شیر صنعتی

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو
شیر صنعتی فولادی(gate valve)

شیر صنعتی یا وَلو (Valve) وسیله‌ای است که برای قطع و وصل جریان سیال‌ها در خط لوله‌ها و شبکه‌های لوله‌کشی و محیط‌های صنعتی به کار می‌رود.

طبقه‌بندی شیرآلات[ویرایش]

۱-بر اساس نوع سیال[ویرایش]

رفتار ذرات در گاز

سیالات گازی(مانند گاز ترش، گاز شیرین، بخار):

در این گروه می‌توان به شیر سماوری مخروطی(Lubricated Taper Plug Valve)، شیر توپی (Ball Valve)، شیر دروازه‌ای تخت (Flat Gate Valve) و بصورت محدود به شیر یکطرفه (Check Valve) و شیر بشقابی کروی(Globe Valve) اشاره نمود.

سیالات مایع بدون ذرات معلق (مانند آب، نفت، گازوئیل):

در این گروه می‌توان به شیر دروازه‌ای گوه‌ای(Wedge Gate Valve)، شیر یکطرفه (Check Valve) و شیر بشقابی کروی(Globe Valve) و بصورت محدود به شیر سماوری/(Plug Valve)و شیر توپی (Ball Valve) اشاره نمود.

سیالات حامل ذرات معلق:

در این گروه می‌توان به نوعی از شیرهای اصلاح شده دروازه‌ای (Modified Gate Valve) و شیر یکطرفه (Check Valve) اشاره نمود.

۲-بر اساس نوع بهره‌گیری و موارد استفاده آنها[ویرایش]

شیرهای سرویسهای عمومی -شیرهای سرویس‌ها ی سنگین و سخت -شیرهای سرویسهای ویژه و مخصوص.

۳-بر اساس نوع حرکت عضو مسدود کننده جریان[ویرایش]

حرکت خطی

حرکت خطی عضو مسدود کننده عمود بر جریان مانند: شیر دروازه‌ای ، شیر بشقابی (کروی)

حرکت چرخشی عضو مسدود کننده مانند: شیر سماوری ، شیر توپی

حرکت اتوماتیک عضو مسدود کننده: شیر یکطرفه

۴-بر اساس شرح وظیفه[ویرایش]

شیرهای قطع و وصل (on - off):بیشتر شیرها درصنایع مختلف، به منظور باز یا بسته کردن مسیر سیال بکار برده می‌شوند و مسیر را در حالت کاملاً باز یا بسته قرار می‌دهند.

نوع کانال جریان آنها معمولا Straight Way بوده و در مقابل عبور جریان مقاومت کمتری از خود نشان می‌دهند. با توجه به ساختار داخلی و نوع المانهای آب بند کننده نباید این شیرها را در حالت نیمه باز قرار داد زیرا با انجام این عمل آسیب جدی به مجرابند و سایر اجراء آب بندی شیر وارد خواهد شد و بدین ترتیب عمر بهره‌برداری آن شدیدا کاهش یافته و در مواقع اضطراری و حوادث غیرمترقبه که نیاز به قطع جریان وجود دارد. شیر مورد نظر وظیفه خود را به درستی انجام نداده و موجب اتفاقات ناگوار و گاهی جبران ناپذیر خواهد گردید. 'شیرهای توپی، سماوری و دروازه‌ای' در این دسته قرار می‌گیرند.

البته می‌توان با اعمال نمودن تغییراتی در ساختار داخلی، از آنها برای تنظیم جریان نیز استفاده نمود.

شیرهای کنترل جریان کنترل جریان (Controlling Flow): اگرچه از این دسته شیرها برای قطع و وصل جریان نیز می‌توان استفاده کرد لیکن بصورت عمده جهت تنظیم جریان و بعبارت دیگر کم و زیاد نمودن جریان سیال بکار می‌روند.

