آلیاژهای متفاوت شیرآلات صنعتی

پس از لوله کشی و مشخص کردن خطوط عبوری لوله حال نوبت به مشخص کردن هدایت جریان می رسد ، اینکه جریان سیال در چه مواقعی حرکت کند و یا اینکه در خطی عبور جریان را در بازه ای از زمان احتیاج نداریم ، فشار سیال در برخی از خطوط لوله کشی باید کنترل شود و برخی موارد دیگر . برای انجام این کارها نیاز به یک عملگر یا هدایت کننده و یا حتی تنظیم کننده جریان داریم ، شیرآلات صنعتی با انجام وظایف خود به عنوان مغز متفکر و یا هادی جریان سیال به شمار می آیند.
شیرآلات صنعتی با توجه به نوع خود می توانند نیازهای پروژه را تامین کنند لذا هر شیر برای منظور خاصی تولید می شود و می بایست با توجه به وظیفه خود مورد استفاده قرار گیرد در غیر این صورت علاوه بر ناکارآمدی شیر موجب تخریب بخشی از خط نیز می شود. علاوه بر این مسائل شیرآلات می بایست بر اساس آلیاژ ساخت و نوع اتصال متناسب با نیاز مهندسی و اصول طراحی انتخاب شوند.

شیرآلات صنعتی بر اساس آلیاژ بدنه

به طور کلی شیرآلات به چهار دسته اصلی زیر تقسیم بندی می شوند ، سایر آلیاژها از زیرمجموعه این تقسیم بندی ها می باشند:

1. شیرآلات چدنی
2. شیرآلات برنجی
3. شیرآلات فولادی
4. شیرآلات استنلس استیل

شیرآلات چدنی 

شیرآلاتی می باشند که جنس بدنه آن ها از چدن (CAST IRON) می باشد. شیرآلات چدنی عموما تولید شده از چدن خاکستری (GRAY IRON) و چدن داکتیل (DUCTILE IRON) می باشند. عموما اتصال شیرآلات چدنی به صورت فلنجی می باشد ، در دو سر ابتدایی و انتهایی شیرآلات چدنی فلنج تعبیه شده است که مخصوص اتصال به فلنج های روبروی خود می باشد لذا برای کارکردن شیر چدنی در خط لوله نیاز به دو فلنج جوشی می باشد تا ادامه روند لوله کشی انجام شود . استاندارد فلنج های تولید شده بروی شیرآلات چدنی طبق EN 1092-2 می باشد .
استاندارد آلیاژی شیر آلات چدنی به صورتی می باشد که شیرآلات چدن خاکستری با آلیاژ GG25 وشیرآلات چدن داکتیل با استاندارد GGG40 ساخته می شوند. شیرآلات چدنی به صورت ریخته گری ساخته می شوند و به این صورت می باشد که با قرار دادن شمش چدن خام در کوره و اضافه کرد عناصر دیگر حالت مذاب چدن را در قالب ریخته و پس از سرد شده از داخل قالب خارج کرده و با انجام ماشین کاری به حالت نهایی خود می رسد و پس از آن با استفاده از رنگ کوره ای و پوشش اپوکسی سطح شیر را رنگ کرده.
برندهای مطرح موجود تولید کننده شیرآلات چدنی در ایران عبارتند از :

1. شیرآلات چدنی میراب
2. شیرآلات چدنی فاراب
3. شیرآلات چدنی وگ ایران بی همتا

شیرآلات چدنی شامل شیر کشویی ، شیر سوزنی ، شیر یکطرفه ، شیر پروانه ای ، شیرآتش نشانی ، شیر صافی و ... می شود .

شیرآلات برنجی 

این نوع از شیرآلات از آلیاژ برنج و برنز می باشد ، شیرآلات برنجی عموما دارای اتصال رزوه ای می باشند که در سایزهای ½ اینچ الی 4 اینچ مورد استفاده قرار میگیرند ولی در برخی موارد و در سایزهای 4 اینچ و 5 اینچ نیز موجود می باشد که در نصب و راه اندازی دارای مشکلاتی می باشند . آببندی شیرآلات برنجی از موارد بسیار مهمی می باشد که می بایست به آن توجه کرد و باید با اقلامی همچون نوار تفلن ، تفلن مایع ، کنف و خمیر آببندی این اتصالات را تضمین کرد .
آلیاژ شیرآلات برنجی بدون سرب طبق EN 12164 و EN 1982 می باشد و هچنین شیرآلات برنجی پرسی کروم طبق استاندارد EN 12165 ساخته می شود ، نوع دیگر از این دسته شیرآلات وجود دارد که آلیاژ پایه آن برنز می باشد که طبق استاندارد EN 1982 ساخته می شود .
شیرآلات برنجی و برنزی دارای ظاهری زیبا و تمیز می باشند که مناسب استفاده در منازل می باشند وعمده کاربرد این دسته از شیرآلات صنعتی برای عبور سیال آب در فشار و دمای مختلف می باشد همچنین شیرآلات برنجی به علت مقاومت بالایی که در مقابل فرسودگی و سایش دارند دارای حد مقاومت و دوام بالایی دارند .
شیرآلات برنجی دارای برندهای مختلفی می باشند که نمونه هایی از آن عبارتند از :

