شیر فشارشکن (pressure reducting valve)
شیر تنظیم کننده فشار یا فشارشکن٬ معمولا نزدیک کنتور آب ساختمان ها بعد از انشعاب اصلی لوله آب شهر نصب میشود تا فشارهای زیاد و تغییرات فشار آب شهر را تقلیل دهد. این شیر را می توان یک وسیله تمام خود کار خواند٬ زیرا برای انجام تغییرات و تقلیل فشار دارای ساختمانی مخصوص است که این عمل را بدون انتقال انرژی انجام می دهد. این شیرها یک پیچ مخصوص تنظیم فشار دارند که به وسیله آن فشار خروجی شیر تنظیم می گردد.
شیرهای پروانه ای (butterfly valves)
شیرهای پروانه ای یکی از ساده ترین شیرهایی است که کاربرد آن ها در واحدهای نفت و پتروشیمی متداول می باشد. ساختمان آنها تشکیل شده از یک بدنه معمولی و یک صفحه مدور که تقریبا در وسط قرار دارد. این صفحه حول میله ای در حدود 90 درجه می گردد و بوسیله اهرمی به قسمت حرکت دهنده شیر وصل می باشد. این محرک می تواند دستی یا بوسیله فشار هوا و یا برق باشد.
شیرهای پروانه ای کوچک را در اندازه های 4 اینچ الی 24 اینچ می سازند تعمیرات آنها ساده است ولی باید مرتبا گریسکاری شوند. بعضی از آنها را در موارد خاصی بوسیله فلکه دستی که به میله گرداننده صفحه وصل می باشد و مکانیزم آن در یک جعبه چرخ دنده قرار دارد مجهز می کنند. تا چنانچه اگر گرداننده اصلی که هوا یا هیدرولیک می باشد از کار بیفتد بتوانند با آزاد کردن آن از دنده با اهرم یا فلکه دستی صفحه را در هر حالت که باشد نگهدارند.
کاربرد شیرهای پروانه ای در واحدهایی که فشار آنها در زمان کار کم باشد بعلت حداقل بودن افت فشار بسیار متداول است. ویژگی دیگر این شیرها به حداکثر رساندن سرعت جریان سیال در حداقل زمان و حرکت شیر می باشد مخصوصاً درمورد کنترل فشار سیالات در مخازن یا برج های تحت فشار، همچنین این نوع شیرها در انتقال سیالات در حجم زیاد مورد استفاده قرار می گیرند.
مزایای کاربردی شیرهای پروانه ای به دلایل زیر می باشد:
آسانی کاربرد، نداشتن قطعات لغزنده و کشویی، کاهش افت فشار، قابلیت کنترل، ارزانی و سبک بودن، عدم ترکیب جنس ساخته شده صفحه با فرآورده های عبور کننده اعم از شیمیایی یا پتروشیمی
موارد استفاده از شیرهای پروانه ای عبارتند از:
ایستگاه نیروی حرارتی
ایستگاه نیروی هیدروالکتریکی
صنایع به خصوص نفت و گاز
لوله کشی آب و فاضلاب
شیرهای اطمینان (safety valves)
از تجهیزات ویژه ای که یک واحد را درمقابل افزایش ناگهانی فشار ایمن می سازد شیر اطمینان است. شیر اطمینان به عنوان وسیله ای مناسب جهت جلوگیری از ازدیاد فشار ناگهانی در موتورخانه ها،کارخانه ها و بطور کلی انواع واحدهای صنعتی و برای انواع سیالات مختلف از قبیل گاز، بخار، آب و یا هوای فشرده استفاده می گردد.
