اتصالات فلنج دار پلی اتیلن

اتصالات فلنج دار پلی‌اتیلن رکن کلیدی در انتقال سیالات تحت فشار به‌ویژه در قطرهای متوسط و بزرگ‌اند؛ جایی‌که اتصال دائمی (جوش لب به لب یا الکتروفیوژن) یا رزوه‌ای دیگر کفایت نمی‌کند و دسترسی دوره‌ای برای تعمیرات، تعویض تجهیزات یا تغییر آرایش شبکه ضروری است. ساختار پایه شامل دو جزء اصلی استاب اند یا فلنج آداپتور پلی‌اتیلن و رینگ پشتیبان فولادیِ سوراخ‌کاری شده است که به‌کمک پیچ و مهره، نیروی فشاری یکنواختی را به گسکت وارد می‌کنند. این طراحی، امکان آب‌بندی کلاس بالا و جداسازی آسان را توأمان فراهم می‌کند؛ ویژگی‌ای که خطوط آب آشامیدنی، فاضلاب پمپاژ‌شده، دوغاب معدنی و نیز حلقه‌های سرد و گرم صنایع فرایندی به آن متکی هستند.

مزیت‌های فنی و اقتصادی

۱. آب-بندی پایدار در چرخه‌های فشار

پلی‌اتیلن به دلیل مدول الاستیسیته پایین‌تر از فولاد، پس از اعمال بار پیچ مقدار اندکی خزشی (creep) نشان می‌دهد؛ با وجود این، ترکیب رینگ فلزی صلب و گسکت مناسب (EPDM برای آب، NBR برای هیدروکربن‌ها، PTFE برای مواد خورنده) سبب می‌شود سطح تماس تحت تنش فشاری ثابت باقی بماند. این خاصیت، نشتی را حتی در شوک‌های هیدرولیکی ناگهانی و سیکل‌های قطع و وصل پمپ مهار می‌کند.

۲. سازگاری شیمیایی برتر

بدنه پلی‌اتیلن در برابر کلر آزاد، اسیدهای آلی و معدنی رقیق، محلول‌های نمکی و طیف گسترده‌ای از سوخت‌ها مقاوم است. بنابراین اتصال فلنجی پلی‌اتیلن می‌تواند به عنوان نقطه گذار ایمن میان شبکه های HDPE و تجهیزاتی از جنس فولاد زنگ نزن، چدن نشکن، UPVC یا GRP عمل کند بدون آن‌که نگرانی از خوردگی گالوانیک وجود داشته باشد.

۳. تحمل تنش‌های مکانیکی و حرارتی

استاب اندهای رده SDR11 تا SDR17 بنا بر استاندارد ISO 4427-1 تنش مجاز 8 تا 16 بار را در دمای مرجع 20 °C تحمل می‌کنند. با افزایش دما (مثلاً 40 °C)، فشار مجاز حدود 20 % کاهش می‌یابد؛ اما رینگ فولادی پشت بند این کاهش صلبیت را جبران می‌کند و از بیضی شدن دهانه جلوگیری می‌کند.

۴. سهولت جداسازی و بازرسی

در مراکز تقلیل فشار گاز یا ایستگاه‌های پمپاژ آب، نیاز به بازدید دوره‌ای شیرآلات متداول است. اتصال فلنجی اجازه می‌دهد فقط با باز کردن چند مهره، شیر یا پمپ به بیرون کشیده و پس از اورهال دوباره در مدار قرار گیرد؛ در حالی‌که جوش لب به لب مستلزم برش لوله و جوش مجدد است.

دسته‌بندی اجزا و استانداردها

بخش اتصال	متریال رایج	استاندارد ابعادی	رده فشار (بار)
استاب اند کوتاه	PE100, SDR11 یا 13.6	ISO 9623 / EN 1092-3	PN10 – PN16
رینگ پشتیبان	فولاد کربنی ST37 با پوشش اپوکسی یا فولاد زنگ نزن 304/316	EN 1092-1 (نوع 02) یا ANSI B16.5 (Class 150)	بسته به ضخامت رینگ، تا PN25
گسکت تخت	EPDM، NBR، PTFE	EN 1514-1 / ASME B16.21	متناسب با سیال و دما
پیچ و مهره	گالوانیزه گرم کلاس 8.8 یا استنلس A2-70	ISO 4017 / ASTM A193	گشتاور براساس قطر

انتخاب کلاس فلنج

کلاس فلنج فولادی باید حداقل با فشار طراحی شبکه منطبق باشد. برای نمونه در شبکه آب شهری PN10، به‌کارگیری رینگ ANSI Class 150 توصیه می‌شود؛ چراکه تحمل فشاری معادل 19 بار در 20 °C دارد و حاشیه ایمنی کافی ایجاد می‌کند. در پروژه‌های انتقال دوغاب با ضربه‌های فشار بیشتر، رینگ Class 300 یا PN25 استفاده می‌شود.

