از شیر کنترل یا همان کنترل ولوهای فیشر برای مصارف کنترلی استفاده می شود ، بگونه ای که این شیرهای کنترل با دریافت جریان ۴ تا ۲۰ میلی آمپر ، بوسیله ی I/P این مقدار را به فشار پنوماتیکی ۳ تا ۱۵ psi تبدیل کرده و از آن برای باز و بسته شدن Actuator شان استفاده می کنند…
شیر هایی که در گاز رسانی استفاده می شوند عمئتا از جنس های زیر می باشند.
۱-pvc : که برای شبکه های پلی اتیلن استفاده می شوندو از نوع سماوری هستند.
۲- شیر های برنجی که بیشتر در لوله کشی منازل از انها استفاده می شود.
۳-شیر های چدنی که برای شبکه شهری و خط تغذیه و انتقال و ایستگاه های تقلیل از انها استفاده می شود.
و …
شیر ها بر اساس استاندارد های مختلفی طبقه بندی می شوند که رایج ترین آنها بر مبنای ماکزیمم فشاری است که اجزای شیر مخصوصا بدنه و سیت و پلاگ آن می توانند تحمل کنند.این استاندارد ها برای دیگر ابزار نیز وضع شده است.که در صنعت از دو سیستم متریک و امریکایی (ANSI) استفاده می شود.در صنعت گاز بیشتر از ۳ کلاس زیر استفاده می شود :
۱- کلاس ANSI 600 معادل با PN 100 که توانایی تحمل ۱۰۰ bar فشار را دارد.
۲- کلاس ANSI 300 معادل با PN 50 که توانایی تحمل ۵۰ bar فشار را دارد.
۳- کلاس ANSI 150 معادل با PN 100 که توانایی تحمل ۲۵ bar فشار رادارد.
از شیر ها برای کار های زیر استفاده می شود :
۱- قطع و وصل جریان موجود در خط انتقال , تغذیه و شبکه شهری و علمک های مشترکین
۲- هدایت گاز ( ومحتویات لوله) از مسیری به مسیر دیگر
۳- انفصال و از مدار خارج کردن قسمتی از دستگاه های موجود در ایستگاه ها و شبکه گاز
۴- تنظیم و کنترل نمودن میزان دبی گاز عبوری
۵- تنظیم و کنترل نمودن فشار دستگاه ها و گاز موجود در خطوط لوله
۶- ممانعت از برگشت سیال عبوری از خط لوله
۷- کنترل و حفظ ایمنی دستگاه ها
۸- کنترل سطح مایعات در مخزن ها (مانند شیر های مجهز به شناور ۹
و …
تقسیم بندی شیرها :
شیر هارا به صورت های مختلفی نام گذاری می کنند که یکی از آنها بر اساس نوع مغزی آن است . براین اساس شیر ها به صورت زیر دسته بندی می شوند :
۱- شیر توپی ( BALL VALVE )
۲- شیر سماوری( PLUG VALVE)
۳- شیر سوزنی (NEEDLE VALVE)
۴- شیر دروازه ای (GATE VALVE)
۵- شیر پروانه ای (BUTTERFLY VALVE)
۶-شیر دیافراگمی (DIAPHRAGM VALVE)
۷- شیر بشقابی (GLOBE VALVE )
۸- چک ولو (CHECK VALVE)
بدلیل گوناگونی و تنوع درانواع سیستمها ، سیالات و محیطها که ولوها باید در آنها عمل کنند ولوها نیز به همین دلیل گسترش و تنوع پیدا نموده اند . برای مثال gllbe,get و ball, Playو پروانه ای، دیافراگمی، CHECKولو و SahetyValve. هرکدام این ولوها برای مقاصد خاص طراحی شده اند. بعضی ازولوها توانایی کنترل جریان را به صورت دریچه ای دارند بعضی دیگر فقط می توانند جلوی جریان را بگیرندو گروهی دیگردرسیستمهای خورنده کار می کنند و بعضی سیالات با فشار بالارا عبورمی دهند .درک این اختلاف و اینکه آنها چگونه اثر می گذارند برعملکرد ولوها یا کاربرد آنها ضروری است برای استفاده و کاربرد موفقیت آمیز یک تجهیز .