در مواردی مانند تنظیم دما، تنظیم میزان سیال خروجی و یا تنظیم فشار مورد بهره‌برداری قرارمی گیرند. شیر آب روشویی منازل از این دسته هستند. این شیرها با توجه به ساختار داخلی خود ، در حالت نیمه باز آسیب زیادی نمی‌بینند و مقاومت بیشتری در مقابل برخورد سیال عبوری از خود نشان می‌دهند. شیرهایی که بعنوان کنترل ولو (Control Valve) در صنایع مختلف بکار می‌روند از این دسته‌اند و با بکارگیری یک عملگر و یک کنترلر، بصورت یک شیر کنترلی در آمده و با توجه به شرایط موجود در حلقه‌های کنترلی، در یک وضعیت خاص قرار می‌گیرند که الزاماً باز یا بسته کامل نیست. شیرهای Globe وPinch و Butterfly و needleاز این دسته هستند.

شیرهای یکسو کننده جریان

یکسو کننده جریان (Back Flow Prevention): برخی از تجهیزات نصب شده در تاسیسات و خطوط انتقال دارای بخشهای حساس و آسیب پذیری هستند که در صورت مواجه شدن با ضربات سیال دچار آسیب دیدگی و یا حتی تخریب کامل خواهند شد. این ضربات ممکن است در اثر جریانهای برگشتی، ضربه قوچ و یا Surge ناشی از انفجار یا شکست خط باشد. علاوه بر تجهیزات فوق مواردی وجود دارد که جریان برگشتی به تاسیسات یک مجموعه که برای فشار خاصی طراحی شده، آسیب می‌رساند و مواردی دیده شده که اینگونه جریانهای نا خواسته و یا پیش بینی نشده یک مجموعه از تاسیسات را بطور کامل تخریب نموده و ضررهای بسیاری به یک مجموعه وارد نموده است.

بطور کلی اساس عملکرد این شیرها طوری است که اگر فشار پایین دست شیر، بیشتر و یا برابر با بالادست جریان باشد، دیسک شیر روی نشیمن خود قرار می‌گیرد و از عبور جریان معکوس جلوگیری می‌کند. Check Valve, Back Pressure Valve, Back Flow Valve, Back Flow Prevention Valve, … در این گروه از طبقه‌بندی قرار می‌گیرند.

شیرهای انحراف حریان

انحراف جریان (Diverting Flow):مواردی وجود دارد که یک شیر وظیفه‌ای غیر از سه مورد فوق دارد و بعنوان یک شیر انتخاب مسیر عبوری سیال عمل می‌کند. بدنه این شیرها معمولا ۳ یا بیشتر ورودی و خروجی دارد و مجرابند آنها با شیرهای فوق‌الذکر تفاوت دارد و بیشتر بنام شیرهای چند راهه شناخته می‌شوند. البته انواع خاصی از این شیرها علاوه بر انحراف جریان توانایی باز و بست و حتی کنترل جریان را نیز دارند و لی معمولا از آنها فقط برای هدایت جریان از مسیری به مسیر دیگر استفاده می‌شود. این شیرها بسیار مفید و پرکاربرد بوده و به تنهایی می‌توانند وظیفه ۲ یا ۳ عدد شیر و حتی بیشتر را همزمان انجام دهند و براحتی با چرخاندن یک دسته، جهت جریان ورودی یا خروجی را انتخاب نمود. ساختار بسیار دقیق و حساسی دارند و درصورت عدم رعایت دستورالعملهای نگهداری و راه‌اندازی، عمر بهره‌برداری کمی خواهند داشت. شیرهایی مانند Ball, Plug , Globe دارای انواع انحراف جریان می‌باشند.

۵-بر اساس روش باز و بست (Operation Type)[ویرایش]

[۱] [۲]

دستی یا آچاری (Wrench, Lever, Hand wheel Operation) [۳]

گیربکسی (Gear Operation)

شیرهای با عملگر اتوماتیک (Actuator Operation , Actuated Valve) [۴]

۶-بر اساس کانال جریان[ویرایش]

Ball Valve- Full Bore
Full Bore - Reduce Bore

شیرهای با مجرای کامل (Full Bore/Port)

برخی از انواع 'شیرهای دروازه‌ای، یکطرفه، توپی و حتی سماوری' به گونه‌ای طراحی می‌شوند، که در حالت کاملاً باز هیچگونه برآمدگی و فرورفتگی در داخل شیر وجود نخواهد داشت. به عبارتی مجرای عبور سیال این نوع شیر با سطح ورودی آن کاملاً برابر بوده وسیال بدون محدودیت می‌تواند ازداخل آن عبور کند.[۵][۶]

