل هذا الأمر بشكل إضافي عند تقديم الطلب.
أنواع مستديرة ومربعة
بحسب أنواع الإنشاءات، تُصنّف البيانات ما يلي:
- يتم قياس حجم التجويف الاسمي بالملليمترات ويتم تحديده بالرمز DU.
- مقدار الضغط الاسمي. ويتم قياسه بوحدة كجم/سم².
- المادة المستخدمة كمادة خام.
- التنفيذ المباشر. في هذه الحالة، تُستخدم الأرقام من واحد إلى تسعة؛ وهي تشير إلى نوع السطح المطلوب تركيبه أسفل الحشية.
ترتبط الخصائص التكنولوجية لوصلات الشفة الفولاذية على الأنابيب ارتباطًا مباشرًا بالعمليات التكنولوجية وقطع العمل المستخدمة في العمل.
تأتي الفلنجات بأشكال دائرية ومربعة، وذلك بحسب طريقة التصنيع. حاليًا، عدد الوصلات المخصصة لخطوط الأنابيب التي تتطلب أشكالًا مربعة محدود. ومع ذلك، تظل هذه الوصلات ذات أهمية.
لهذه الأسباب، بالنسبة لقيم الضغط التي لا تتجاوز 40 كجم/سم2 وفقًا لمعيار GOST 12815-80، لا يتم توفير آليات مستديرة الشكل فحسب، بل يتم توفير أنواع مربعة الشكل أيضًا.
الضغط الذي يمكنهم تحمله
يُعدّ هذا مؤشراً بالغ الأهمية على أداء الآلية. وتعتمد قيم هذه المعايير على الأبعاد الهندسية للمنتج، كما يؤثر نوع سطح الإحكام أيضاً على ذلك.
تتحمل المنتجات الفولاذية المسطحة الملحومة (GOST 12820-80) والأجزاء الفولاذية القائمة بذاتها على قرص ملحوم (GOST 12822-80) أحمالاً تصل إلى 25 كجم/سم². أما النسخ الملحومة طرفياً (GOST 12821-80) فتتحمل أحمالاً تصل إلى 200 كجم/سم².
في مثل هذه الحالات، يتم عرض الكمية بأشكال تمثيلية مختلفة، وهي:
- با؛
- ميجا باسكال؛
- atm;
- كجم/سم2 وغيرها.
لكن عند طرح منتجات من هذا الخط، فإن معيار القياس الرئيسي هو كجم/سم2.
ميزات التثبيت
يكمن سر تركيب المثبتات ذات الحواف في إحكام ربط وصلاتها. ولتحقيق أقصى قدر من الإحكام في الهياكل الفولاذية، ينبغي استخدام المكونات ذات الوصلات عالية الدقة فقط.
أما مسار العمل اللاحق فهو كالتالي:
- يتم تنظيف سطح الهيكل وإزالة الشحوم عنه.
- بعد ذلك، تُفحص الأجزاء بحثًا عن التآكل والانبعاجات والتشققات الدقيقة. كما يجب فحص البراغي والصواميل بعناية. تُزال النتوءات من الأجزاء الملولبة. يُنصح بتشحيم الأجزاء الملولبة من البراغي والصواميل.
- بعد ذلك، جهّز الحشية. يجب تركيبها بدقة في المنتصف، ويجب التأكد من وضعها الصحيح. لا يُنصح باستخدام الحشيات القديمة لهذه المهمة.
- من الضروري ربط جميع البراغي بالتسلسل الصحيح. ابدأ بربط البرغي الأول برفق، ثم اربط البرغي المقابل. اربط البرغي الثالث برفق أقل من الأول، ثم استمر في ربط البرغي الرابع المقابل. استمر بهذا التسلسل حتى يتم تثبيت جميع البراغي بإحكام. إذا كنت تعمل على أجزاء تتكون من أربعة براغي، فاستخدم نمطًا متقاطعًا.
يتطلب عزم الربط عناية خاصة، وإلا فلن يتحقق الربط المحكم. يجب توزيع عزم الربط بالتساوي على كامل العنصر. أثناء الربط، يتعرض البرغي لقوة شد. أي قوة زائدة قد تؤدي إلى تلف السنون أو البرغي نفسه.
لضبط قوة شد وصلة الشفة، تُستخدم تقنيات مختلفة:
- آليات الشد الهيدروليكية؛
- مفاتيح عزم الدوران الهيدروليكية؛
- مفاتيح ربط هوائية تعمل بالصدمات؛
- مفاتيح عزم الدوران اليدوية.
أحيانًا، يُستخدم شدّ آلية الشفة يدويًا، لكن هذا لا يناسب إلا فئة معينة من الأشخاص. بعد تثبيت الشفة (خلال أول 24 ساعة)، قد يفقد العنصر حوالي 10% من قوة شدّه. يُنصح بإجراء شدّ إضافي بعد 48 ساعة من تركيب آلية الشفة.
تُعدّ عملية تركيب الفلنجات على الأنابيب الفولاذية عنصراً أساسياً. ويتم اختيار الفلنجات بناءً على جميع الخصائص المذكورة أعلاه. ويمكن للوثائق الفنية أن توفر معلومات حول الفلنجات الأنسب لكل تطبيق على حدة.
فيديو: كيفية لحام شفة بأنبوب
في نهاية المطاف، تُعدّ إصلاحات خطوط الأنابيب مكلفة، لا سيما إذا أدى عطل بسيط إلى سلسلة من التداعيات التي قد تُفضي إلى حالة طوارئ كبرى. ولتجنب ذلك، من الضروري اختيار آليات الفلنجات وفقًا للوائح والوثائق الفنية.