چهار شکل اصلی برای کنترل جریان در طراحی ولوها وجود دارند :
۱-حرکت یک دیسک یا توپی به سمت داخل یا خلاف دریچه (برای مثال globe یا needleولو)
۲-برشی ار یک صفحه تخت ، استوانه ای یا صفحه کروی در سرتاسر یک دریچه( برای مثالgateو plug )
۳- گردش یک دیسک یا بیضوی حول یک شیفت در سرتا سر قطر یک دریچه ( برای مثال ولو پروانه ای یا ball ولو )
۴- حرکت یک جسم قابل انعطاف به داخل مسیر جریان ( مثال ولو دیافراگمی )
هر ولو از قسمتهای ذیل تشکیل یافته است .
a )بدنه (BODY)
b)کلاهک (سرپوش)(BONNET)
c ) محور(STEM)
d)محرک(ACTUATOR )
e ) آب بند(PACKING )
f)نشیمنگاه (SEAT)
g ) صفحه(DISK )
بدنه ولو
بدنه که گاهی اوقات پوسته نیز نامیده می شود محدوده اولیه قرارگیری فشاربرروی یک ولن می باشد .
این قسمت از ولو قسمت اصلی درمجموعه ولو است برای اینکه بدنه شاسی اصلی است که قطعات را با یکدیگر نگاه می دارد.
بدنه ، محدوده اصلی قرارگیری فشار اولیه برروی ولو بوده که در مقابل با فشار سیال از قسمت اتصال به لاین مقاومت میکند .
لاینهای ورودی و خروجی به ولوبصورت ، دنده ای، پیچی یا اتصالی جوشی می باشد.
بدنه ولو یا بصورت ریخته گری بوده و یا بصورت فورج و در شکلهای متفاوت تهیه می شود .
از نظر تئوری ، اشکال کروی واستوانه ای ،مقاومت بیشتری در مقابل فشار سیال هنگامی که ولو باز می باشددارند . البته عوامل دیگر را هنگامی که یک ولو باز هست باید در نظر گرفت برای مثالب اکثر ولوها نیاز به تیغه ای در سرتاسر بدنه ولو دارند که برای نگه داشتن نشیمنگاه می باشدچیزی که بعنوان روزنه کنترل ( دریجه کنترل ) می باشد . یا بسته شدن ولو مشخص کردن بار برروی بدنه مشکل می باشد. اتصالات انتهایی ولو همچنین بارها را تغییر میدهند به یک کره ساده و بیشتر می پیچانند .
تولید آسان ،مونتاژآسان وهزینه ها فاکتورهای مهمی هستند که باید در نظر گرفته شوند .
شکل پایه و اصلی بدنه یک ولو به صورت کروی نیست امادر محدوده اشکال ساده تاپیچیده برای مثال سه پوش ، و قطعه قابل جابجایی برای آسان سازی مونتاژ ، شکلهای قسمت هایی از بدنه مقاوم فشار هستند . گلویی محل عبور سیال ( اثر و فتوری ) یک روش عمومی برای کاهش سایز اصلی وهزینه یک ولو بعبارت دیگر ، انتهای بزرگ اضافه می شوند به ولو برای اتصال به لوله بزرگتر .
سرپوش ولو
پوشاننده بدنه ولو بنام سرپوش (کلاهک) نامیده می شود دربعضی از طرحیها ، بدنه خودش به دو تکه که بوسیله پیچ به یکدیگر وصل می شوند وجوددارد . شبیه بدنه های ولو ، کلاهکها در طرحهای گوناگون هستند بعضی زا کلاهکها عملکرد ساده ای برروی پوشاننده ولو دارند در حالیکه برخی از آنها نگهدارنده قطعات داخلی ولوها ومتعلقات آنها همانند محور ،دیسک و محرک هستند .
کلاهک دومین مرز فشار اصلی برروی یک ولو هستند . آن یا بصورت ریخته گری بوده و یا بصورت فورج از همان مواد بدنه و به بدنه بوسیله رزو یا بولت یا نقطه جوش متصل می شوند.
در همه نمونه ها ، اتصال کلاهک به بدنه بعنوان یک محدوده فشار درنظر گرفته می شود .این بدان معنی استکه نقطه جوش یا بولت که کلاهک را به بدنه متصل می کنند قطعات با فشار ماندهستند .کلاهکهای ولو اگر چه برای اکثر ولوها لازم و ضروری هستند بیان کننده نوعی نگرانی نیز هستند کلاهکها می توانند فرآیند تولید ولو را پیچیده تر کرده ،سایز ولو را افزایش داده و همچنین نمایان می سازد قسمت اعظم هزینه اصلی از هزینه یک ولو و همچنین منبع اصلی برای ایجاد نشتی در ولو هستند.
متعلقات ولو ( trim)
قطعات داخلی یک ولو هستند مجموعه ای که تحت عنوان تریم نامیده می شوند .بعنوان نمونه تریم شامل یک دیسک نشیمنگاه ، محور و بوش هایی که برای راهنمایی محور هستند . عملکرد یک ولو با درنظر گرفتن ارتباط بین موقعیت دیسک با نشیمنگاه تعریف می شود . چونکه تریم ، حرکات پایه واصلی و کنترل جریان را ممکن می سازنند .
