شیرآلات صنعتی نقش بسیار مهمی در انتقال سیالات در سیستم پاپینگ دارند. سیالات مختلفی از آب آشامیدنی و فاضلاب تا نفت و گاز و دیگر سیالات در سیستم پایپینگ از مبدا تا مقصد نهایی منتقل میشوند. اما به غیر از سیالات روتین نام برده شده، برخی صنایع با سیالاتی خاص در ارتباط هستند. هنگام برخورد با سیالات خاص مانند روغن داغ، گاز ترش (حاوی سولفید هیدروژن) یا شرایط خلاء، انتخاب شیرهای صنعتی باید با چالشهای خاص ناشی از این مواد مدیریت شوند که بسیار بسیار مهم میباشد. در این مقاله با انواع شیرآلات صنعتی سیالات خاص آشنا خواهید شد.
انواع شیرآلات صنعتی مناسب سیال روغن داغ
روغن داغ یا روغن حرارتی یک نوع روغن از دسته هیدروکربنهای سنگین که برای انتقال حرارت در بویلرهای روغنی و یا راکتورهای شیمیایی استفاده میشود. روغن داغ ابتدا به صورت خام و طی چند مرحله حرارت دیدن به ظرفیت حرارتی ایده آل (تا ۳۵۰ درجه) میرسد. انتقال روغن داغ طبق شرایط و استانداردهای خاص صورت میپذیرد. برخی شیرآلات مناسب برای انتقال روغن داغ شامل موارد زیر میباشد:
۱. شیرهای توپی با دمای بالا
شیرهای توپی با قابلیت دمای بالا برای کاربردهای روغن داغ مناسب هستند. آنها حتی در دماهای بالا خاموشی محکم و حداقل نشت را فراهم میکنند. شیر توپی با دمای بالا برای مدیریت سیالات و گازها در دماهای بالا طراحی شدهاند و آنها را برای کاربردهایی مانند روغن داغ، بخار، گازهای با دمای بالا و سایر فرآیندها با شرایط گرمای شدید مناسب میکند. این شیرها با استفاده از مواد تخصصی و ویژگیهای طراحی برای اطمینان از عملکرد قابل اعتماد و ایمنی در محیطهای با دمای بالا ساخته میشوند. در اینجا برخی از ویژگیهای شیرهای توپی با دمای بالا آورده شده است:
ویژگی شیر توپی دما بالا
شیرهای توپی با دمای بالا معمولاً از موادی ساخته میشوند که میتوانند بدون به خطر انداختن یکپارچگی ساختاری در برابر دمای بالا مقاومت کنند. مواد متداول عبارتند از فولاد ضد زنگ، فولاد آلیاژی و آلیاژهای با دمای بالا مانند Inconel یا Hastelloy و duplex
طراحی ایمن در برابر آتش: در برخی از برنامههای کاربردی در دمای بالا، طراحی ایمن در برابر آتش برای جلوگیری از خرابی شیر در صورت وقوع آتشسوزی ضروری است. دریچههای توپی ضد حریق دارای مهر و مومهای فلزی ثانویه هستند که در صورت آسیب دیدن یا آسیب رساندن به آببندیهای اولیه در اثر آتش، فعال میشوند و از آببندی مداوم و کنترل جریان اطمینان حاصل میکنند. همچنین شیرهای توپی دارای خاصیت آنتی استاتیک هستند که از بوجود آمدن الکتریسته ساکن در شیر جلوگیری مینمایند.
آببندی در دمای بالا: نشیمنگاهها و آببندی سوپاپها به گونهای طراحی شدهاند که در برابر دمای بالا بدون تخریب مقاومت کنند. مواد تخصصی مانند (PTFE, RPTFEتفلون) با پرکنندهها برای ایجاد آببندی موثر حتی در دماهای بالا استفاده میشود.
کلاهک توسعه یافته: شیرهای توپی با دمای بالا اغلب دارای یک کلاهک بلند هستند که به محافظت از بستهبندی ساقه و اجزای محرک در برابر گرمای بیش از حد کمک میکند و یکپارچگی و عملکرد شیر را حفظ میکند.
عایق و ردیابی گرما: برخی از شیرهای توپی با دمای بالا ممکن است مجهز به عایق یا ردیابی گرما باشند تا انتقال حرارت به محیط اطراف یا تجهیزات مجاور به حداقل برسد.
اندازه و رتبهبندی فشار: دریچههای توپی با دمای بالا در اندازههای مختلف و درجهبندی فشار برای کاربردهای مختلف موجود هستند.