1. شیرآلات برنجی سیم ایتالیا (CIM)
2. شیرآلات برنجی کیتز ژاپن (KITZ)
3. شیرآلات برنجی کیزایران
4. شیرآلات برنجی پیمان ، امین و ...

شیرآلات برنجی شامل شیرکشویی ، شیر سوزنی ، شیر یکطرفه ( شیر خودکار ) ، شیر صافی ، شیر گازی ، شیرآتشنشانی و ... می باشد که در فشارهای مختلف موجودی دارند .

شیرآلات فولادی

این نوع شیرآلات بیشتر برای مصارف نفت و گاز و برای سیالات با ویژگی دما و فشار بالا و سیالات حساس مورد استفاده قرار میگیرد، شیرآلات فولادی به دو روش فورجینگ و ریخته گری ساخته می شود . شیرآلات فولادی تولید شده به وسیله روش فورجینگ دارای ارزش بالاتری نسبت به ریخته گری می باشد زیرا شیرآلات فورج شده به استانداردهای مهندسی بسیار نزدیکتر می باشد.
استاندارد شیرآلات فولادی تولید شده به روش فورجینگ طبق ASTM A105 می باشد و استاندارد شیرآلات فولادی ساخته شده به روش ریخته گری طبق ASTM A216 WCB می باشد .
شیرآلات فولادی دارای سه نوع اتصال می باشند که عبارتند از : اتصال فلنجدار ، اتصال رزوه ای ، اتصال جوشی که اتصال جوشی به دو روش SOCKET WELD و BUTT WELD می باشد . هر یک از اتصال های مذکور دارای معایب و مزایای می باشند که از مزیت های اتصال به صورت فلنجدار می توان به باز و بسته کردن دوباره این اتصال به واسطه پیچ و مهره اشاره کرد. اتصال جوشی از مزیت محکم بودن و عدم نشتی از بین آن اشاره کرد ولی اتصال جوشی دیگر قابلیت باز و بسته شدن ندارد که از این رو یک اتصال دائمی به شمار می آید، اتصال رزوه ای برای سایزهای کوچک به شمار میرود که مخصوص فشارهای پایین می باشد که دارای قابلیت باز و بسته شدن می باشد . نوعی از شیرآلات فولادی وجود دارند که دارای اتصال ویفری می باشند و مخصوص شیرآلات پروانه ای می باشد .

کلاس کاری شیرآلات فولادی

با استفاده از کلاس کاری شیرآلات می توان دما و فشار قابل تحمل برای شیرآلات را تخمین زد ، همانطور که می دانیم فشار تحملی شیرآلات با توجه به دمای سیال سنجیده می شود و هرچقدر دمای سیال بالاتر باشد ، فشار تحملی شیرآلات فولادی کمتر می شود .
کلاس کاری شیرآلات فولادی به صورت زیر بیان می شود :
کلاس کاری مخصوص شیرآلات فولادی با اتصال فلنجدار ، ویفری و جوشکاری به سبک (Butt Weld):

#150 , #300 , #400 , #600 , #900 , #1500 , #2500 

کلاس کاری شیرآلات جوشکاری به روش SOCKET WELD و دنده ای به صورت زیر مشخص می شود :

• برای خط لوله کشی با کلاس کاری 150# ,300# ,400# ,600# می بایست شیرآلات مذکور دارای کلاس کاری 800# باشد .
• برای خط لوله کشی با کلاس کاری 900# , 1500# می بایست شیرآلات مذکور دارای کلاس کاری 1500# باشد .
• برای خطوط لوله کشی با کلاس کاری 2500# شیرآلات ساکت ولدی و دنده ای وجود ندارد.

همانطور که ذکر شد با توجه به کلاس کاری شیرآلات می توان رابطه بین دما و فشار تحملی را برای شیرآلات معیین کرد .با توجه به استاندارد ASME B16.34 و برای هر آلیاژی از شیرآلات جدول تنظیم شده است :
با توجه به آلیاژهای زیر جدول تنظیم میگردد :

1. ASTM A105
2. ASTM A216 WCB
3. ASTM A350 LF2
4. ASTM A 515
5. ASTM A516
6. ASTM A350 LF2