Disk & seat
برای یک ولو دارای کلاهک ، دیسک سومین قسمت اصلی محدوده فشار می باشد. دیسک قابلیت اجازه عبور به جریان یاعدم عبور جریان سیال را بوجود می آورد. وقتی که دیسک می بندد فشار اصلی سیستم بر سراسر دیسک اعمال می شود به همین دلیل یک قطعه تحت فشار در ولو می باشد .دیسکها بصورت فورج تهیه می شوند در پاره ای از موارد سطح دیسک را سختکاری می کنند تا سطح خوبی در مقابل با سایش داشته باشد .
سطح پویش شده دیسک در قسمت نشیمنگاه درولو بسیار ضروری برای آب بندکردن در هنگام بسته بودن ولو می باشد. اکثر ولوها براساس مشکل و طراحی نوع دیسکها طبقه بندی می شوند .
محور Stem
محور محرک ودیسک را به یکدیگر مرتبط می کند و بوسیله آن دیسک تغییر موقعیت می دهد.
محورها اغلب بصورت فورج تهیه می شوند و بوسیله نقطه جوش با زرده به دیسک متصل می شوند.
برای طراحی های ولو نیاز به آب بند کردن محور برای جلوگیری از نشتی می باشد وجود سطح صیقلی برای محور در قسمت آب بندی بسیار حائز اهمیت می باشد . محور از اجزاء در محدوده قرارگیر فشار نمی باشد .
اتصال دیسک به محور می تواند به دیسک در قسمت نشیمنگاه امکان حرکات جرخشی یا گهواره ای بدهد متناوباً با محورممکن است به اندازه کافی قابلیت انعطاف داشته باشد که دیسک در جهت مخالف نشیمنگاه خودش قرار بگیرد . هرچندکه حرکات نوسانی یا چرخشی ثابت ممکن است باعث از بین رفتن اتصال دیسک و از بین رفتن دیک و یا از بین رفتن اتصالش به محور شود .
درنوع محور ولو وجود داردیکی محورهای بالارونده و دیگری غیر بالا رونده در شکلهای ۲و ۳ این دو نوع از محور به آسانی قابل تشخیص می باشند برای محورهای بالا رونده محور در هنگام باز شدن ولو در بالای سر محرک قرار می گیرد . این حالت بوجود می آید وقتیکه محور رزو شده باشد و با بوش رزو شده از دو شاخه ( yoke) که یک قسمت اصلی بوده ویا قرارداده شده برروی کلاهک .
درطرح بدون بالا آمدن محور ، محور حرکتی به سمت بالای ولو بطرف بیرون ولو ندارد در این مدل ،دیسک ولو رزرو داخلی شده است و با رزوهای محور یکپارچه می گردد.
محرک ولو
محرک وسیله مونتاژ محور و دیسک می باشد یک محرک ممکن است با یک چرخ دستی به صورت دستی عمل کندیا بصورت اهرم دستی ،عملگر موتور ، عملگر سولنوئیدی ، عملگرپنوماتیکی یا عملگرهیدرولیکی باشد.در پاره ای از طرحها ،محرک بوسیله کلاهک نگه داشته می شود بجز برای کنترل ولوهای هیدرولیکی ، محرکها در بیرون محدوه فشار وارده می باشند .
آب بندی ولوها
در بیشتر ولوها از بعضی از انواع آب بندها برای جلوگیری از نشتی فضای بین محور و کلاهک استفاده می شود .آب بندها معمولاً از مواد الیافی یا دیگر ترکیبات آنها نظیر تفلون تهیه می شوند . فرمهای یک آب بند بین قطعات داخلی یک ولو و خارج آن جائیکه محور در داخل بدنه قرارگرفته است .
آب بندها ی ولو باید به خوبی کمپرس شوند تا از هدر رفتن سیال جلوگیری شود و همچنین از صدمه دیدن محور ولو گردد.اگر آب بندهای ولو شل شوند ولو نشتی خواهدداشت که این مورد خطرایمنی دارد.اگر آب بندها خیلی زیاد سفت شوند باعث صدمه دیدن حرکت شده وامکان صدمه رساندن به محور نیز وجود دارد.
