شیرآلات کنترلی

شیر ایمنی که به آن شیر اطمینان یا سیفتی ولو (Safety Valve) نیز گفته می‌شود از انواع شیرآلات کنترلی است که با هدف جلوگیری از فشار بیشتر از حد طراحی روی مخازن تحت فشار مورد استفاده قرار می‌گیرد.

در بازار به اشتباه به این شیر، سفتی ولو گفته می شود اما نام درست این محصول سیفتی ولو (Safety Valve) است.

شیرهای اطمینان به صورت مستقیم روی خط نصب می‌شوند و با بالا رفتن فشار وارد عمل شده و با باز شدن دریچه بخشی از سیال را از خط جریان خارج کرده و باعث کاهش فشار می‌شوند.

یکی از مهم ترین ویژگی‌های این شیرها این است که تا زمانی که فشار تا حد خطرناکی بالا نرود کارایی آنها مورد ارزیابی قرار نمی‌گیرد.

شیر اطمینان چیست؟

شیر اطمینان شیری است که توسط یک فنر بسته شده است و با رسیدن فشار پشت شیر به یک فشار استاتیکی مشخص عمل کرده و به سرعت باز می‌شود.

با مشخص بودن مساحت سطح مقطع و اندازه نازل می‌توان مشخص نمود که چه حجم سیال از شیر خارج خواهد شد.

البته در ابتدا باید اندازه نازل خروجی محاسبه گردد.

شیرهای اطمینان با آزاد کردن مقداری از سیال به بیرون از منطقه تحت فشار، ایمن سازی را انجام می‌دهند.

شیر اطمینان در جاهایی که حداکثر فشار کاری به وجود می آید نصب می‌گردد.

در سیستم‌های تولید بخار، شیرهای اطمینان برای جلوگیری از افزایش فشار بر روی بویلرها نصب می‌شوند.

استانداردهای شیر اطمینان

شیرهای اطمینان با توجه به نوع کاربری، در استانداردهای مختلفی طراحی می‌شوند.

از جمله این استانداردها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

ASME B31.1

API RP 520

API RP 521

IPS-G-ME-250(2)

API 527

API RP 576

جنس بدنه شیر اطمینان

جنس شیر ایمنی می‌تواند از مواد زیر باشد:

ASTM A182 F11

ASTM A182 F22

ASTM A182 LF9

ASTM A182 F5A,F5

ASTM A217 C12

ASTM A217 WC6

ASTM A350 LF3

ASTM A352 LC3

اجزاء شیر اطمینان

انواع شیر اطمینان

شیر اطمینان با فنر

ساختار شیر اطمینان با فنر به این صورت است که روی صفحه دریچه آن فنری تعبیه شده و به وسیله مهره ای که در بالای این فنر وجود دارد می توان فشار روی دریچه مخزن را تا حد ایمنی مورد نظر تنظیم کرد.

این نوع شیر اطمینان بیشتر برای مخازن تحت فشار استفاده می شود.

شیر اطمینان وزنه ای

ساختار این نوع از شیرهای اطمینان به این صورت است که فشار درون مخزن توسط نیروی وزنه های موجود روی دریچه مخزن تا حد ایمنی مجاز مورد نظر قابل تنظیم می باشد.

شیر اطمینان با فنر و دیافراگم

این نوع شیر اطمینان برای کنترل مواد و سیالات در مخزن استفاده می شود و هم زمان می تواند فشار و سطح مایع درون مخزن را به خوبی کنترل کند.

انواع شیر اطمینان بر اساس کاربری

Safety valve: این نوع شیر اطمینان بیشتر روی مخازن و دستگاه های محتوی گاز، هوا، بخار و غیره (به استثنای مایع) نصب می شود.

Valve Relief: این نوع شیر اطمینان غالبا بر روی مخازن و دستگاه های محتوی مایع نصب می شوند.

Valve Relief Safety: این نوع شیر اطمینان بر روی هر دو منابع و دستگاه های محتوی گاز و مایع نصب می شود.

کاربرد شیر اطمینان

در صنایع، مخازن و تجهیزات تحت فشار باید بوسیله شیر اطمینان محافظت شوند.

شیرهای ایمنی را باید به نحوی انتخاب کرد که در صورت بهم خوردن تعادل در فشار مخزن، شیر اطمینان باز شده و مقادیر اضافی سیال را خارج کند.

در مواردی که تجهیزات فشار علاوه بر بهم خوردن تعادل در شرایط کاری در معرض خطرات آتش سوزی یا انفجار نیز هستند، باید این شیرها طوری انتخاب شوند که نه فقط در فشار معینی باز گردند بلکه ظرفیت آن را داشته باشند.

