شیرآلات صنعتی

شیرآلات صنعتی یکی از اجزای مهم لوله کشی به شمار می آیند .بدون این تجهیزات از گاز و مایع نمی توان در خطوط استفاده نمود . شیر تجهیزی مکانیکی است که برای متوقف کردن و یا تنظیم جریان سیال در لوله کشی مورد استفاده قرار میگیرد. شیرآلات صنعتی در مناطقی با فشارهای مختلف و برای انتقال سیال مورد استفاده قرار می گیرد. توجه دقیق به انتخاب صحیح شیرآلات باعث می شود ک در خطوط لوله به حداکثر بازدهی کنترل جریان سیال دست یابیم . برای انتخاب صحیح شیرآلات باید مسائل زیادی را مورد بررسی قرار دهیم.
لیست زیر علائم اختصاری که در شیرآلات صنعتی استفاده می شود آورده شده است:
جنس و آلیاژ شیرآلات صنعتی
N |
نیکل |
18-8MO |
استیل نوع 316 |
NI |
نیکل آهن |
AL |
آلومینیوم |
DI |
چدن نشکن |
NICU |
آلیاژ نیکل مس |
BR |
برنز |
FS |
فولاد آهنگری شده |
PVC |
پلی و نییل کلراید |
CI |
چدن |
HF |
پوشش آلیاژ satellite |
SA |
لجن اسیدی |
CR |
کروم |
M |
فلز مونل |
SA |
اسید سولفوریک |
CR13 |
استیل نوع 410 |
MI |
آهن چکش خواری شده |
SS |
استیل ضد زنگ |
CS |
فولاد ریخته گری شده |
MO |
مولیبدنیوم |
TEF |
تفلون |
اتصالات انتهایی شیرآلات صنعتی
SCV |
اتصالات رزوه ای |
BW |
اتصالات نوع جوشکاری لب به لب |
SE |
اتصالات رزوه ای |
FE |
اتصالات فلنجی |
SJ |
اتصالات لحیم کاری شده |
FFD |
سطح فلنجی و مته کاری شده |
SW |
جوشکاری ساکتی |
FLG |
اتصالات فلنجی |
استانداردهای موجود شیرآلات صنعتی
MSS |
انجمن کارخانه ای ولو و اتصالات |
ANSI |
موسسه بین المللی استاندارد آمریکا |
SAE |
انجمن مهندسین خودرو |
API |
موسسه نفت آمریکا |
|
ASME |
انجمن تست مواد آمریکا |
دسته بندی فشار کاری شیرآلات صنعتی
CWP |
فشار سردکاری |
S |
فشار بخار آب |
WOG |
فشار آب ، گاز ، نفت |
WP |
فشار کاری |
WSP |
فشار کاری بخار |
مکانیسم عملکرد شیرآلات صنعتی
NRS |
STEM بالا نمی آید |
OS & Y |
STEM حرکت می کند و وضعیت شیر را نمایش می دهد |
RS |
بدنه در حالتی است که بالا می رود |
رویه ، دیسک و اتصالات
RF |
رویه بالا رونده |
DD |
دیسک دوتایی |
RTG |
اتصالات از نوع رینگی |
FF |
رویه تخت |
اجزای تشکیل دهنده شیرآلات صنعتی
- دیسک و نشیمنگاه (SEAT) که مستقیما در دبی جریان تاثیر دارد .
- دسته (STEM) که دیسک شیرآلات صنعتی را حرکت می دهد که در بعضی از شیرها جریان تحت فشار ، کار STEM را انجام می دهد.
- بدنه و درپوش (BONNET) که محل قرار گیری دسته می باشد .
- عملگر (OPERATOR) که دسته را حرکت میدهد و نام دیگر آن HAND WHEEL است .
دیسک، SEAT و PORT شیرآلات صنعتی
کنترل و یا متوقف کردن جریانتوسط دیسک و یا نشیمنگاه انجام می شود . قسمت متحرکی که تاثیر مستقیم در جریان می گذارد را دیسک نامیده و قسمت ثابتی که دیسک روی آن قرار دارد و معمولا لغزنده می باشد را SAT می نامند .PORT یا درگاه ، حداکثر خروجی است که می تواند بیشترین دبی جریان را عبور دهد (در حالتی که شیرآلات صنعتی کاملا باز است).