ولوهای یکطرفه(CHECK VALVE)
ولوهای یکطرفه برای جلوگیری از بازگشت سیال در یک سیستم پایپینگ در نظر گرفته می شوند. این ولوها توسط جریان سیال در لاینها عمل می کنند.فشار سیال عبوری از درون لاین باعث بازشدن ولو گردیده و هرگونه برگشت سیال باعث بسته شدن ولو خواهد شد.در واقع نمونه هایی از انواع این ولوها در زیر امده است:
۱- چک ولوهای نوسانی
۲- چک ولوهای دیسکی
۳- چک ولوهای با دیسک دوتکه
۴- چک ولو قطع کننده ای
۵- چک ولو با دیسک وارونه
چک ولوهای نوسانی با بدنه مستقیم دارای دیسکی می باشند که در بالای بدنه به بدنه قلاب شده است.چک ولوهای نوسانی عموما در خطوط پیوسته که دارای gate valve می باشند مورد استفاده قرار می گیرند چون این ولوها جریان ازاد نسبی را از خود عبور میدهند.
این ولوها برای لاینهایی که سرعت سیال پائین می باشد مورد استفاده قرار می گیرند ودر لاینهای که دارای جریان ضربانی می
باشند نباید از این ولوها استفاده نمود.
چون بطور پیوسته دیسک باز وبسته شده وکوبیده شدن ان باعث از بین رفتن متعلقات ولو خواهد گردید.بطور کلی
همانطور که بیان شد این نوع چک ولوها گزینه مناسبی برای حالتیکه سیال حرکت ضربه ای داشته ویا برگشت سیال سریع باشد نمی باشد .از انجائیکه این چک ولوها دارای چندین قطعه بوده که بوسیله اتصالاتی به یکدیگر مرتبط گردیده اند لذا همین عامل باعث گردیده که در میان سایر چک ولوها دارای کمترین استحکام باشند.علاوه بر این در حالتیکه دیسک حرکت نسبتا بزرگی داشته باشد این حالت می تواند منتج به افزایش سرعت برگشت دیسک گردیده و نیروی ضربه ای بزرگی را درحالت ناگهانی بازوبسته شدن بوجود اورد.
این نوع چک ولوها را می توان هم درحالت افقی وهم عمودی مورد استفاده قرار داد . (درحالت نصب عمودی باید جریان سیال از پائین به بالا باشد تا نیروی جاذبه به بسته شدن دیسک کمک نماید)این قبیل از چک ولوها بدلیل سادگی تجهیزات تشکیل دهنده ، دارای تعمیرات به نسبت ساده تری در مقایسه با سایر چک ولوها می باشند.
Gate valve
یک gate valve ،ولو با حرکت خطی است که برای شروع یا قطع جریان سیال استفاده می شود این ولو قابل تنظیم نبوده و قابلیت تنظیم دریچه ای جریان را نیز ندارد. نامgate(کشو) از قرارگرفتن دیسک در جریان سیال مشتق گردیده است. به gate valve گاهی اوقاتslide valve نیز گفته می شود.این ولوها جهت رساندن افت فشار به پائین تر ین سطح مورد استفاده قرار می گیرد.این ولوها دارای حرکت خطی می باشند.
این نکته مهم است که بدانیم قطر ورودی سیال به داخل ولو دقیقا همان قطر لاین می باشد.
انواع GateValve
دو نوع gate valve وجود دارد:
۱- نوع اول که به نام موازی معروف است بر اساس استفاده از یک دیسک تخت دروازه ای که در بین دو نشیمنگاه موازی قرار گرفته تشکیل گردیده است.(جریان بالادست وجریان پائین دست) این ولوها همچنین دارای یک لبه تیزی در قسمت پائین خود می باشند که این لبه تیز برای برش واز بین بردن ذرات جامد ورودی به ولو می باشد.
مزیت مهم این قبیل ولوها اینستکه این ولوها علاوه بر بکار رفتن برای valve seat های نامتقارن ، می توانند برای valve seat های زاویه ای نیز بکار روند.
۲- نوع دیگر ازgate valve ها بنام gate valve های با gate گوه ای شکل می باشند.
دراین نوع از ولوها از دو seatمورب ویک gate مورب استفاده می گردد.(به منظور امکان بسته شدن در حالت shut off)
دیسک یک gate valve وقتیکه gate valve فول باز می شود،کاملاً از مسیر عبور جریان برداشته می شود . این خاصیت باعث از بین رفتن هرگونه مقاومتی در ولو درهنگامی که ولو باز است می شود. وقتیکه ولو کاملاً بسته شد توسط یک رینگ آب بند دیسکی صفحه اصلی را آب بند می کند و آب بندی خوبی بوجود می آید. با قرارگیری دیسک درداخل رینگ آب بندی، مقدار بسیار کمی نشتی و یا اصلاً هیچ مقدار نشتی ممکن است دردیسک عبوری بوجود بیاید (درحالتیکه ولو بسته شده است ).