که مقدار اضافی سیال داخل مخزن را که در اثر حرارت تغییر حالت داده است به بیرون تجهیز انتقال دهد.

شیرهای اطمینان باید در فشاری حدود ۱۰% بیشتر از فشاری که تجهیز باید نگه دارد یا در حدود بالاترین فشاری که مخزن می تواند تحمل کند انتخاب شوند.

در مخازن ضد انفجار، فشار مخزن نباید از ۲۰% فشار طراحی بالاتر برود.

شیرهای ایمنی به عنوان وسیله ای مناسب جهت جلوگیری از ازدیاد فشار ناگهانی در موتورخانه‌ها، کارخانه‌ها و به طور کلی انواع سایت‌های صنعتی و برای انواع سیالات از قبیل گاز، بخار، آب یا هوای فشرده استفاده می‌گردند.

محدودیت فشار در این گونه کاربری‌ها که اصطلاحاً به محدوده فشار کارکرد امن معروف است معمولاً ناشی از فشار قابل تحمل تجهیزات، لوله ها و دستگاه ها یا محصولات تولیدی و همچنین مسائل مرتبط با حفظ ایمنی افراد می باشد.

نحوه باز شدن شیرهای اطمینان و مشخصات کاری آنها ارتباط مستقیمی با نحوه طراحی قطعات داخلی شیر دارد.

در اغلب موارد این طراحی به گونه ای انجام می گیرد که پس از شروع باز شدن شیر اطمینان در اثر ازدیاد فشار این عمل تا زمانی که شیر کاملاً باز گردد به سرعت تشدید می شود.

شیر فشار شکن کنترلی شیری از نوع شیرآلات کنترلی است که فشار سیال ورودی را کاهش داده و آن را در خروجی شیر کنترل می کند تا فشار خروجی کمتر از فشار ورودی باشد.

کاربرد شیر فشارشکن معمولا برای کنترل فشار بسیار زیاد آب در برج های مرتفع، شبکه های گسترده انتقال سیالات، مخازن بزرگ صنعتی و … است.

شیر فشار شکن کنترلی به طور اتوماتیک فشار زیاد و متغیر ورودی را به فشار کم و ثابت خروجی تبدیل می کند.

اگر در شبکه بعد از شیر فشار شکن کنترلی مصرف آب وجود نداشته باشد برای جلوگیری از انباشته شدن فشار استاتیک، این شیر به طور اتوماتیک جریان را قطع می کند.

استفاده از این شیر سهولت بهره برداری از شبکه و خطوط انتقال، حذف هزینه های بالای خرید زمین و ساخت مخازن فشار شکن کنترلی را در بردارد.

شیر فشار شکن کنترلی با کاهش فشارهای ناخواسته در شبکه ها و خطوط انتقال تا حدود زیادی از هدر رفتن سیال جلوگیری می کند.

انواع شیر فشار شکن کنترلی

انواع شیر فشار شکن کنترلی از نظر عملکرد به شیر فشارشکن مستقیم، شیر فشارشکن پایلوت دار، شیر فشارشکن پایلوت دار دیافراگمی و شیر فشارشکن پایلوت دار پیستونی تقسیم می شوند.

شیر فشارشکن کنترلی مستقیم با ساختاری ساده و کوچک برای کنترل فشارهای کم کاربرد دارد و به طور مستقیم فشار را کاهش می دهد.

شیر فشارشکن پایلوت دار به طور مستقیم شیر را به کار انداخته و فشار را کاهش می دهد.

برای کنترل فشارهای بالا مورد استفاده قرار می گیرد، این محصول خود دارای دو نوع پیستونی و دیافراگمی است.

شیر فشار شکن پایلوت دار دیافراگمی شیر را به کار انداخته، می تواند نوسانات کاهش فشار را در زمان کنترل جریان، به حداقل برساند.

این شیر توانایی کنترل جریان های بالا را داشته و می تواند فشار را کاهش دهد.

کاربرد آن در صنعت، پروژه های بزرگ ساختمان سازی، شبکه های گسترده و پرفشار انتقال و توزیع سیالات، تجهیزات تهویه مطبوع، آبیاری و … است.

شیر فشار شکن پایلوت دار پیستونی برای کنترل و تنظیم شیر است و در خطوط بخار کاربرد داشته، توانایی کنترل بالا در کاهش فشار با نوسانات حداکثر 500mpa را دارد.