گزینههای فعال سازی: بسته به فرآیند و الزامات، شیرهای توپی با دمای بالا را میتوان به صورت دستی کار کرد یا به محرکهای الکتریکی، پنوماتیکی یا هیدرولیک برای کنترل از راه دور و اتوماسیون مجهز کرد.
نصب و نگهداری مناسب: نصب صحیح و نگهداری منظم برای عملکرد قابل اعتماد شیرهای توپی با دمای بالا بسیار مهم است. اطمینان از اینکه شیرها به درستی نصب شده اند، در محدوده دمایی مشخص شده کار میکنند و به طور منظم بازرسی میشوند، به افزایش عمر مفید آنها و جلوگیری از خرابیهای غیر منتظره کمک میکند.
۲. شیرهای دروازه ای
شیر دروازه ای یکی دیگر از انواع شیرآلات صنعتی سیالات خاص است. این شیر با نشیمنگاههای فلزی و مواد بستهبندی مناسب میتواند در برابر حرارت بالا مقاومت کرده و از نشتی جلوگیری کند. دریچههای دروازهای با نشیمنگاههای فلزی به گونهای طراحی شدهاند که قابلیتهای قطعی قابل اعتمادی را ارائه دهند و در برابر دماهای بالا، فشارهای بالا و سیالات ساینده یا خورنده مقاومت کنند.
ویژگی شیرهای دروازه ای
نشیمن فلز به فلز یک مهر و موم محکم و مقاومت عالی در برابر سایش و پارگی ایجاد میکند و این شیرها را برای کاربردهای صنعتی مناسب میکند. برخی از ویژگیها و مزایای کلیدی شیرهای دروازه ای با صندلیهای فلزی شامل:
ساخت و ساز بادوام: شیرهای دروازه با نشیمنگاههای فلزی معمولاً از مواد مستحکم مانند فولاد ضد زنگ، فولاد آلیاژی یا سایر فلزات با مقاومت بالا ساخته میشوند. این ساختار دوام و توانایی شیر در برابر شرایط سخت عملیاتی را تضمین میکند.
قابلیت دمای بالا: نشیمنگاه فلزی به این شیرها اجازه میدهد تا مایعات و گازهای با دمای بالا را بدون به خطر انداختن عملکرد آببندی کنترل کنند. آنها معمولاً در صنایعی مانند نفت و گاز، پتروشیمی، تولید برق و سایر فرآیندهایی که شامل دماهای بالا هستند استفاده میشوند.
رتبهبندی فشار بالا: شیرهای دروازهای با نشیمنگاههای فلزی قادر به رسیدگی به کاربردهای فشار بالا هستند و آنها را برای سیستمهایی که فشار بالا نگران کننده است مناسب میکند.
بسته شدن محکم: طراحی نشیمنگاه فلز به فلز، بسته شدن محکمی را فراهم میکند و پتانسیل نشتی را در هنگام بسته شدن کامل شیر کاهش میدهد. این در برنامههای حیاتی که حتی یک نشت جزئی میتواند باعث مشکلات مهم شود، ضروری است.
مقاومت در برابر سایش: این شیرها در مقایسه با شیرهای نرم، کمتر مستعد سایش و سایش هستند. آنها به ویژه در فرآیندهای مربوط به سیالات ساینده مفید هستند.
مقاومت در برابر خوردگی: نشیمنگاههای فلزی مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی دارند و به شیرها اجازه میدهند تا با رسانههای خورنده استفاده شوند.
عمر طولانیتر: شیرهای دروازهای با نشیمنگاههای فلزی به دلیل ساختار قوی و توانایی مقاومت در شرایط چالشبرانگیز، عمر طولانیتری نسبت به شیرهای با صندلی نرم دارند.
انواع مواد فلزی نشیمنگاه: بسته به کاربرد خاص و سیال مورد استفاده، میتوان از فلزات یا آلیاژهای فلزی مختلف برای نشیمنگاههاها استفاده نمود تا از عملکرد و سازگاری بهینه اطمینان حاصل شود.
انواع شیرآلات صنعتی مناسب سیال گاز ترش
گاز ترش نوعی سیال از نوع گاز طبیعی است که از ترکیب هیدروژن سولفید دی اکسید کربن بوجود آمده است. این نوع گاز هم سمی بوده و هم بسیار خورنده میباشد. بنابراین در انتخاب متریال و تجهیزات مناسب برای انتقال آن توجه به نکات مهمی نیاز است. در بخش شیرآلات صنعتی مناسب برای سیستم انتقال گاز ترش از تجهیزات زیر استفاده میشود:
صدور پیشفاکتور آنلاین
۱. شیرهای دروازه ای API 6A
این شیرها به طور خاص برای کاربردهای بالادستی نفت و گاز از جمله گاز ترش طراحی شده اند. آنها برای مقاومت در برابر محیطهای خشن ساخته شدهاند و دارای مواد مقاوم در برابر خوردگی سولفید هیدروژن (H۲S) هستند.