ولوهای دیافراگمی(Diaphragm Valve)
یک ولو دیافراگمی ، ولوی است با حرکت خطی که در موارد باز کردن مسیر ، تنظیم میزان جریان وهمچنین بستن مسیر سیال مورد استفاده قرار می گیرد. علت نامگذاری این ولو بخاطر وجود یک دیسک قابل انعطاف در درون آن می باشد که با seat ولو در قسمت بالای ولو جهت ایجاد یک آب بندی مناسب قرار گرفتهاست.
در این ولو یک دیافراگم قابل انعطاف توسط یک میله ای (stud) که با دیافراگم بصورت یکپارچه می باشد به قسمت فشار دهنده(کمپرسور) ولو متصل گردیده است.فشاردهنده(کمپرسور) بوسیله stem ولو به بالا وپائین حرکت می کند.هنگامیکه فشاردهنده(کمپرسور) به سمت بالا حرکت کند ، دیافراگم به بالا کشیده می شود واگر کمپرسور به پائین برود آنگاه دیافراگم نیز به پائین رفته وشکل انتهایی ولو را به خود می گیرد.
تقسیم بندی انواع ولوهای دیافراگمی
ولوهای دیافراگمی بر اساس شکل بدنه به دو گروه زیر تقسیم بندی می شوند:
۱- نوع با برامدگی داخل بدنه(weir type)
در این نوع یک قسمت برامدگی در داخل بدنه بصورت ریخته گری تعبیه می گرددو درهنگام بسته شدن ولو ، دیافراگم بر روی این برامدگی می نشیند و عبور جریان را محدود می کند.
۲- نوع بدون برامدگی داخل بدنه (straight-through type )
در این نوع ولوها ، دیافراگم بصورت یک شکل گوه ای در می اید
از ولوهای دیافراگمی می توان در کنترل نمودن جریان نیز استفاده نمود.نوع weir(دارای برامدگی سد کننده در وسط) برای کنترل جریان گزینه مناسبی بوده ولی عیب آن محدود بودن منطقه عبور سیال می باشد.
از ولوهای دیافراگمی همچنین برای کنترل جریانهای کوچک وهنگامی که سیال دارای خاصیت خورندگی بوده وسیالات رادیواکتیو، می توان استفاده نمود.
عمر مفید دیافراگم بستگی به نوع ماده ای که از داخل ولو می گذرد وهمچنین دما، فشار و تعداد دفعات استفاده از ولو بستگی دارد.
در بعضی از انواع مواد تشکیل دهنده دیافراگمهاکه از نوع الاستومری می باشند ، این دیافراگمها مقاومت بسیار خوبی در دماهای بسیار بالا دارند.هرچند که باید توجه داشت خواص مکانیکی مواد الاستومری در دماهای بالا پائین خواهد آمد وامکان از بین رفتن آن نیز در فشار های بالا وجود دارد.
بیشتر مواد الاستومری در دمای پائین تر از ۱۵۰ F بهترین عملکرد را دارا می باشند.
از موارد دیگر مزایای این ولوها ایزوله کردن قسمتهای مختلف ولو در مقابل سیال عبوری می باشد.بگونه ای که دیافراگم خود باعث ایزوله کردن قسمتهای مختلف ولو در مقابل سیال عبوری می گردد.با توجه به این خاصیت این ولوها برای سیالات خورنده و همچنین سیالاتی که دارای مواد جامد معلق می باشند مناسب خواهند بود..باتوجه به اینکه مجموعه درپوش ولو در معرض تماس با سیال عبوری قرار نمی گیرد لذا در تهیه متریال آن می توان از مواد ارزانتری استفاده نمود.با توجه به پیشرفتی که در طراحی دیافراگم ومواد آن صورت پذیرفته ، امروزه دیافراگم های جدید قادر به عملکرد با انواع سیالات عبوری می باشند.
شیر توپی ( BALL VALVE )
این شیر به همراه شیر دروازه ای از نوع FULL BORE می باشند.یعنی در هنگامی که شیر تمام باز است سوراخ توپی شیر هم قطر با لوله ای است که شیر در مسیر آن قرار گرفته است.به این دلیل در مواقعی که بخواهند از لوله جسمی مانند پیگ (PIG)عبور دهند از این نوع شیر ها استفاده می کنند و البته کاربرد شیر توپی بیشتر برای تخلیه مواد زائد از فیلتر ها می باشد.
عیب شیر های توپیی خورده شدن تفلون های در برگیرنده توپی شیر و خود توپی میباشد که سبب نشت دهی سریع این نوع از شیر ها می شود.به طور مثال شیر های تخلیه فبلتر های امنتی از این نوع هستند که بدلیل وجود ذرات جامد و گرد و خاک پس از مدتی بدلیل خوردگی توپی و غلاف آن که از جنس تفلون می باشد , دچار نشتی می شود .باز و بسته کردن این شیر نیز ۴/۱ دور میباشد.