این شیرنیز مانند شیرهای پیلوت دار دیافراگمی در صنایع مختلف، پروژه های بزرگ ساختمان سازی، شبکه های گسترده و پرفشار انتقال و توزیع سیالات، تجهیزات تهویه مطبوع، آبیاری و … کاربرد دارد.

انواع شیر فشار شکن کنترلی از نظر نوع سیال عامل هیدرولیکی و پنوماتیکی تولید و عرضه می شوند.

شیر فشار شکن هیدرولیکی که تنظیم جریان سیال در سیستم هیدرولیک که به صورت اهرم دستی به شیر متصل است را بر عهده دارد و در صنایعی مثل خودروسازی، سیمان، فولاد و … کاربرد دارد.

شیر فشارشکن پنوماتیکی، فشار در این نوع شیر بهوسیله سنسور حس شده و به کنترلر فرستاده می شود.

این شیر در صنایعی مثل صنایع کشاورزی، صنایع نساجی، خودروسازی، صنایع غذایی، چوب و … کاربرد دارد.

مزایای شیر فشار شکن کنترلی

مزایای شیر فشار شکن کنترلی شامل مواردی مانند هزینه کم، نگهداری و نصب آسان، طراحی ساده، کاهش نشتی، عدم نیاز به نیروی خارجی برای عملکرد و اصطکاک پایین می شود.

یکی دیگر از مزایای شیر فشار شکن کنترلی این است که برخلاف شیر قطع و وصل که اندازه آن برابر با اندازه خط لوله در نظر گرفته می شود.

در این نوع شیر، اندازه شیر بادر نظر گرفتن دبی مورد نیاز و سرعت اپتیمم انتخاب می شود.

شیرهای پایلوت دار نسبت به شیرهای فشارشکن مستقیم مزایای زیادی دارند، برای تغییر وضعیت شیر اصلی، فقط جریان بسیار کوچکی از بخار لازم است.

با تغییرات بسیار کم فشار می توان تغییرات بزرگی در میزان جریان ایجاد کرد و دارای حساسیت بالایی هستند.

نصب شیر فشار شکن کنترلی

قبل از نصب شیر فشار شکن کنترلی شیرهای سیستم را باز کنید تا هوای درون سیستم لوله کشی به طور کامل تخلیه شود.

برای تسهیل در تعمیر و نگهداری، دو عدد شیر قطع و وصلی در دو طرف شیر فشارشکن نصب کنید.

شیر را به صورت عمودی یا افقی و بهتر است غیر وارونه نصب کنید.

شیر قطع و وصلی دستی جریان در قسمت بالا را بسته و برای رسیدن به فشار مطلوب، فنر بالایی شیر فشار شکن کنترلی را بپیچانید.

نصب شیر فشار شکن کنترلی برای افزیش فشار خروجی، فنر را به صورت ساعت گرد و برای کاهش فشار خروجی، فنر را به صورت پادساعت گرد بپیچانید.

شیر هواگیری یا تخلیه هوا در سیستم های لوله کشی انتقال آب یا بخار داغ بسیار کاربردی و ضروری است، چون آسیب های احتمالی را کاهش می دهد.

سیستم های گرمایشی دارای تغییرات دما، فشار و واکنش های شیمیایی هستند که به واسطه آنها گازهایی تولید می شوند که برای سیستم مضر است.

این گازهای مضر موجب خوردگی لوله ها، جمع شدن رسوب، سوراخ شدن لوله، خرابی پمپ ها، تولید صدا در سیستم و انتقال نادرست دما در کل سیستم می شوند.

یکی از قطعات مهم برای خارج کردن این گازها از سیستم لوله کشی، شیر نخلیه هوا است که انواع مختلفی از نظر جنس و عملکرد دارد.

برای خارج کردن گازهای اضافی از سیستم های گرمایشی این شیرآلات صنعتی که دارای دو جنس پلاستیک و برنج است.

روی پمپ سیرکولاتور سیستم لوله کشی قرار می گیرند، نصب می شوند.

در بسیاری از سیستم های تاسیساتی مانند موتورخانه ها، کلکتورها، پمپ ها یا هر سیستم دیگری که تغییرات دما موجب هواگرفتگی در آن ها می شود، شیر هواگیری مورد استفاده قرار می گیرد.

شیر هواگیری کنترلی در دو مدل دستی و اتوماتیک تولید و در بازار موجود است که هر دو نوع دستی و اتوماتیک در هر سیستم مورد استفاده قرار می گیرد.

در شیر دستی و اتوماتیک تفاوت های جزئی وجود دارد و همچنین شرایط خاص سیستم لوله کشی موجب تفاوت در به کارگیری این دو نوع شیر می شود.