شیرهای دروازهای API ۶A نوع خاصی از شیر دروازهای هستند که با استانداردهای تعیین شده توسط موسسه نفت آمریکا (API) در API ۶A مطابقت دارد. این شیرها معمولاً در صنعت نفت و گاز برای اکتشاف، تولید و کاربردهای سرچاهی بالادست استفاده میشوند.
ویژگی های شیر دروازه ای API ۶A
شیرهای دروازهای API ۶A به گونهای طراحی شدهاند که الزامات سختگیرانه و استانداردهای ایمنی لازم برای این کاربردهای حیاتی و سخت را برآورده کنند. برخی از ویژگیهای شیرهای دروازه ای API ۶A شامل:
درجهبندی فشار و دمای بالا: شیرهای دروازهای API ۶A برای کنترل فشارها و دماهای بسیار بالا که معمولاً در فرآیندهای تولید نفت و گاز با آن مواجه میشوند طراحی شده اند.
ساختار مقاوم: این شیرها از مواد با کیفیت بالا مانند فولاد آهنگری یا فولاد آلیاژی ساخته شدهاند تا از دوام و قابلیت اطمینان در شرایط عملیاتی سخت اطمینان حاصل کنند.
آببندی فلز به فلز: شیرهای دروازه API ۶A معمولاً دارای آببندی فلز به فلز بین گیت و نشیمنگاه هستند که قطعی مطمئن و قابل اعتماد را حتی در محیطهای پرفشار فراهم میکند.
طراحی تمام سوراخ: طراحی تمام سوراخ اجازه میدهد تا جریان نامحدود از طریق شیر، به حداقل رساندن افت فشار و تسهیل حمل و نقل مایع یا گاز کارآمد.
طراحی از طریق کانال: شیرهای دروازهای API ۶A اغلب دارای طراحی مجرای عبوری هستند، به این معنی که قطر سوراخ با خط لوله یکسان است و در نتیجه یک مسیر جریان صاف و پیوسته ایجاد میشود.
قابلیت Double Block and Bleed (DBB): برخی از شیرهای دروازهای API ۶A دارای عملکرد DBB هستند که به شیر اجازه میدهد تا جریان را از هر دو طرف شیر مسدود کند و حفره بین مهر و مومها را تخلیه کند و ایمنی را در طول مراحل نگهداری یا خاموش کردن افزایش دهد.
تعیین سطح PSL و PR: شیرهای دروازهای API ۶A بر اساس درجهبندی فشار و دما، با سطوح مختلف مشخصات عملکرد (PSL) و رتبهبندی فشار (PR) طبقهبندی میشوند تا نیازهای کاربردی مختلف را برآورده کنند.
سرویس H2S: شیرهای دروازهای API ۶A اغلب برای خدمات سولفید هیدروژن (H۲S) طراحی و آزمایش میشوند و از عملکرد ایمن در محیطهای گاز ترش اطمینان میدهند.
اتصالات انتهایی فلنج دار یا رزوه ای: شیرهای دروازهای API ۶A با اتصالات انتهایی فلنجی یا رزوهای مطابق با الزامات نصب ارائه میشوند.
۲. شیرهای توپی ترنیون
شیر توپی ترنیون نیز یکی دیگر از انواع شیرآلات صنعتی سیالات خاص است که به دلیل طراحی قوی و مواد مقاوم در برابر H۲S، آببندی عالی را ارائه میدهند و برای کاربردهای گاز ترش مناسب هستند. (شیرهای پیشگام و صدرا-کیتز). شیرهای توپی ترنیون نوعی شیر یک چهارم چرخشی هستند که در صنایع مختلف برای کنترل جریان سیالات (مایعات یا گازها) در خط لوله استفاده میشود. نام آنها برگرفته از ترنیون است که یک پین یا شفت ثابت است که توپ را در بدنه سوپاپ نگه میدارد و قرار میدهد.
ویژگی های شیر توپی ترنیون
شیرهای توپی ترنیون به دلیل عملکرد عالی آب بندی، گشتاور عملیاتی کم و توانایی مدیریت فشارهای بالا و نرخ جریان زیاد محبوب هستند. برخی از ویژگیهای شیرهای توپی ترنیون در زیر اشاره شده است:
طراحی ترنیون: طراحی ترنیون پشتیبانی و پایداری بیشتری را برای توپ فراهم میکند و به آن اجازه میدهد تا اختلاف فشار و نرخ جریان بالاتری را در مقایسه با شیرهای توپی شناور انجام دهد.
