شیر اطمینان ( سیفتی ولو ) برای جلوگیری از به وجود آمدن شرایط فشار بیش از حد که ممکن است باعث انفجار خطرناک، خراب شدن تجهیزات و آسیب دیدن کارکنان شود، طراحی شده است. شیر اطمینان می‌تواند با تخلیه سیال از منبع یا سیستم تحت فشار و یا با اضافه کردن سیال برای جلوگیری از به وجود آمدن خلاء که باعث خرابی مخزن ذخیره میشود، از سیستم محافظت نماید.
سیال در اینجا می‌تواند مایع یا گاز باشد که این بستگی به نوع کاربری دارد. پترو ایلیا در این مقاله ابعاد مختلف شیر اطمینان اعم از نوع عملکرد، کاربرد و مشخصات آن را مورد بررسی قرار داده است.
شیر اطمینان در بسیاری از سیستم‌های تحت فشاری که شامل فرآیند کنترل جریان سیال هستند، یافت میشود، مانند سیستم‌هایی که به صورت الکترونیکی، هیدرولیکی یا پنوماتیکی کنترل می‌شوند.
سیستم‌های معمولی مانند این‌ها برای عمل کردن نیازمند منبع نیرو هستند، اما شیر اطمینان باید بتواند در هر شرایطی عمل کند، مخصوصاً زمانیکه نیروی اولیه سیستم قطع میشود و کنترل سیستم امکان‌پذیر نمی‌باشد. به همین دلیل شیر اطمینان عمدتاً با نیروی جداگانه کار نمی‌کند و از نیروی منفعل فرآیند فشار سیال برای به کار انداختن شیر استفاده می‌کند.
بعلاوه، بسیار مهم است که شیر اطمینان قابل اعتماد باشد زیرا تنها عاملی است که از بروز وضعیت‌های خطرناک و فاجعه‌بار جلوگیری می‌نماید. به همین دلیل طراحی عملکرد شیر اطمینان ساده است، زیرا هر چه پیچیدگی بیشتر باشد قابلیت اطمینان شیر به خطر می‌افتد.
طراحی شیر اطمینان به شما این اجازه را می‌دهد که آن را تنظیم کنید تا در یک مقدار مشخص فشار (که از پیش تعیین شده) باز شود. سپس شیر می‌تواند جریان سیال را مطابق با ظرفیت مورد نظر برقرار کرده و زمانیکه فشار به حد تعادل خود رسید، بسته شود.
این شیر باید با انواع سیالات مختلف نظیر هوا، آب، بخار، سیالات خورنده و چسبناک و … سازگار باشد. انتخاب متریال شیر اطمینان باید مطابق با نوع کاربری و دما و فشار کاربری باشد. همچنین هنگام انتخاب آن باید میزان خورندگی شیمیایی سیال داخل خط را مد نظر قرار دهید.
شیر اطمینان بسته به نوع سیال (خورندگی، سمی بودن یا قابل بازیافت بودن) مستقیماً آن را داخل اتمسفر و یا یک سیستم بسته تخلیه می‌کند. تخلیه سیستم بسته نیازمند ارزیابی و در نظر گرفتن شرایط فشار برگشتی است، که ممکن است بر روی عملکرد شیر اطمینان تاثیر منفی بگذارد.
این مساله زمانی رخ می‌دهد که خروجی شیر به یک سیستم تحت فشار متصل باشد و یا شیرهای اطمینان دیگری وجود داشته باشند که در همان هِدِر مشترک تخلیه شوند.
انواع شیر اطمینان
• شیر اطمینان Restricted lift: در این شیر ناحیه تخلیه توسط موقعیت دیسک در شیر ایجاد میشود. • شیر اطمینان Full lift: در این شیر ناحیه تخلیه توسط موقعیت دیسک در شیر ایجاد نمی‌شود. • شیر اطمینان تبدیلی: در این شیر سایز ناحیه مسیر جریان در زیر نشیمنگاه کمتر از ورودی شیر میباشد. • شیر اطمینان با دهانه کامل: در این شیر سایز ناحیه دهانه شیر برابر با سایز نواحی جریان داخلی است. • شیر اطمینان فنری مستقیم: این شیر برای بسته نگاه داشتن دیسک از فنر استفاده می‌کند. • شیر اطمینان پیلوتی: این شیر از فشار سیستم برای نگاه داشتن پیستون یا دیافراگم در جای خود استفاده می‌کند. این میزان فشار مشخص توسط فشار سیستم که ناشی از محرک پیلوت شیر است کنترل میشود.
به دنبال کامل‌ترین خدمات هستید؟
ما با به‌روزترین تجهیزات و محصولات در کنار شما هستیم. برای دریافت مشاوره در انتخاب و خرید تجهیزات می‌توانید، همین حالا با ما تماس بگیرید.