دیسک ها می توانند توسط جریان و یا توسط دسته به صورت خطی و یا چرخشی و یا مارپیچی حرکت کنند .دسته تحت کنترل اتوماتیکی و یا مکانیکی می تواند به صورت دستی ،هیدرولیکی ،پنوماتیکی و یا الکتریکی حرکت داده شود .
سایز شیرآلات صنعتی توسط سایز انتهای آن که به لوله و غیره متصل می شود مشخص میگردد که البته معمولا ساز PORT کمی کمتر است .
دسته (STEM) :
در حالت کلی برای دسته دو حالت وجود دارد : RISING STEM و NONE RISING STEM
- RISING STEM : داخل پیچ یا خارج پیچ می باشد که در حالت خارج پیچ دسته در خارج درپوش (BONNET) قرار میگیرد.
- NONE RISING STEM : این شیرآلات صنعتی از نوع شیر فلکه کشویی است . در این حالت STEM و HANDWHEEL در یک سمت می باشند و دندانه پیچ در داخل BONNET درپوش و در تماس با سیال قرار دارد .
بدنه ، درپوش (BONNET) :
انتخاب صحیح جنس برای بدنه شیرآلات صنعتی بسیار مهم است که توسط نوع فرآیند از لحاظ شیمیایی مشخص می شود. شیرآلات صنعتی بر اساس نوع اتصالتشان به FITTING ، مخازن یا لوله می تواند از نوع فلنجی ،پیچی ،ساکت ولد و یا بات ولد و یا صورت های سفارشی دیگر باشد .
تجهیزات آب بندی یا SEAL :
در کلیه شیرآلات صنعتی که دسته دارند ، تجهیزات آببندی بین دسته و درپوش یا بدنه باید انجام گیرد که این تجهیزات را می توان در شکل های نمایش داده شده ملاحظه نمود.
عملگرهای دستی ( MANUAL OPERATORS):
HAND LEVER : برای حرکت دادن دسته در شیرهای پروانه ای کوچک و یا شیرهای ROTARY BALL و یا شیرهای کوچک استفاده می شوند ، همچنین دسته شیرهای Wrench برای شیرهای کوچک و plug valve ها نیز کاربرد دارد .
Hand wheel : پرکاربردترین نوع دسته شیر است که باعث چرخش دسته (stem) در شیرهای فلکه کشویی و GLOBE و یا دیافگرامی می شود .
CHAIN : این دسته شیر هنگامی به کار می رود که HAND WHEEL غیر قابل دسترس باشد .
GEAR : این دسته شیر هنگامی به کار می رود که احتیاج به گشتاور زیادی برای چرخاندن دسته باشد . به عنوان راهنمایی این شیر هابرای سایزهای 14 اینچ به بالا در کلاس های 125 ،150 و 300 پوند . و 8 اینچ برای کلاس های 400 ،600 پوند و 6 اینچ به بالا برای کلاس های 900 و 1500 و 4 اینچ به بالا برای کلاس های 2500 استفاده می شوند.
POWERED OPERATORS : دسته شیرهای پنوماتیک ، هیدرولیک و یا الکتریکی می باشند و در حالت هایی که شیر باید در محوطه کاری خودش کنترل شود و یا فضای کافی برای دسته شیرهای بلند نداریم ، احتیاج به سرعت های زیاد برای باز و بسته شدن شیرآلات صنعتی داریم که کارگر نمی تواند با این سرعت عمل کند ، به کار می رود که موارد ذکر شده در بالا دسته را به موتوری که توسط نیروهای پنوماتیکی ، هیدرولیکی یا الکتریکی کنترل می شود ، متصل می کنند .