محدودیت فشار در اینگونه کاربردها معمولا ناشی از فشار قابل تحمل تجهیزات، لوله ها و دستگاه ها و یا محصولات تولیدی و همچنین مسائل مرتبط با حفظ ایمنی افراد می باشد که اصطلاحا به محدوده فشار کارکرد امن (safe operating limits for pressure) و یا SOL/P معروف است. نحوه باز شدن شیرهای اطمینان و مشخصات کاری آنها ارتباط مستقیمی با نحوه طراحی قطعات داخلی شیر اطمینان دارد. در اغلب موارد این طراحی بگونه ای انجام می گیرد که پس از شروع باز شدن شیر اطمینان در اثر ازدیاد فشار، در اثر خاصیت (POP Action) این عمل به سرعت تشدید شده تا زمانی که شیر کاملا باز گردد.
شیرهای اطمینان به سه دسته تقسیم می شوند:
برای گازها ، هوا ، بخار و غیره (به استثنای مایع) بکار برده می شوند شیرهای اطمینان به طور خودکار از افزایش غیر مجاز فشار نسبت به اندازه فشار تعریف شده و مجاز بر روی مخازن تحت فشار و سیستم لوله کشی جلوگیری می کنند .
شیرهای ایمنی نیز بطور خودکار از افزایش بیش از حد فشار گاز و مایع جلوگیری می نمایند بعبارت دیگر در مواقع لزوم مقدار لازم گاز، بخار، آب یا هوا را تخلیه می نمایند تا فشار دستگاه به اندازه مجاز برسد.
شیرهای اطمینان بر سه نوع تقسیم می شوند :
شیراطمینان با فنر
شیر اطمینان وزنه ای
شیر اطمینان با فنر و دیاگرام
شیرهای اطمینان طوری به نحوی می گردند که در فشار معینی باز شوند، این شیرها به سه نوع مشخص می شوند:
شیرهای اطمینانی که روی منابع، مخازن و دستگاه های محتوی گاز نصب می شوند و بنام safety valve نامیده می شوند.
شیرهای اطمینانی که روی منابع و دستگاه های محتوی مایع نصب می شوند بنام relief valve نامیده می شوند.
شیرهایی که بر روی منابع و دستگاه های محتوی گاز و مایع نصب می شوند و بنام safety relief valve نامیده می شوند.
شیرهای متعادل کننده (balancing valves)
شیرهای متعادل کننده دستی می توانند دارای ساقه گردان (ROTARY)٬ بالا رونده (RISING)٬ و یا غیر بالا رونده (NONRISING) باشند. عموما ساختمان این شیرها دارای یک قسمت متحرک دارای روزنه است که با توجه به نیرو های فشاری٬ موقعیت خود را تنظیم می کند و بدین ترتیب٬ مساحت گذر گاه جریان را تغییر خواهد داد. با استفاده از این شیر وقتی مقدار افت فشار شیر تغییر کند٬ مقدار جریان سیال به مقدار از پیش تعیین شده خواهد رسید.
شیر های تخلیه کننده فشار (pressure relief valves)
معمولا از اصطلاحات شیر اطمینان و شیر تخلیه فشار به جای یکدیگر نیز استفاده می گردد. شکل ظاهری و کاری که هر دو نوع شیر انجام می دهند٬ یکسان است و آن محدود کردن مقدار فشار یک مایع٬ بخار یا گاز از طریق تخلیه کردن قسمتی از آن سیال است. شیر های اطمینان معمولا برای هوا و بخار آب استفاده می شوند. مشخصه این شیرها باز و بسته شدن سریع آن ها است. شیرهای تخلیه کننده فشار عموما برای مایعات به کار می روند و باز یا بسته شدن آن ها در هنگام زیاد یا کم شدن فشار٬ و به کندی صورت می گیرد.