شیر سماوری (PLUG VALVE)
یکی از قدیمی ترین شیر ها شیر سماوری می باشد که FULL BORE نمی باشد و از مزیت های آن عمر بالای قطعات در حضور اجسام خارجی در گاز عبوری و قابلیت استفاده بصورت نیمه باز می باشد که این امر بخصوص در مواقع اضطراری که نیاز به کنتررل جریان گاز عبوری با استفاده از نیمه باز کردن شیرهای شبکه و ایستگاه های گاز می باشد(THROTELLING) بسیار سودمند می باشد.این شیر ها میتواند گریس خور و غیر گریس خور باشند که گریس در اینجا هم نقش آب بندی را بازی میکند و هم نقش روانکاری قطعاتی از شیر که بر روی هم می لغزد . این شیر اکثرا با ۴/۱ دور گردش پلاگ باز و بسته می شوند. برای شیر های سایز بالا که اصطکاک زیادی مابین قطعات آنها وجود دارد از گیربکسی برای سهولت باز و بسته کردن استفاده می کنند که به شیرهای هفت ونیم دور نیز مشهور هستند که البته استفاده از گیربکس به این نوع از شیر ها محدود نمی شود .
شیر سوزنی (NEEDLE VALVE )
این شیر معمولا دارای ابعاد کوچکی است و در مکانهایی مورد استفاده قرار می گیرد که تنظیم جریان سیال بسیار دقیق مورد نظر باشد از جمله خط برگشتی گاز از رگلاتور های پایلوت مدل رمباخ به RUN مربوطه.علت نامگذاری این شیر ها وجود یک پلاگ مخروطی شکل در آنها می باشد و از سایز های ۸/۱ اینچ به بالا موجودند. این شیر بیشتر تز جنس فولاد ضد زنگ و برنز و برنج ساخته می شود.
شیر پروانه ای (BUTTERFLY VALVE)
این شیر با توجه به شکل خاص خود براحتی از دیگر شیر ها قابل تمایز است . از این شیر در مواردی استفاده می شود که سیال دارای دبی زیاد ولی فشار کم باشد , چون ساختار ضعیفی دارند. یکی از موارد مهم کاربردی این شیر ها استفاده در کاربراتور خودرو ها به صورت دریچه گاز و ساسات می باشد که هوا با فشار اتمسفریک و با دبی بالا از آنها عبور میکند. افت فشار کم , باز وبسته کردن آسان و ساختار ساده به همراه نصب آسان از مزایای این شیر ها بشمار می رود.عامل کنترل دبی در این شیر ها دیسکی است که به صورت افقی قرار دارد و حول محور خود دوران کرده و بر اساس میزان چرخش آن دبی سیال عبوری نیز تغییر میکند.
شیر بشقابی (GLOBE VALVE)پلاگ این شیر همانند اسم آن شبیه به یک بشقاب می باشد.از این شیر در صنایع مختلف از جمله نفت و گاز استفاده شده است , حتی در لوله کشی منازل نیز از این نوع شیر به وفور استفاده می شود. در این شیر دیسک بشقاب مانند روی یک اوریفیس قرار میگیرد و بدلیل نوع خاصی طراحی این شیر این اوریفیس عمود بر جریان سیال است که سبب چرخش نود درجه ای جریان شده و سیال مجددا پس از عبور از اوریفیس دچار چرخش نود درجه ای میگردد که سبب افت فشار و ایجاد توربو لانس در جریان خروجی از شیر می شود.
جنس این شیر ها معمولا از فولاد کم کربن دار , چدن چکش خوار , برنز و … است. در این نوع شیر ها از سه نوع دیسک بعنوان پلاگ استفاده می شودکه عبارتند از :
۱- دیسک مرکب
۲- دیسک معمولی
۳- دیسک مخروطی
شیر اطمینان(SAFETY VALVE)
از تجهیزات ویژه ای که یک واحد را درمقابل افزایش ناگهانی فشار ایمن می سازد شیرهای اطمینان هستند.
شیرهای اطمینان به عنوان وسیله ای مناسب جهت جلوگیری از ازدیاد فشار ناگهانی در موتورخانه ها ،کارخانه ها وبطور کلی انواع سایتها های صنعتی وبرای انواع سیالات مختلف از قبیل گاز ، بخار، آب ویا هوای فشرده استفاده می گردند.