تریم (TRIM) :
تریم در یک شیر شامل نشیمنگاه ، رینگ ، دیسک ، رویه و STEM آن می باشد که از آلیاژ مناسب استیل و برنز می باشد . تریم یکی از اجزای مهم شیرآلات صنعتی می باشد که بدون تریم مناسب شیرآلات صنعتی به خوبی و رضایتبخش عمل نمی کند .ملاحضاتی که باید در انتخاب مورد توجه قرار گیرند عبارتند از : دمای عملیاتی ، پایداری شیمیایی سیال عبوری از خط و خواص کششی ( سختی و شکنندگی ) . جدول زیر بر اساس دما آلیاژ تریم را به شما پیشنهاد می دهد:
جنس |
دما (F) |
محدوده |
سرامیک ، مواد نسوز |
2000 |
بسیار بالا |
آلیاژهای فولادی برای دماهای بالا |
1200 تا 1600 |
بالا |
فولاد |
1000 |
متوسط |
چدن نشکن |
650 |
|
برنز ، پلاستیک PVC |
550 |
|
چدن |
450 |
|
فولاد کم آلیاژ،برنز |
150 |
پایین |
برنز ، چدن نشکن سخت شده |
200- |
خیلی پایین |
فولاد ضد زنگ سخت شده |
450- |
جنس شیرآلات صنعتی
در شیرآلات صنعتی به منظور طولانی تر شدن طول عمر آن ها و همچنین بهینه بودن عملکرد ، جنس SEAT از جنس بدنه مقاومتر انتخاب می شود .
جدول زیر جنس های متداول بدنه و نشیمنگاه را برای خطوط مختلف شرح می دهد :
جنس خط |
سایز |
جنس بدنه |
جنس نشیمنگاه |
CS |
UP TO 2” |
ASTM A105 |
F6 13%CR |
CS |
MORE THAN 2” |
ASTM A216 WCB |
F6 13%CR |
LTCS |
UP TO 2” |
ASTM A350 LF2 |
SS 304/304L |
LTCS |
MORE THAN 2”
|
ASTM A352 LCB |
SS 304/304L |
AS |
UP TO 2” |
ASTM A182 F11 |
SS 316/321 |
AS |
MORE THAN 2”
|
ASTM A217 WC6 |
SS 316/321 |
SS |
UP TO 2” |
ASTM A182 F304/316/321 |
SS 316/321 |
SS |
MORE THAN 2”
|
ASTM A351 CF8/CF8M/CF8F |
SS 316/321 |
نکته: جهت بدست آوردن جنس شیرآلات به استاندارد API 600/602 مراجعه فرمایید .
نوع اتصال اجزای بدنه شیر به یکدیگر
اتصال اجزا بدنه می تواند به صورت پیچ و مهره ای باشد ( که تعمیرات آن به راحتی امکانپذی است ) و یا به صورت یکپارچه باشد و در جایی که داشتن نشت مجاز نباشد از آن استفاده می گردد .
استاندارد های رایج مورد استفاده شیرآلات صنعتی
STANDARD |
SIZE ( INCH ) |
TYPE |
API 602/BS5352 |
UP TO 2 |
GATE VALVE |
API 600 |
MORE THAN 2 |
|
API 608/BS5352 |
UP TO 2 |
BALL VALVE |
|
MORE THAN 2 |
|
API 599 |
|
PLUG VALVE |
BS5352 |
UP TO 2 |
GLOBE VALVE |
BS 1873 |
MORE THAN 2 |
|
BS5352 |
UP TO 2 |
CHECK VALVE |
BS 1868 |
MORE THAN 2 |
|
API 609 |
|
BUTTERFLY VALVE |
API 594 |
|
DUAL PLATE CHECK |
API 526 |
|
PSV/TSV |
عملکرد شیرآلات صنعتی : به طور خلاصه انواع شیرآلات صنعتی با توجه به عملکردشان به صورت زیر تقسیم بندی می شود :
- شیرآلات صنعتی قطع و وصل (ON/OFF)
- شیرآلات صنعتی برای تنظیم جریان
- شیرآلات صنعتی برای جلوگیری از برگشت جریان
- شیرآلات صنعتی برای تغییر مسیر جریان
- شیرآلات مورد استفاده جهت ایمنی
- شیرآلات کنترل و تنظیم کننده فشار
در مقاله های بعدی به انواع شیرآلات صنعتی بر اساس عملکردشان خواهیم پرداخت .