اجزاء و عملکرد شیر اطمینان
این شیر دارای سه جزء اصلی میباشد:
• نازل ورودی شیر که به سیستم یا مخزن تحت فشار متصل است. • دیسک یا دیافراگم متحرک که جریان سیال و پورت خروجی را کنترل می‌کند. • فنری که دیسک را در سر جای خود نگاه داشته و شیر را بسته نگاه می‌دارد و زمانیکه فشار سیستم از حد مجاز تعریف شده بیشتر میشود اجازه می‌دهد تا شیر باز شود.
شیر اطمینان به طور طبیعی در حالت بسته قرار دارد و مانع خارج شدن سیال در اثر فشار فنری میشود که دیسک را داخل نازل نگاه داشته است. اگر فشار سیستم به حدی افزایش یابد که فشار ورودی شیر از حد مجاز بیشتر شود، سپس فشار ورودی فنر را فشرده کرده و اجازه می‌دهد تا دیسک نازل را بلند کند، در نتیجه سیال از خروجی شیر تخلیه شده و این تخلیه تا زمانیکه فشار به حالت عادی خود (زیر نقطه فشار تعیین شده) باز گردد ادامه می‌یابد.
متریال شیر اطمینان
این شیر با متریال‌ها مختلفی از برنج گرفته تا پلی سولفون تولید میشود. سیالات مختلف و درجه‌های فشار متفاوت، متریال‌های مختلفی را می‌طلبند. برای مثال یک شیر آزاد کننده بخار می‌تواند از آلومینیوم ریخته‌گری شده با دیافراگم پلی اِستر ساخته شود، در حالیکه یک شیر برنزی انتخابی عالی برای کاربری‌های با دمای پایین است. استنلس استیل در کاربری‌هایی استفاده میشود که حفظ بهداشت در آن‌ها اهمیت زیادی دارد.
در بسیاری از شیرهای اطمینان متریال ساخت برخی از اجزای داخلی شیر با متریال بدنه تفاوت دارد. متریال اجزای آب‌بندی (سیلینگ) شیر و اجزای مشابه آن معمولاً از فلورو-سیلیکون، نئوپرین، پروپیلن و اتیلن ساخته می‌شوند.
ترکیب متریال‌های مختلف بدنه‌ای محکم و با دوام به وجود می‌آورد که به دلیل ویژگی‌های پلیمرهای مصنوعی و پلاستیک‌ها از آب‌بندی و قابلیت انعطاف خوبی برخوردار است. شیرآلات پلاستیکی برای هر نوع کاربری مناسب نمی‌باشند اما مزیتشان این است که مستعد خوردگی و زنگ زدگی نمی‌باشند.
این شیر می‌تواند فشارهای داخلی شدید را تحمل کرده و در محیط‌‌های هوای آزاد، بخار و مایع کار کند. می‌توان برخی شیرآلات را طوری تنظیم کرد که با چرخش ساده هندویل در فشارهای مختلف واکنش نشان دهند. اما تنظیم برخی از آن‌ها به شکلی است که فقط در یک فشار مشخص عمل می‌کنند.
مشخصات شیر اطمینان و نحوه انتخاب آن
در این بخش برخی از مشخصات شیر اطمینان ذکر میشود. درک این پارامترها و چگونگی ارتباط آن‌ها با شرایط کاربری، انتخاب محصول درست را آسان می‌کند. توجه داشته باشید که ممکن است تولید کنندگان مختلف محصولات خود را به انواع گوناگونی درجه‌بندی کنند. بنابراین اطلاعاتی که در اینجا ذکر میشود کلی است.
• متریال آب‌بندی (سیلینگ): متریالی که قطعه سیلینگ شیر از آن ساخته میشود • نرخ جریان: ظرفیت عبور جریان از شیر در حالت باز • تنظیم محدوده فشار: محدوده‌ای که می‌توان فشار شیر اطمینان را در آن تنظیم کرد. • محدوده دمای کاربری: محدوده درجه‌بندی دمای کاربری • متریال شیر: متریال اولیه بدنه شیر و اجزای مکانیکی آن به جز نشیمنگاه و قطعه سیلینگ • نوع تنظیم: در صورت وجود ویژگی تنظیم، نوع آن مانند پیچی، دستگیره‌ای و… نیز متفاوت است. • نوع سیال: ماهیت نوع سیال که شیر برای آن رتبه‌بندی شده است را نشان می‌دهد، مانند هوا، آمونیاک، سوخت، نفت، گاز، آب، بخار و … .