محدودیت فشار دراینگونه کاربردها معمولا ناشی از فشار قابل تحمل تجهیزات ، لوله هاودستگاهها ویا محصولات تولیدی وهمچنین مسائل مرتبط با حفظ ایمنی افراد می باشد که اصطلاحا به محدوده فشار کارکرد امن(safe operating limits for pressure)ویاSOL/P معروف است. نحوه باز شدن شیرهای اطمینان ومشخصات کاری انها ارتباط مستقیم با نحوه طراحی قطعات داخلی شیر دارد.در اغلب موارد این طراحی بگونه ای انجام می گیرد که پس از شروع بازشدن شیر اطمینان در اثر ازدیاد فشار ، در اثر خاصیت (POP Action) این عمل به سرعت تشدید شده تا زمانی که شیر کاملا باز گردد شکل زیر نشان دهنده عملکرد یک شیر اطمینان می باشد.
شیرهای اطمینان بوسیله آزاد کردن مقداری ازسیال به واحد(یا به درون لاین)عملیات ایمن سازی را انجام می دهند. شیرهای فشار در جاهائیکه حداکثر فشار کاری بوجود می ایند نصب می گردند. درسیستمهای تولیدبخار ، شیرهای اطمینان برای جلوگیری از افزایش فشار بر روی بویلر ها نصب می گردند .
در ارتباط با شیرهای اطمینان لازم است که با اصطلاحاتی در این زمینه بیشتر اشنا شویم:
OverPressure
فشاری است که شیر اطمینان در وضعیت کاملا باز قرار می گیرد وحداکثر ظرفیت تخلیه خود را دارا می باشد.واضح است که این فشار بالاتر از فشار نقطه تنظیم (Set Presure) می باشد ومقدار ان با توجه به کاربردها واستانداردهای مختلف ، متفاوت می باشد.استاندارد BS 5500 این مقدار اختلاف فشار را درمورد سیستمهای بخار وگاز برابر حداکثر ده درصد فشار تنظیمی شیر اطمینان در نظر می گیرد.
شیرهای اطمینان در فرایندهای که ممکن است در اثر ازدیاد فشار به محصول ویا تحهیزات خسارتی وارد شود از بروز این خسارات جلوگیری می کنند.
Blowdown
مقدار اختلاف فشار پائین تر از نقطه تنظیم شیر اطمینان است که جهت بسته شدن کامل ومحکم شیر اطمینان پس از باز شدن وسپس برگشت سیستم به فشار عادی مورد احتیاج می باشد .این پارامتر به Reseat Differential نیز معروف است .میزان Blowdown نیز طبق استاندارد مذکور حداکثر حدود %۱۰ می باشد.
مقادیر Overpressure و Blowdown بسته به نوع سیستم وانتخاب طراح متغیر بوده وبطور مثال می تواند به ترتیب %۳ و%۴ انتخاب گردند.
SetPoint
تنظیم مناسب نقطه عملکرد وباز شدن شیر اطمینان ، اولا بدلایل ایمنی مذکور وثانیا به منظور اطمینان از کارکرد شیر اطمینان با حداقل صدا وهمچنین ممانعت از صدمه به شیر اطمینان ضروری می باشد .این نقطه نباید بیشتر از SOL/P یا محدوده فشار کارکرد ایمن تجهیزات باشد واز طرفی باید بخاطر داشت که تنظیم فشار آزاد سازی شیر اطمینان روی فشار کمتر ازSOL/P هیچگونه مزیتی به همراه نخواهد داشت وتنها باعث افزایش احتمالی دفعات باز شدن شیر اطمینان وفرسوده شدن ان خواهدگشت.
میزان تغییرات احتمالی در فشار سیستم به عنوان پارامتر دیگری است که باید در فشار تنظیم شیر اطمینان در نظر گرفته شود تااز بازشدن بیمورد شیر جلوگیری بعمل اید.درصورت نادیده انگاشتن این مورد ، شیر اطمینان دربسیاری از موارد در حالت نزدیک به بسته کار خواهد نمودکه به این پدیده Simmering گفته می شود.این حالت در نتیجه نزدیک بودن بیش از اندازه فشار سیستم به نقطه تنظیم روی میدهد وعلاوه بر ایجادسروصدا ومسائل جانبی ، باعث ایجاد صدمه به قسمتهای داخلی شیر ودرنتیجه نشت دائمی آن خواهد شد.
Shut-off Margin
همانطور که ذکر شد هنگامی که فشار کاری سیستم ونقطه تنظیم شیر اطمینان به هم نزدیک باشند ، علاوه بر در نظر گرفتن تغییرات فشار احتمالی سیستم که در بالا عنوان گردید ، فشار اطمینانی نیز بعنوان گارانتی کردن ومطمئن شدن از بسته ماندن کامل شیر به فشار کاری سیتم اضافه می گردد که معمولا حدود ۰٫۱ bar می باشد.