کاربرد شیر هواگیری کنترلی

زمان انتقال مایع درسیستم‌ های انتقال مایع و خطوط سیال، همیشه مقداری هوا یا سایر گازهای دیگر با سیال همراه می شود.

باعث ایجاد اختلال در گردش مناسب سیال، خوردگی تجهیزات، عملکرد صحیح پمپ‌ها و مانع پرشدن کامل سیستم (از سیال) می شود.

کاربرد شیر تخلیه هوا اتوماتیک که نام لاتین آن ایرونت است برای تخلیه هوا است.

علاوه بر آسیب های جدی که با جمع شدن هوا در سیستم های گرمایشی ایجاد می شود، تجمع هوای داغ در بالاترین نقاط سیستم لوله کشی باعث می شود.

گردش متوقف شده و سیستم توانایی گرم کردن را از دست بدهد.

کاربرد شیر هواگیری کنترلی برای این است که از خرابی سیستم و کاهش طول عمر اقلام پایپینگی جلوگیری کرد و تا حد امکان اثرات مخرب را کاهش داد.

وجود هوا در لوله ای که مخصوص عبور آب است باعث ایجاد صداهای زیاد، خوردگی لوله، اتصالات و شیرآلات شده، در مواردی موجب کاویتاسیون در پمپ ها می شود.

کاربرد شیر هواگیری روزنه بزرگ برای تخلیه هوا به حجم زیاد است.

روزنه کوچک برای هوای انباشته شده به حجم کوچک که لوله را تحت فشار کاری قرار داده است.

مزایای شیر هواگیری

یکی از مزایای شیر هواگیری این است که در سیستم های گرمایشی به شمار می رود.

نبود این قطعه یا آسیب دیدن آن موجب خسارت های زیاد به سیستم می شود.

این محصول مانند سایر اجزای تاسیسات نیاز به مراقبت و نگهداری دارد تا جلوی خراب شدن آن را گرفته و کارایی آن تا مدت زمان زیادی بالا باشد.

تمیز کردن به دفعات و مرتب این قطعه و رسوب زدایی آن سبب می شود.

عمر مفید شیر تخلیه هوا زیاد شود و نیاز به تعویض آن یا احتمال آسیب دیدن سیستم کم شود.

شیر هواگیری ایرونت برای پکیج کاربرد دارد که عملکردش با گوی شناور داخل آن است.

در گذشته ایرونت پکیج ها از جنس برنجی بود که رسوب شدید ایجاد می کرد.

انواع شیر هواگیری

انواع شیر هواگیری اتوماتیک برای استفاده روی کلکتورهای دارای دبی سنج کاربرد دارند تا با خروج گاز به صورت اتوماتیک مانع انجام کار سیستم نشوند.

شیر هواگیری اتوماتیک که یک شناور در داخل محفظه خود دارد.

در حالت عادی زمانی که بخار جمع نشده باشد، این شناور در جای خود قرار گرفته، همین که بخار داغ در لوله و پشت شناور جمع شود شناور کنار رفته و بخار داغ خارج می شود.

شیر هواگیری کنترلی دستی دو نوع است؛ یک مدل که به صورت ولومی باز و بسته می شود و نوع دوم با پیچ گوشتی مخصوص باز و بسته و تنظیم می شود.

استفاده از انواع شیر تخلیه هوا با توجه به سیستم لوله کشی و سایر شرایط مانعی ندارد.

گاهی قطعه ای با پوشش پلاستیکی در کنار شیر استفاده می شود که کار پیچ گوشتی را انجام می دهد و در برابر فشار و دمای بالا نیز مقاوم است.

شیر هواگیری برنجی برای سایزهای کوچک ½ اینچ و ¾ اینچ و سایز ۱ اینچ مورد استفاده قرار می گیرد و نوع اتصال آن ها به صورت دنده ای است.

شیر هواگیری چدنی یکی دیگر از انواع شیر هواگیری است و از آن برای خروج هوا از خط لوله استفاده می شود و دو نوع تک روزنه و دو روزنه تولید می شوند.

شیرهای هواگیری چدنی به صورت فلنج دار بوده و در قسمت پایینی یک فلنج دارند که نوع اتصال آن ها را به صورت فلنج دار کرده است.

برای اتصال شیرهواگیری چدنی به لوله یک فلنج جوشی از جنس آلیاژ لوله لازم است و با استفاده از پیچ و مهره و گسکت می توان اتصال را برقرار کرد.

شیر اطمینان

شیر اطمینان چیست؟

استانداردهای شیر اطمینان

جنس بدنه شیر اطمینان

اجزاء شیر اطمینان