فلنج تحت فشار در نگاهی تازه

فلنج واژه ای لاتین است.هرکجا دماغه ای از سطحی بیرون میزند از اصطلاح فلنج استفاده می کنند. Flanging اما مفهوم دیگری دارد.از نظر دستور زبان انگلیسی جراند است ودر حوزه پایپینگ به اتصال آب بندی شده دو مقطع حامل انرژی اطلاق می شود. هنوز سندی بر این ادعا که در دوره باستان نیز این عمل انجام می شده یا نه یافت نشده است اما در مواردی در ایران باستان که لوله های سفالی انتقال آب مورد استفاده قرارگرفته مواردی از اتصال فلنجی اولیه وجود داشته است.این اتصالات از نوع ساکت بوده اند.

فلنج معمولا دسته بندی های متفاوتی دارد.از دید سایز وکلاس فشار- دما گرفته تا استاندارد های آن ویا گاه از نظر نوع سطح تماس به دسته های گوناگونی تقسیم می شود که اگر چه سایت های داخلی با کپی برداری از هم تقریبا همه یک نوع تقسیم بندی را ارائه کرده اند وگویی نیازی به این کار نباشد اما در این فضا در فرصتی مناسب تقسیم بندی خود را متکی بر تجربه خویش ارائه خواهم نمود. 

فلنجها تا 1905 بدون محاسبه استفاده می شدند اما در 1905 یک مهندس مکانیک محاسبه اولیه ای را ارائه کرد که به مدل لوکوموتیو شهرت یافت. اندکی بعد Crocker وهمکارش به روش فرضی تیر سازه ای محاسبات کاملتری را ارائه نمودند وسپس Den Hartog دست به کار استفاده از آنالیز برداری شد واین نتیجه را اثبات کرد که دو روش علیزغم تفاوت در مشتقات، نتیجه ای یکسان را تصویر می کنند. این روشها مدتی بعد توسط دیگران اصلاح شد و روش اصلاح شده که از ریاضیات پیشرفته تری استفاده می کرد و ما آنرا روش WRWW می نامیم در اواسط دهه 50 میلادی  مبنای استاندارد ASME قرار گرفت.روش های طراحی معمولا با افزایش دانش انسان و دست یابی به توانمندی های تازه بویژه در کاربرد ریاضیات در مهندسی اصلاح می شوند.برای طراحی فلنج نیز همین سرنوشت اتفاق افتاده و البته محاسبات اصلاح شده WRWWهنوز هم معتبر است هرچند همچون روش های دیگر مصون ازچالش هم نبوده است.در اوایل هزاره سوم یعنی در سالهای 2002 و2003 فعالیت های تازه ای برای اصلاح محاسبات فلنج های تحت فشار انجام گرفت. در ویرایش 2004 استاندارد ASME هیچ اثری نبخشید اما نسیم این فعالیت ها در 2010 ونهایتا در ویرایش 2013 به گونه ای اساسی تر انجمن مهندسان مکانیک آمریکا را وادار به بازبینی استاندارد نمود. در دوره های آموزشی وکلاسها به این مساله با جزئیات اشاره می کنیم ودر اینجا فضا وفرصت کافی برای پرداختن به آن نیست اما احساس می کنم غرور آمریکایی ها بالاخره متزلزل شد و به اصلاحات یک مهندس جوان غیر آمریکایی تن دادند بیشتر از اینها هم تن خواهند داد. روابط گسکت ها ایراد دارد.معیار استحکام بسیار سنگین است حتی API نیز این معیار را زیادی سخت گیرانه دانسته وخود معیاری دیگر تعریف کرده است که کمی گشاده دستانه تر است.امروز دیگر باید به تحلیل حدی روی آورد.اروپایی ها در این رویکرد پیشگام بوده اند. اگر انجمن مهندسان مکانیک امریکا این روش را مبنا قرار ندهد اروپایی های استانداردهایشان را بر صنعت تجهیزات دنیا تحمیل خواهند کرد. فلنج های آمریکایی در آب بندی بسیار ضعیف اند درحالی که نیروی وحشتناکی در طراحی برای این امر لحاظ می شود و این اصلا مطلوب نیست.البته محققان آمریکایی نیز بیکار ننشته اند ودر تحقیقات مداوم سعی در بهبود شرایط آب بندی دارند مثلا برای توزیع پیچها ومعیار مینیمم فواصل به روشهای پیشرفته روی آورده اند اما باز اقناع کننده نیست.

دنیای طراحی فلنج اندکی بعد تغییر خواهد کرد.انجمن معتبر مهندسان مکانیک آمریکا باید پیشگام این تغییرات باشد.پیشتازی آنان در استاندارد نویسی محترم است وغرورشان قابل درک اما عجیب است که فلنج آمریکایی در مقایسه با روش های جدید گاه تا سه برابر وزن وابعاد داشته باشد واین مجموعه استخواندار دست روی دست بگذارد.

رویکرد ما در طراحی به روش های روز دنیاست.از 1380 خود به این روش ها پی برده و به آن پایبند بوده ایم.بدبختانه در این کشور اتکا به نیروهای داخلی چندان ارج ندارد اما چشم آبی ها هرچه بگویند سند است چون چشمشان آبی است. آلمان ها در یک طراحی اشتباه فاحشی کرده بودند.توضیح ما را با آنهمه غرور وطمطراق پذیرفتند و تا ایشان نپذیرفته بودند مشتری ایرانی شان با شک به ادعای ما می نگریست.به هر روی امید که دوستان با نگاهی نو به دنیای طراحی این محصول پرمصرف ومهم بنگرند