شیرآلات با مجرای کاهنده (Reduce Bore/ Port)

در این نوع شیرآلات مساحت مجرای عبور سیال، از مساحت محل اتصال به خط لوله کوچکتر می‌باشد.[۷][۸] در حقیقت نوع طراحی داخل بدنه و اندازه مجرای عبوری به گونه‌ای است که در حالت باز نیز باعث افت فشار در مسیر می‌شود. اساسی ترین استفاده این نوع شیرها در سرویسهای تنظیم جریان می‌باشد. به این ترتیب کنترل دقیقتری انجام می‌شود. این شیرها قیمت ارزانتری در مقایسه با نوع Full Bore دارند. در مسیری که افت فشار و موضوع پیگ رانی مطرح نباشد استفاده از این نوع شیر به صرفه تر است.

بطور کلی شیرهای با مجرای کاهنده سیستم را دچار کمبود سیال می‌کنند-محدودیت موجود در شیر می‌تواند باعث تجمع فشار در قسمت ورودی وبالارفتن فشار قبل از شیر گردد واین پدیده گاهی باعث وارد آمدن صدمه به پمپ‌ها و تجهیزات قبل از شیر می‌شود.

اجزاء اصلی ساختمان شیرآلات صنعتی[ویرایش]

Globe Valves Part

بدنه (Body)[ویرایش]

بدنه شیر یکطرفه

بدنه شير محفظه تو خالي براي عبور سيال است كه بايد بتواند فشار سيال را تحمل كند، به خط لوله بتواند نصب شود، داراي محفظه اي براي قطعات داخلي شير باشد.

کلاهک ،درپوش ، کلوژر[ویرایش]

کلاهک شیر دروازه ای

قطعه مکمل مجوعه بدنه است و معمولا بصورت اتصال فلنجی به بدنه متصل می شود. در اکثر موارد ساقه stem از میان این قطعه عبور می نماید.

عملگر (operator)[ویرایش]

[۹] [۱۰]

دستی یا آچاری (Wrench, Lever, Hand wheel Operation) [۱۱]

گیربکسی (Gear Operation)

شیرهای با عملگر اتوماتیک (Actuator Operation , Actuated Valve) [۱۲]

هندويل (HAND WHEEL)[ویرایش]

قطعه ای به شکل چرخ است و با چرخیدن آن توسط دست، شیر باز و بسته می شود.[۱۳]همچنین باید جهت بسته شدن در جت عقربه ساعت، بر روی آن حک شده باشد. هندویل نباید هیچ لبه تیزی داشته باشد و جنس آن می تواند از فولاد ساده کربنی و یا چدن نشکن (DUCTILE IRON)در نظر گرفته شود. تعداد پره های هندویل نباید از 6 عدد بیشتر بوده و از محیط هندویل فراتر باشد.[۱۴]مطابق استاندارد قطر هندویل نباید از اندازه طول شیر(F TO F - E TO E) و یا حداکثر 1000 میلیمتر (هر کدام که کوچکتر باشد) تجاوز نماید.[۱۵]

مهره هندويل (HAND WHEEL NUT[ویرایش]

مهره ای است که هندویل توسط آن به استم نات (STEM NUT) سفت می شود و جنس آن از فولاد ساده کربنی در نظر گرفته می شود.

نشان دهنده موقعیت(position indicator)[ویرایش]

قطعه ای موقعیت عضو کنترل جریان را از بیرون شیر نشان می دهد.[۱۶] [۱۷]

عضو مسدود کننده جریان (obturator)[ویرایش]

عضو مسدود کننده جریان در شیر توپی

قسمتی از یک شیر که وظیفه قطع و وصل ، تنظیم یا انحراف جریان را بر عهده دارد.این قطعه در شیر توپی کروی شکل، در شیر سماوری معمولا مخروطی شکل در شیر دروازه‌ای گوه ای شکل و یا صفحه ای سوراخ دار، در شیر بشقابی و شیر یکطرفه به شکل دیسک و..... می باشد. [۱۸]

حلقه یا محل آب بندی (seat)[ویرایش]

سطوحي در داخل بدنه كه در اثر تماس عضو مسدود کننده جریان، با آنها شير آببندي مي كند،‌ [۱۹]نشيمنگاه يا سيت ناميده مي شود. بايد در نظر داشت درحالتيكه شير بسته است، مجرابند با سيتها در تماس است. سطوح سيت كه در آب بندی ایفای نقش دارند جزء تريم محسوب مي شود.