انواع Safety Valve
Safety valve های متنوعی درصنعت متناسب با نوع کارکرد آنها وجود دارد .در استانداردها انواع مختلفی از این safety valve ها تعریف گردیده است .
برای مثال استاندارد I وVIII از ASME برای انواع بویلر وکاربردهایی در مخازن تحت فشار مورد استفاده قرار می گیرد.
بر پایه استاندارد ASME/ANSI PTC 25.3 تنوع تعدادی ازاین تجهیزات بصورت زیر تعریف گردیده است:
LOW LIFTSAFETY VALVES
FULL LIFTSAFETY VALVES
FULL BORESAFETY VALVES
BALANCESSAFETY VALVES
PILOTOPERATED PRESURE RELIEF VALVES
CONVENTIONALSAFETY VALVES
LIFT SAFETYVALVES
HIGH LIFTSAFETY VALVES
PROPORTIONALSAFETY VALVES
DIAPHRAGMSAFETY VALVES
BELLOWSSAFETY ALVES
CONTROLLEDSAFETY VALVES
ASSISTEDSAFETY VALVES
BALANCEDPISTON SAFETY VALVES
واژه شیر اطمینان (safety valve)وشیر اطمینان فشار شکن(safety relief valve)اصطلاحاتی هستند که جهت تشریح انواع متنوعی ازتجهیزات مرتبط با آزاد سازی فشار اضافی سیال در واحد می باشند .
در همین رابطه محدوده وسیعی از ولوهای مختلف که برای کارکردهای متنوعی جهت عمل در شرایط بحرانی فشارمی باشند مورد استفاده قرار می گیرند.
در بیشتر استانداردها تعاریف ویژه ای برای دو واژه شیر اطمینان (safety valve) وشیر اطمینان فشار شکن(safety relief valve) عنوان گردیده است.
در استانداردهای امریکایی واروپایی تفاوتهایی بین اصطلاحات تجهیزات کاربردی از لحاظ معنی وجود دارد .ازجمله این تجهیزات می توان به همین ولوها اشاره نمود.
در استانداردهای اروپایی به این قبیل ولوها اصطلاحا شیر اطمینان (safety valve)ودراستانداردهای امریکایی شیر اطمینان فشار شکن(safety relief valve) گفته می شود .
از جمله موارد دیگر اختلاف بین safety valve وrelief valve می توان به این نکته اشاره نمود که در شیرهای اطمینان فشار شکن ( safety valve ) به محض اینکه فشار عملکردی به فشار تنظیمی (set point) برسد سریعا این شیر عمل می کند وتا هنگامیکه فشار عملکردی به پائین تر از فشار تنظیمی نرسد این شیر باز خواهد ماند.
ولی درشیرهای اطمینان فشارشکن (safety relief valve) هنگامیکه فشار ورودی سیال تا نقطه فشار تنظیمی بالا برود این ولو به تدریج باز کرده تا فشار را بالانس نماید.
شیر فشار شکن(relief valve) عموما برای سیالاتی که غیر قابل تراکم می باشند مانند آب وروغن وغیره مورد استفاده قرار می گیرد ولی شیر اطمینان(safety valve) عموما برای سیالات تراکم پذیر مورد استفاده قرار می گیرد.
Relief Valve ها معمولا بصورت مداوم در حالت overpressure عمل می کنند تا فشار سیستم را درحد نرمال تنظیم کنند.عمل کردن این ولوها هیچگاه بصورت pop-action(عمل کردن ضربه ای) نمی باشد.
نصب safety valve
قبل از نصب یک safety valve باید از تمیز بودن داخل لاین اطمینان حاصل نمودلذا لازمست که جهت جلوگیری نمودن از ورود ذرات به داخل safety valve وصدمه دیدنseat قبل از نصب safety alve ، لاین را توسط آب یا بخار کامل شستشو داد.
Safety valveباید به گونه ای بر روی لاین نصب گردد که کمترین نشتی بخار را داشته باشد ومیعانات بخار دراین حالت در جهت خلاف جریان بخار ورودی به safety valveقرار نگیرند بعبارت دیگر باید در هنگام نصب safety valveبه این نکته توجه داشت که safety valveدر بالای لاین بخار نصب گردد.اگر safety valveدر پائین لاین بخار نصب گردد ، بخارات تبدیل به مایع شده ولاین ورودی به ولو را می بندند.در شکلهای زیر نحوه نصب درست ونادرست یک safety valveنشان داده شده است.
سایت نقطه کنترل شما را به تماشای ویدیو در همین ضمینه دعوت مینماید.
