فلنج حلقة اللحام الحر هو هيكل فلنج خفيف الوزن يتم توصيله بالأنابيب عن طريق حلقة لحام، ويمكن أن يوضع جسم الفلنج بحرية على الأنابيب، ويتميز بسهولة التركيب، وانخفاض التكلفة، ومقاومة التآكل، وهو مناسب للأنابيب ذات الضغط المتوسط والمنخفض ومناطق الوسائط المسببة للتآكل. سيتم تقديم شرح مفصل أدناه من حيث الهيكل والأداء والتطبيق:

تصميم الهيكل ومبدأ العمل

1. المكونات الأساسية

جسم الفلنج الحر: على شكل حلقة، ويبلغ قطر الفتحة الداخلية أكبر من القطر الخارجي للأنبوب، ويمكن وضعه بحرية على الأنبوب، ولا يتلامس مباشرة مع الوسيط، بل يلعب دورًا في ضغط وتثبيت الحشية.

حلقة اللحام المسطحة (غطاء اللحام): ملحومة في نهاية الأنبوب، ويتوافق قطرها الخارجي مع قطر سطح التلامس للفلنج، لتشكيل سطح مانع للتسرب والضغط.

شكل سطح التلامس: غالبًا ما يكون مسطحًا (FF) أو محدبًا ومقعرًا (MFM)، وفي بعض الحالات ذات الضغط العالي، يمكن استخدام سطح الأخدود (TG)، ولكن لا يُستخدم بشكل عام سطح الحلقة (RJ).

2. مبدأ العمل

يتم توصيل الأنبوب وحلقة اللحام المسطحة بواسطة لحام زاوية، ويُحكم جسم الفلنج على الحشية بواسطة البراغي، مما يحقق مانعًا للتسرب في الأنبوب. نظرًا لأن جسم الفلنج لا يتلامس مع الوسيط، فيمكن اختيار مواد منخفضة التكلفة (مثل الفولاذ الكربوني)، بينما يتم اختيار مواد مقاومة للتآكل (مثل الفولاذ المقاوم للصدأ) لحلقة اللحام المسطحة وفقًا لخصائص الوسيط.

اختيار المواد وعمليات التصنيع

1. تكوين المواد

جسم الفلنج:

الفولاذ الكربوني: Q235B، 20#، Q345B (مناسب للوسائط غير المسببة للتآكل، ودرجة الحرارة ≤300 ℃)؛

الفولاذ المقاوم للصدأ: 304، 316L (يستخدم في الحالات التي يتطلب فيها جسم الفلنج مقاومة للتآكل، مثل أنابيب مياه البحر)؛

الحديد الزهر: HT200 (مناسب فقط للأنابيب ذات الضغط المنخفض وغير الحرجة، PN≤1.0MPa).

حلقة اللحام المسطحة:

يتلامس مع الوسيط، ويجب اختياره وفقًا لخصائص الوسيط: 304 (وسيط حمض النيتريك)، 316L (حمض الهيدروكلوريك / حمض الخليك)، سبائك هاستيلوي (ظروف تآكل قوية)، سبائك التيتانيوم (مياه البحر / الكلور الرطب).

الحشية: حشية من الأسبستوس المطاطي، حشية معدنية ملفوفة (متوسطة الضغط)، حشية من التفلون (مقاومة للتآكل).

2. عمليات التصنيع

جسم الفلنج: DN≤200 غالبًا ما يستخدم قطع المسبوكات أو الصفائح؛ DN＞200 يستخدم لف وتشكيل الصفائح الفولاذية واللحام، ثم معالجة سطح التلامس.

حلقة اللحام المسطحة: يتم قطع الصفائح ثم لحامها على الأنبوب، ويجب التحكم في تشوه عملية اللحام (مثل اللحام المتماثل)، ويجب إجراء فحص للعيوب السطحية بعد اللحام (مثل فحص المسحوق المغناطيسي).

المزايا

تحسين التكلفة: يمكن اختيار مواد منخفضة التكلفة (مثل الفولاذ الكربوني) لجسم الفلنج، فقط حلقة اللحام المسطحة مصنوعة من مواد مقاومة للتآكل، مما يقلل من تكلفة الفلنج المصنوع بالكامل من الفولاذ المقاوم للصدأ بنسبة 30٪ -50٪.

سهولة التركيب: يمكن تدوير جسم الفلنج بحرية، مما يسهل محاذاة ثقوب البراغي، وهو مناسب للمواقع التي يكون فيها انحراف موضع الأنبوب أثناء التركيب الميداني (مثل أنابيب السفن، ووصلات خزانات التخزين).

مقاومة التمدد الحراري والانكماش الحراري: عندما يتعرض الأنبوب للتشوه الحراري، يمكن لجسم الفلنج والأنبوب الانزلاق قليلاً، مما يقلل من إجهاد الأنبوب، وهو مناسب لأنابيب البخار (تذبذب كبير في درجة الحرارة).

سهولة الاستبدال: يمكن استبدال حلقة اللحام المسطحة التالفة بشكل منفصل دون الحاجة إلى تفكيك الفلنج بالكامل، مما يقلل من تكلفة الصيانة (مثل الصيانة الدورية لأنابيب الصناعات الكيميائية).

مجالات التطبيق

صناعة طاقة الرياح	صناعة بناء السفن	صناعة الآلات
صناعة الطاقة النووية	صناعة حقول النفط	صناعة المواد الكيميائية