• نوع نصب: نشان دهنده روش مکانیکی نصب شیر در سیستم یا مخزن تحت فشار است، مانند اتصال رزوه‌ای، فلنجی، منیفولد و … . برای انتخاب یک شیر اطمینان مناسب باید به عوامل زیر توجه کنید: • نقطه فشار: مقدار فشار ورودی استاتیک که باعث باز شدن شیر میشود. • فشار برگشتی: مقدار فشار استاتیک خروجی که ناشی از تخلیه فشار سیستم است و زمانی استفاده میشود که تخلیه مستقیم به جَو صورت نمی‌پذیرد. • سیال فرآیند: ماهیت سیال داخل سیستم تحت فشار. • سایز اتصال: سایز و نوع اتصال ورودی و خروجی شیر که شامل اتصال رزوه‌ای میشود. • ظرفیت مورد نیاز: سرعت جریان یا ظرفیت تخلیه شیر که در واحدهای حجمی اندازهگیری میشود. • تجمع: افزایش فشار بیش از حداکثر فشار مجاز سیستم
فرآیند سایزبندی شیرآلات که توسط تولید کنندگان صورت می‌گیرد بر اساس سیال و فشار کاربری است. این فرآیند شامل معادلات لازم برای محاسبه ورودی انرژی گرمایی و ظرفیت تخلیه مورد نیاز برای کاربری‌های مختلف است. جهت مشاوره در زمینه شیرآلات صنعتی و انتخاب شیر اطمینان می‌توانید با کارشناسان ما در پترو ایلیا تماس حاصل نمایید.
کاربرد شیر اطمینان
شیر اطمینان در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد که برخی از آن‌ها عبارتند از:
• صنایع هوا فضا • صنایع نفت و گاز • صنایع پتروشیمی • نیروگاه‌ها • تولید و فرآوری مواد شیمیایی • مدارهای هیدرولیکی • سیستم‌های پنوماتیک • سیستم‌های برودتی • کانداکتورها
برای کاربری‌هایی که در آن‌ها از شیرهای اطمینان زیادی استفاده شده، سیستم اتوماسیون نصب میشود که از ترانسمیترهای آکوستیک بی‌سیم یا تکنولوژی‌های مشابه برای ساده‌سازی نظارت بر وضعیت شیر و کاهش تلاش مورد نیاز برای تامین گزارش استفاده می‌کند.
در کاربری‌های مسکونی، سیستم‌های گرمایشی که از بویلرها برای حرارت هیدرونیک و مخازن آب گرم استفاده می‌کنند، با به کار گرفتن شیر اطمینان فشاری ایمنی را برقرار کرده و از بروز انفجار جلوگیری می‌کنند. با افزایش حجم آب گرم، استفاده از این شیرآلات همراه با دیگر تجهیزات ایمنی مانند مخازن انبساطی و شیرهای قطع کن گاز، به ایمنی این مخازن تحت فشار کمک می‌کنند.
بسیاری از مدل‌هایی که در کاربری‌های مسکونی مورد استفاده قرار می‌گیرند معمولاً دارای اهرم تست بوده که می‌توانند در حین تعمیر و نگهداری متداول تجهیزات نیز مورد استفاده قرار بگیرند.
۱- نازل ورودی شیر که به سیستم یا مخزن تحت فشار متصل است. ۲- دیسک یا دیافراگم متحرک که جریان سیال و پورت خروجی را کنترل می‌کند. ۳- فنری که دیسک را در سر جای خود نگاه داشته و شیر را بسته نگاه می‌دارد و زمانیکه فشار سیستم از حد مجاز تعریف شده بیشتر میشود اجازه می‌دهد تا شیر باز شود.
این شیر با متریال‌ها مختلفی از برنج گرفته تا پلی سولفون تولید میشود. سیالات مختلف و درجه‌های فشار متفاوت، متریال‌های مختلفی را می‌طلبند. همچنین در بسیاری از شیرهای اطمینان متریال ساخت برخی از اجزای داخلی شیر با متریال بدنه تفاوت دارد. متریال اجزای آب‌بندی (سیلینگ) شیر و اجزای مشابه آن معمولاً از فلورو-سیلیکون، نئوپرین، پروپیلن و اتیلن ساخته می‌شوند.
فرآیند سایزبندی شیرآلات که توسط تولید کنندگان صورت می‌گیرد بر اساس سیال و فشار کاربری است. این فرآیند شامل معادلات لازم برای محاسبه ورودی انرژی گرمایی و ظرفیت تخلیه مورد نیاز برای کاربری‌های مختلف است.
شیر اطمینان در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد که برخی از آن‌ها عبارتند از: صنایع هوا فضا – صنایع نفت و گاز – صنایع پتروشیمی – نیروگاه‌ها – تولید و فرآوری مواد شیمیایی – مدارهای هیدرولیکی – سیستم‌های پنوماتیک – سیستم‌های برودتی – کانداکتورها
در بحث پیرامون این مقاله شرکت کنید!