บทนำเกี่ยวกับหน้าแปลน

ข้อกำหนดทางกายภาพ
สิ่งสำคัญอันดับแรกคือ หน้าแปลนต้องพอดีกับท่อหรืออุปกรณ์ที่ออกแบบมาสำหรับใช้งานร่วมกัน คุณสมบัติทางกายภาพของหน้าแปลนท่อประกอบด้วยขนาดและรูปทรงของการออกแบบ

ขนาดหน้าแปลน
ควรระบุขนาดทางกายภาพให้ชัดเจนเพื่อให้สามารถกำหนดขนาดหน้าแปลนได้อย่างถูกต้อง

เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก (OD) คือระยะห่างระหว่างขอบสองด้านตรงข้ามของหน้าหน้าแปลน
ความหนาในที่นี้หมายถึงความหนาของขอบด้านนอกที่ยึดติด และไม่รวมส่วนของหน้าแปลนที่ยึดท่อไว้
ระยะห่างระหว่างรูยึดกับจุดศูนย์กลางของสลักเกลียว คือความยาวจากจุดศูนย์กลางของรูยึดด้านหนึ่งไปยังจุดศูนย์กลางของรูยึดอีกด้านหนึ่ง
ขนาดท่อ คือ ขนาดท่อที่สอดคล้องกับหน้าแปลนท่อ โดยทั่วไปจะกำหนดตามมาตรฐานที่ยอมรับกัน โดยปกติจะระบุด้วยตัวเลขไร้หน่วยสองตัว คือ ขนาดท่อระบุ (NPS) และตารางกำหนดขนาดท่อ (SCH)
ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางภายในที่ระบุ (Nominal bore size) คือเส้นผ่านศูนย์กลางภายในของข้อต่อหน้าแปลน ในการผลิตและสั่งซื้อข้อต่อท่อชนิดใดก็ตาม สิ่งสำคัญคือต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางภายในของข้อต่อตรงกับขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางภายในของท่อที่ต่อเข้าด้วยกัน
หน้าหน้าแปลน
สามารถผลิตหน้าแปลนให้มีรูปทรงที่กำหนดเองได้หลากหลายตามข้อกำหนดการออกแบบ ตัวอย่างเช่น:

แบน
ยกหน้า (RF)
ข้อต่อแบบวงแหวน (RTJ)
ร่องโอริง
ประเภทของหน้าแปลนท่อ
หน้าแปลนท่อสามารถแบ่งออกได้เป็นแปดประเภทตามการออกแบบ ได้แก่ แบบปิดทึบ แบบประกบ แบบมีรู แบบลดขนาด แบบสวม แบบเชื่อมซ็อกเก็ต แบบเกลียว และแบบคอเชื่อม

หน้าแปลนปิด (Blind flanges) คือแผ่นกลมที่ไม่มีรูตรงกลาง ใช้สำหรับปิดปลายท่อ วาล์ว หรืออุปกรณ์ต่างๆ ช่วยให้เข้าถึงท่อได้ง่ายหลังจากปิดผนึกแล้ว นอกจากนี้ยังสามารถใช้สำหรับการทดสอบแรงดันการไหลได้อีกด้วย หน้าแปลนปิดผลิตขึ้นเพื่อให้พอดีกับท่อมาตรฐานทุกขนาด และมีอัตราการรับแรงดันสูงกว่าหน้าแปลนประเภทอื่นๆ

หน้าแปลนแบบประกบ (Lap joint flanges) ใช้กับท่อที่ติดตั้งด้วยท่อประกบหรือปลายท่อแบบประกบ หน้าแปลนชนิดนี้สามารถหมุนรอบท่อได้ ช่วยให้จัดแนวและประกอบรูสลักเกลียวได้ง่าย แม้หลังจากเชื่อมเสร็จแล้วก็ตาม ด้วยข้อดีนี้ หน้าแปลนแบบประกบจึงใช้ในระบบที่ต้องการถอดประกอบหน้าแปลนและท่อบ่อยครั้ง หน้าแปลนชนิดนี้คล้ายกับหน้าแปลนแบบสวม (Slip-on flanges) แต่มีรัศมีโค้งที่รูและหน้าตัดเพื่อรองรับปลายท่อแบบประกบ อัตราแรงดันของหน้าแปลนแบบประกบนั้นต่ำ แต่สูงกว่าหน้าแปลนแบบสวม

หน้าแปลนแบบสวมได้รับการออกแบบให้สวมเข้ากับปลายท่อแล้วเชื่อมติดเข้าที่ ช่วยให้ติดตั้งง่ายและประหยัดค่าใช้จ่าย และเหมาะสำหรับงานที่มีแรงดันต่ำ

หน้าแปลนเชื่อมซ็อกเก็ตเหมาะสำหรับท่อขนาดเล็กที่มีแรงดันสูง กระบวนการผลิตคล้ายกับหน้าแปลนแบบสวม แต่การออกแบบช่องภายในช่วยให้รูภายในเรียบและของเหลวไหลได้ดีกว่า เมื่อเชื่อมภายในแล้ว หน้าแปลนเหล่านี้ยังมีกำลังรับแรงล้าสูงกว่าหน้าแปลนแบบสวมที่เชื่อมสองชั้นถึง 50%

หน้าแปลนแบบเกลียวเป็นหน้าแปลนท่อชนิดพิเศษที่สามารถติดตั้งเข้ากับท่อได้โดยไม่ต้องเชื่อม หน้าแปลนจะมีเกลียวอยู่ภายในเพื่อเข้ากับเกลียวภายนอกของท่อ และมีลักษณะเรียวเพื่อสร้างการปิดผนึกระหว่างหน้าแปลนกับท่อ อาจใช้การเชื่อมปิดผนึกร่วมกับการเชื่อมต่อแบบเกลียวเพื่อเพิ่มความแข็งแรงและการปิดผนึก หน้าแปลนแบบเกลียวเหมาะสำหรับท่อขนาดเล็กและแรงดันต่ำ และควรหลีกเลี่ยงการใช้งานที่มีภาระมากและแรงบิดสูง

หน้าแปลนคอเชื่อมมีส่วนปลายที่เรียวและยาว และใช้สำหรับการใช้งานที่มีแรงดันสูง ส่วนปลายที่เรียวจะถ่ายเทแรงเค้นจากหน้าแปลนไปยังตัวท่อเอง และเสริมความแข็งแรงเพื่อป้องกันการโก่งงอ