ساقه (Stem)[ویرایش]

ساقه (stem)

ساقه، شفت، استم، میله به قطعه ای گفته می شود که وظیفه انتقال نیرو از طرف اپراتور به عضو مسدود کننده جریان را بر عهده دارد.این قطعه می تواند شامل یک یا چند جزء باشد.[۲۰] حداقل قطر استم در جدول مربوطه در استاندارد API 600 آورده شده است. رزوه هاي استم از نوع دنده ذوزنقه اي كه مختص انتقال قدرت هستند، بوده و دنده ها بصورت چپ گرد باشند تا هنگام چرخش هندويل در جهت عقربه هاي ساعت شير بسته شود. طراحي انتهاي پاييني استم بايد به نحوي باشد كه هنگامي كه شير در سرويس است، ديسك در جاي خود نچرخد و استم از ديسك جدا نشود. [۲۱]

پکینگ یا طنابهای آب بند(PACKING)[ویرایش]

طناب های آب بند (packing)

پكينگها وظیفه آببندي دور استم را بر عهده دارند. اين عمل با فشرده شدن آنها توسط گلند صورت مي پذيرد. [۲۲]محل قرار گيري آنها STUFFING BOX مي باشد. حداقل تعداد آنها نبايد كمتر از 5 حلقه باشد. سايز پكينگها و ميزان لقي آنها در استاندارد API 600 مشخص شده است.[۲۳]

واشرها (Gaskets)[ویرایش]

در شيرهايي كه بدنه و كلاهك ، درپوش ، کپ ، کلوژر و... با اتصال فلنجي متصل می شوند، بين فلنجها از گسكتها براي آببندي استفاده مي شود. گسكتها بايد متناسب با محدوده دمايي شير انتخاب شوند و همچنين بتوانند تحمل فشار طراحي شير را داشته باشند.

برخی از انواع گسکت :-FLAT - SPIRAL - O RING - C RING - U RING

گلند(Gland)[ویرایش]

بوش دو پله اي است كه براي فشرده سازي پكينگها در بالاي آنها قرار مي گيرد.

فنرها (Spring)[ویرایش]

فنرهای اینکونل

انواع شیرآلات[ویرایش]

ولوها از لحاظ شکل و نحوه محدود کردن جریان در انواع مختلف ساخته می‌شوند:

اجزا و ساختمان والو با توجه به محدوده دما و فشاری که والو در آن کار می‌کند، نوع سیال (گاز یا مایع) و میزان خورندگی سیال، تغییر می‌یابد. به عبارت دیگر دو شیری که در یک طبقه‌بندی هستند ممکن است از لحاظ شکل ظاهری تفاوت داشته باشند.

تریم(Trim)[ویرایش]

قطعاتي كه در آببندي نقش مستقيم داشته باشند اصطلاحا تريم ناميده مي شوند. متريالهايي كه بطور استاندارد مي توانند براي اين قطعات در نظر گرفته شوند در جداول استاندارد API 600 آورده شده اند.[۲۸]

تریم در شيرهاي دروازهاي:

  • استم(stem)
  • نشيمنگاه (SEAT SURFACE).
  • قسمت آب بند دیسک (GATE SEATING SURFACE).
  • بك سيت بوشينگ (BACK SEAT BUSHING).
  • قسمتهاي كوچك داخلي كه به طور عادي با سيال در ارتباط هستند، مانند پين هايي كه استم را به گيت متصل مي كنند.