روش نصب مرحله به مرحله

1. برش و آماده‌سازی لوله: سر لوله باید عمود بر محور و عاری از پلیسه باشد. استفاده از رنده زن سطح خارجی، اکسید سطحی را می‌زداید و کیفیت جوش استاب اند را بهبود می‌دهد.
2. جوش لب به لب استاب: دمای هیتر 220 ± 10 °C و فشار جوش 0.15 N/mm² برای PE100 متداول است. زمان نگه‌داری حرارت و سردشدن به ضخامت وابسته است؛ مثلاً برای قطر 225 میلیمتر، حرارت دهی 14 ثانیه و نگه‌داری فشار 6 دقیقه کفایت می‌کند.
3. مونتاژ رینگ و گسکت: پس از سرد شدن کامل، رینگ فولادی روی پشت لبه استاب قرار می‌گیرد. گسکت تخت بدون چروک باید روی فیس فلنج مقابل مرکز شود.
4. بستن پیچ‌ها به صورت ضربدری: گشتاور در سه دور اعمال می‌شود؛ 30 %، 60 % و سپس 100 % مقدار نهایی توصیه‌شده. جدول زیر نمونه مقادیر مرجع برای آب 20 °C است.

قطر پیچ (mm)	گشتاور نهایی (N·m) برای رینگ فولادی/گسکت EPDM
M12	35
M16	80
M20	160
M24	270
M27	400

5. تست فشار: آزمون هیدرواستاتیک 1.5 برابر فشار کار حداقل 30 دقیقه انجام می‌شود. هرگونه افت فشار نشانه نشتی یا اتصالات سست است که باید قبل از بهره برداری برطرف شود.

نکات طراحی و بهره‌برداری

• هم‌محوری خط: انحراف زاویه‌ای بیش از 1.5 ° تنش قابل‌توجهی به گسکت وارد می‌کند و عمر آب‌بندی را می‌کاهد. در خطوط مدفون، استفاده از بلوک بتنی مهارکننده (thrust block) در تغییر جهت‌های نزدیک فلنج توصیه می‌شود.
• جبران انبساط طولی: ضریب انبساط حرارتی پلی‌اتیلن (0.19 mm/m·°C) 8 برابر فولاد است. در لوله‌های طویلی که یک سر آن فلنج شده و سر دیگر مفصل لغزنده ندارد، باید حلقه انبساط یا منحنی لوله لحاظ شود تا استرس به پیچ‌ها منتقل نشود.
• انتخاب گسکت: برای دمای بالاتر از 60 °C، EPDM و NBR کارایی خود را از دست می‌دهند؛ گسکت PTFE یا گرافیت تقویت شده گزینه مناسب است.
• ترک‌متر دوره‌ای: در خطوطی که چرخه دمایی شدید دارند (مثلاً افشانه آب داغ و سرد)، توصیه می‌شود هر شش ماه یک‌بار گشتاور پیچ‌ها کنترل شود تا اثر خزشی مواد جبران گردد.

کاربردهای شاخص

• ایستگاه‌های پمپاژ آب شهرستانی: اتصال مانیفولد فولادی به کلکتور پلی‌اتیلن با فلنج PN16 قطر 315 میلیمتر.
• واحد نمک‌زدایی آب دریا: پیوند خط مکش HDPE Ø630 mm به پمپ سانتریفیوژ سوپر داپلکس با رینگ Class 300 و گسکت PTFE.
• بسته‌های فیلتراسیون آبیاری بارانی: رابط فلنجی پیچی SDR17 به همراه اورینگ NBR برای جابه‌جایی سریع در مزرعه.
• انتقال دوغاب باطله معدن: لوله پلی‌اتیلن مقاوم به سایش Ø450 mm متصل به لوله فولادی زره‌پوش توسط استاب اند پایه بلند و رینگ ضخیم تقویت‌شده.

اصطلاحات و نام‌های متداول بازار

• فلنج جوشی کوتاه/بلند (Stub End Short/Long): نوع بلند به دلیل طول دهانه، برای فشارهای بالاتر و قطرهای بزرگ توصیه می‌شود.
• رینگ گردبر (Backing Ring): حلقه فولادی سوراخ‌دار؛ در گویش کارگاهی به «گردبر» نیز مشهور است.
• فلنج لپ جوینت: ترکیب استاب پلی‌اتیلن با رینگ آزاد که روی آن می‌لغزد؛ در پروژه‌هایی با تغییر جهت مکرر خط به کاهش تنش کمک می‌کند.
• فلنج مکانیکی (Mechanical Flange Adaptor): بدنه پلی‌اتیلنی مجهز به بوش و اورینگ که بدون جوش، روی لوله مهار می‌شود؛ گزینه محبوب در آبیاری مزارع به سبب سرعت نصب.

در پایان شایان ذکر است مجموعه «تمام بها» به‌عنوان یکی از تأمین‌کنندگان معتبر انواع اتصالات فلنج دار پلی‌اتیلن مطابق استانداردهای بین‌المللی، سبد گسترده‌ای از استاب اند، رینگ کربنی و استنلس، گسکت‌های تخصصی و پیچ و مهره آبکاری‌شده را در اقطار 63 تا 1200 میلیمتر عرضه می‌کند؛ هرچند تمرکز این برند بر ارائه قیمت رقابتی و تحویل سریع است، مشتریان می‌توانند محصولات مشابه را از سایر تولیدکنندگان داخلی نیز تهیه کنند و تیم فنی تمام بها آماده مقایسه فنی و راهنمایی در انتخاب بهینه برای پروژه‌های گوناگون است.