استاندارد ابعاد شیرفلکه ها
ANSI B16.10: جهت ابعاد Face to Face و End to End شیرفلکه ها
جنس شیرفلکه ها (Valve Material)
معمولاً جنس شیرفلکه ها بر اساس نیاز و شرایط تعیین می گردد. شیرفلکه برنزی(آلیاژ مس و قلع) معمولاً برای سایزهای کوچک و برای سرویس آب تا دمای 230 درجه سانتیگراد و محلول های نمک دار و مواد نفتی با فشار و دمای کم به کار می رود
ازشیرفلکه چدنی معمولاً برای آب ، بخار و مواد نفتی تا دمای250 درجه سانتیگراد استفاده می شود و به اندازه های کوچک محدود می شود، چدن با مقاوت تنشی بالا می تواند برای سایزهای بالا مورد استفاده قرار گیرد.
از مشخصات شیرفلکه فولاد چکش خوار می توان به تحمل فشار بالا و مقاومت در برابر تنش و شُک می توان اشاره نمود. بنابراین در چنین شرایطی از این نوع فولاد در شیرفلکه استفاده می گردد.
شیرفلکه چدنی داکتیل دارای استحکام کششی بالا، شکل پذیری خوب و مقامت بهتر در برابر خوردگی است.
شیرفلکه فولادهای آلیاژی دارای تنوع گسترده تری هستند و برای دما و فشارهای بالا و شرایط سخت تری نسبت به آهن، چدن و برنز در بدنه شیرفلکه ها مورد استفاده قرار می گیرند.
شیرفلکه استنلس استیل اغلب برای آب شرب و سیالاتی که خوردگی ایجاد می کنند مورد استفاده قرار می گیرد.
شیرفلکه ترموپلاستیک ها به سرعت جای خود را در سیستم های یوتیلیتی (سرویس های بخار، آب، هوای ابزار دقیق و ..) پیدا نموده و در جاهائی که سیالات خورنده اجازه استفاده از متریال های متعارف را نمی دهند و یا هزینه استفاده از آن ها بالا می باشد، ترموپلاستیک ها در شیرفلکه مورد استفاده قرار گرفت. بطور کلی شیرفلکه های پلاستیک تا دمای 120 درجه سانتیگراد و فشار 1035 کیلوپاسکال می تواند مورد استفاده قرار گیرد.
غیر فلزات مانند :(پلی اتیلن – پلی پروپیلن – PVC – GRP و …)
انواع اتصال در شیر فلکه ها:
فلنجی (RF/RTJ Flange)FLG
جوشی (Butt weld)BW
ساکت (Socket weld)SW
دندهای(Thread) NPT
ویفری WAF(Wafer Type)
مطالب خواندنی : انواع لوله های چدنی،گالوانیزه و…؟!
روش انتخاب صحیح شیرفلکه مورد نیاز
با توجه به مشخصات سیال باید شیرفلکه ای را انتخاب کرد که بتواند در مقابل ساییدگی و خوردگی و سایر مشخصات سیال مقاومت کند. همانطور که می دانیم سیال به انواع مختلف گاز، مایع و بخار تقسیم بندی می شود، بنابراین عواملی را که برای انتخاب شیرفلکه باید در نظر گرفته شود به شرح ذیل می باشد:
هدف از انتخاب شیرفلکه(قطع و وصل – کنترل- جلوگیری از برگشت جریان – ایمنی و …..)
فشار و دمای سیال عبوری از شیرفلکه
نوع عملگر در شیرفلکه(پنوماتیکی- هیدرولیکی- برقی- دستی و …)
حجم شیرفلکه و ظرفیت جابجایی سیال مواد سازنده اجزا شیرفلکه( بدنه- نشیمنگاه- مجرابند – ساقه و …)
نحوه اتصال شیرفلکه (جوشی – دنده ای – فلنجی و….)
مدت زمان کار شیرفلکه (Plant life)
پس از بررسی موارد فوق و انتخاب شیرفلکه مورد نظر باید موارد دیگری را به عنوان عوامل تاثیر گذار در انتخاب مد نظر قرار داد:
موجود بودن شیرفلکه
قابل تغییر بودن شیرفلکه
قیمت شیرفلکه
وزن شیرفلکه