หลักการและลักษณะเฉพาะของหน้าแปลนเชื่อมแบบสวม (Slip-on Welding Flanges) สำหรับงานอุตสาหกรรม และความแตกต่างจากหน้าแปลนเชื่อมแบบซ็อกเก็ต (Socket Welding Flanges)

ก่อนอื่น หลักการและลักษณะเฉพาะของการเชื่อมแบบสวมคืออะไรหน้าแปลน?
หน้าแปลนเชื่อมแบบสวม (Slip-on welding flange) คือหน้าแปลนที่เชื่อมต่อกับภาชนะหรือท่อโดยใช้การเชื่อมแบบฟิลเล็ต (fillet weld) เป็นหน้าแปลนประเภทหนึ่งที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย ในขั้นตอนการออกแบบ จะมีการตรวจสอบว่าเป็นหน้าแปลนแบบรวม (integral flange) หรือแบบแยก (loose flange) ขึ้นอยู่กับระดับความแข็งแรงของการเชื่อมต่อระหว่างวงแหวนหน้าแปลนกับส่วนตรง วงแหวนหน้าแปลนมีสองประเภท คือ แบบมีคอและแบบไม่มีคอ เมื่อเทียบกับหน้าแปลนเชื่อมแบบมีคอ หน้าแปลนเชื่อมแบบสวมมีโครงสร้างที่เรียบง่ายกว่าและใช้วัสดุน้อยกว่า แต่ความแข็งแรงและประสิทธิภาพการซีลไม่ดีเท่า หน้าแปลนเชื่อมแบบสวมใช้กันอย่างแพร่หลายในการเชื่อมต่อภาชนะและท่อแรงดันปานกลางและต่ำ

คุณลักษณะของหน้าแปลนเชื่อมแบบสวม: หน้าแปลนเชื่อมแบบสวมไม่เพียงแต่ประหยัดพื้นที่และลดน้ำหนักเท่านั้น แต่ที่สำคัญกว่านั้นคือ ช่วยให้มั่นใจได้ว่าไม่มีการรั่วซึมที่รอยต่อ และให้ประสิทธิภาพการซีลที่ดีเยี่ยม ขนาดของหน้าแปลนที่กะทัดรัดลดลงเนื่องจากเส้นผ่านศูนย์กลางขององค์ประกอบการซีลลดลง ซึ่งช่วยลดพื้นที่หน้าตัดของพื้นผิวการซีล ประการที่สอง ปะเก็นหน้าแปลนถูกแทนที่ด้วยแหวนซีลเพื่อให้แน่ใจว่าพื้นผิวการซีลเข้ากันได้ดี ซึ่งหมายความว่าใช้แรงดันเพียงเล็กน้อยในการขันพื้นผิวการซีลให้แน่น เมื่อแรงดันที่ต้องการลดลง ขนาดและจำนวนของสลักเกลียวก็สามารถลดลงได้ตามไปด้วย ส่งผลให้ผลิตภัณฑ์ใหม่มีขนาดเล็กและน้ำหนักเบา (เบากว่าหน้าแปลนแบบดั้งเดิม 70%–80%) ดังนั้น หน้าแปลนแบบสวมจึงเป็นผลิตภัณฑ์หน้าแปลนที่มีคุณภาพสูง ช่วยลดน้ำหนักและพื้นที่ และมีบทบาทสำคัญในการใช้งานทางอุตสาหกรรม

หลักการซีลของหน้าแปลนแบบสวม: พื้นผิวซีลทั้งสองของสลักเกลียวจะกดกับปะเก็นหน้าแปลนเพื่อสร้างซีล แต่สิ่งนี้ก็อาจนำไปสู่ความล้มเหลวของซีลได้เช่นกัน เพื่อรักษาซีลไว้ ต้องใช้แรงกดจากสลักเกลียวมหาศาล ซึ่งต้องใช้สลักเกลียวขนาดใหญ่ขึ้น สลักเกลียวขนาดใหญ่ขึ้นต้องใช้แหวนรองขนาดใหญ่ขึ้น หมายความว่าต้องใช้สลักเกลียวที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ขึ้นเพื่อขันแหวนรองให้แน่น อย่างไรก็ตาม ยิ่งเส้นผ่านศูนย์กลางของสลักเกลียวใหญ่ขึ้นเท่าใด หน้าแปลนก็ยิ่งมีโอกาสงอมากขึ้นเท่านั้น ซึ่งสามารถแก้ไขได้โดยการเพิ่มความหนาของผนังหน้าแปลน ชุดประกอบทั้งหมดจะต้องการขนาดและน้ำหนักที่มาก ซึ่งเป็นปัญหาอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมนอกชายฝั่ง ซึ่งน้ำหนักเป็นสิ่งสำคัญเสมอ ยิ่งไปกว่านั้น โดยพื้นฐานแล้ว หน้าแปลนแบบสวมเป็นซีลที่ไม่มีประสิทธิภาพ ต้องใช้แรงกดจากสลักเกลียวถึง 50% เพื่อกดกับปะเก็น เหลือเพียง 50% สำหรับการรักษาแรงดัน

ประการที่สอง ความแตกต่างระหว่างหน้าแปลนเชื่อมแบบซ็อกเก็ตและหน้าแปลนเชื่อมแบบธรรมดา
หน้าแปลนเชื่อมแบบซ็อกเก็ตเหมาะสำหรับการเชื่อมต่อท่อขนาดเล็ก แรงดันสูง และอุณหภูมิสูง
หน้าแปลนเชื่อมแบบเรียบจะมีส่วนยื่นคล้ายกับหน้าแปลนเชื่อมแบบชนกัน โดยมีร่องตัดอยู่บนส่วนยื่นนั้น ซึ่งท่อจะถูกสอดเข้าไปและเชื่อม
หน้าแปลนเชื่อมแบบซ็อกเก็ตไม่มีส่วนยื่นออกมา แต่จะมีการเซาะร่องลงบนตัวหน้าแปลนโดยตรง คล้ายกับหน้าแปลนแบบปิดที่มีรูแล้วจึงเซาะร่อง หน้าแปลนเชื่อมแบบธรรมดาจะเชื่อมได้ดีกว่าหน้าแปลนเชื่อมแบบซ็อกเก็ตเล็กน้อย