پوشش(coating)[ویرایش]

عایقکاری شیر سماوری درون منهول با سیستم پترولاتیوم

سطوح بیرونی شیرهایی که متریال آنها از نقطه نظر مقاومت خوردگی ظعیف می باشند می باید مطابق با استاندارد کارخانه تولیدی پوشش داده شوند. قطعات و تجهیزاتی که سطوح فلزی بدون روکش دارند باید با یک ماده مناسب بنحوی پوشش داده شوند تا در دمای 150 درجه سانتیگراد (122 درجه فارنهایت) محافظت شوند. [۲۹]

از آنجا که سازنده شیر اطلاعات لازم از محل نصب شیر ((میزان رطوبت ، صدمات احتمالی مکانیکی ، نوع خاک (در صورت دفنی بودن) و... )) را دارا نمی باشد مسلماً برای پایین آوردن قیمت تمام شده ارزانترین نوع پوشش را انتخاب خواهد نمود و هیچگونه مغایرتی نیز با استاندارد وجود نخواهد داشت . انتخاب نوع پوشش با توجه به شرایط نصب بر عهده خریدار یا مصرف کننده نهایی خواهد بود.

برخی از انواع پوشش برای شیرآلات عبارتند از:

سیستم پترولاتیوم شامل پرایمر، ماستیک ، نوار - پلی یورتان POLY URTHANE - پلی یوریاPOLY UREA - کلتار CAOLTAR - نقاشی رنگ آمیزی PAINTING

دروه های آموزشی شیرآلات صنعتی[ویرایش]

دوره های تخصصی سرویس نگهداری شیرآلات صنعتی

با عنایت به موقعیت استراتژیک شیرآلات ، حفظ و نگهداری آنها از اهمیت بسزایی برخوردار می باشد. آموزش شیرآلات صنعتی بصورت تخصصی در برخی از شرکت ها مانند valve pro و آرین پترو ایده بصورت حرفه ای دنبال می گردد. این دوره های آموزشی بصورت تئوری و عملی برگزار شده و هدف از آن تربیت افراد متخصص در این زمینه می باشد.

نگارخانه[ویرایش]

منابع[ویرایش]

  1. استانداردAPI6D، ویرایش2007، قسمت 4.14
  2. استانداردAPI6D، ویرایش2007، قسمت 7.5
  3. استانداردAPI6D، ویرایش2007، قسمت 7.13
  4. استانداردAPI6D، ویرایش2007، قسمت 4.21
  5. استانداردAPI6D، ویرایش2007، قسمت 4.11
  6. استانداردAPI6D، ویرایش2007، قسمت 6.2.1
  7. استانداردAPI6D، ویرایش2007، قسمت 4.29
  8. استانداردAPI6D، ویرایش2007، قسمت 6.2.2
  9. استانداردAPI6D، ویرایش2007، قسمت 4.14
  10. استانداردAPI6D، ویرایش2007، قسمت 7.5
  11. استانداردAPI6D، ویرایش2007، قسمت 7.13
  12. استانداردAPI6D، ویرایش2007، قسمت 4.21
  13. استانداردAPI6D، ویرایش2007، قسمت 4.12
  14. استانداردAPI600، ویرایش2001، قسمت 5.11.2
  15. استانداردAPI6D، ویرایش2007، قسمت 7.13
  16. استانداردAPI6D، ویرایش2007، قسمت 4.22
  17. استانداردAPI6D، ویرایش2007، قسمت 7.15
  18. استانداردAPI6D، ویرایش2007، قسمت 4.19
  19. استانداردAPI6D، ویرایش2007، قسمت 4.30
  20. استانداردAPI6D، ویرایش2007، قسمت 4.31
  21. استانداردAPI600، ویرایش2001، قسمت 5.8.1
  22. استانداردAPI6D، ویرایش2007، قسمت 4.21
  23. استانداردAPI600، ویرایش2001، قسمت 5.9.1
  24. استانداردAPI6D، ویرایش2007، قسمت 6.1.1
  25. استانداردAPI6D، ویرایش2007، قسمت 6.2.1
  26. استانداردAPI6D، ویرایش2007، قسمت 6.1.3
  27. استانداردAPI6D، ویرایش2007، قسمت 6.1.4
  28. استانداردAPI600، ویرایش2001، قسمت 6.1
  29. استانداردAPI6D، ویرایش2007، قسمت 12

۱- حامد نوردوست، گزارش کارآموزی ۱، شیرهای صنعتی، پالایشگاه فجر جم و دانشگاه خلیج فارس، دانشکده مهندسی، گروه مکانیک، تابستان ۹۱

2- http://en.wikipedia.org/wiki/Valve

3- [[en:Gate valve]]

http://www.api.co.ir/index.php?option=com_content&view=article&id=71&Itemid=102