عملکرد یک چهارم چرخش: شیرهای توپی ترنیون دارای عملکرد ساده یک چهارم چرخشی هستند که کارکرد آنها را آسان میکند و برای کاربردهایی که نیاز به سرویس روشن/خاموش سریع و مکرر دارند مناسب است.
آببندی دو جهته: دریچههای توپی ترنیون آببندی دو طرفه را ارائه میدهند، به این معنی که میتوانند یک بسته محکم در هر دو جهت جریان ایجاد کنند و عملکرد ضد نشتی را تضمین کنند.
گزینههای فلزی یا صندلی نرم: شیرهای توپی ترنیون را میتوان با نشیمنگاههای فلزی (معمولاً برای کاربردهای با دمای بالا یا ساینده) یا نشیمنگاههای نرم (برای خدمات عمومی) مجهز کرد.
طراحی ایمن در برابر حریق: بسیاری از شیرهای توپی ترنیون دارای ویژگیهای ایمن برای حفظ یکپارچگی آببندی در صورت وقوع آتش سوزی هستند که آنها را برای کاربردهایی که ایمنی آتش سوزی یک نگرانی است مناسب میکند.
ساقه ضد دمیدن: شیرهای توپی ترنیون معمولاً دارای طراحی ساقه ضد دمیدن هستند که تضمین میکند که ساقه حتی در شرایط فشار بالا به طور ایمن در جای خود باقی میماند.
نشیمنگاههای شناور: برخی از شیرهای توپی ترنیون دارای نشیمنگاههای شناور هستند که امکان تنظیم خود به توپ را فراهم میکند و عملکرد آببندی را بهبود میبخشد و عمر مفید شیر را افزایش میدهد.
قابلیت Double Block and Bleed (DBB): برخی از دریچههای توپی ترنیون با عملکرد DBB طراحی شدهاند که ویژگیهای دوبلوک و خونریزی را فعال میکند و سطح ایمنی بیشتری را در طول تعمیر و نگهداری ارائه میدهد.
سیستم تزریق درزگیر اضطراری: برخی از دریچههای توپی پیشرفته دارای سیستم تزریق درزگیر اضطراری هستند که به اپراتورها این امکان را میدهد تا هرگونه نشتی احتمالی در ناحیه صندلی را بدون وقفه در جریان فرآیند ببندند.
شیرهای توپی ترنیون در صنایع مختلف از جمله نفت و گاز، پتروشیمی، تولید برق، تصفیه آب و خطوط لوله کاربرد دارند که معمولاً برای کاربردهای فشار بالا و جریان بالا استفاده میشوند.
انواع شیرآلات صنعتی مناسب سیال محیط خلاء
در محیط خلاء چگالی ذرات موجود بسیار کمتر از اتمسفر میباشد و بر حسب تعداد مولکولهای موجود در آن دارای انواع فشارهای مختلفی میباشد. انتقال خلاء با توجه به خاص بودن فشار و نوع سیال بسیار متفاوت بوده و نیاز به تجهیزات خاصی نیز دارد. از انواع شیرآلات صنعتی سیالات خاص میتوان به انواع زیر اشاره نمود:
۱. شیرهای دریچه خلاء
این شیرها برای حفظ درجه خلاء بالا و جلوگیری از نشت هوا در سیستمهای خلاء طراحی شدهاند. آنها اغلب دارای آببندی فلز به فلز برای بسته شدن موثر هستند. شیرهای خلاء شیرهای تخصصی هستند که برای حفظ، کنترل یا جداسازی شرایط خلاء در سیستمها و کاربردهای مختلف طراحی شدهاند. آنها نقش مهمی در فناوری خلاء دارند، جایی که حفظ یک محیط کم فشار برای تحقیقات علمی، فرآیندهای صنعتی و سایر کاربردهای پیشرفته ضروری است.
انواع شیر خلاء
دریچههای خلاء برای مقابله با چالشهای ناشی از شرایط خلاء بالا یا خلاء فوقالعاده، که در آن سطوح فشار به طور قابلتوجهی زیر فشار اتمسفر است، طراحی شدهاند. در اینجا چند نوع رایج شیر خلاء آورده شده است:
شیرهای دروازه ای: شیرهای دروازهای برای کاربردهای خلاء دارای طراحی مستقیم با دروازهای هستند که عمود بر جهت جریان حرکت میکند. هنگامی که به طور کامل باز است، دروازه اجازه جریان بدون مانع را میدهد، و هنگامی که بسته میشود، یک مهر و موم هوا را برای حفظ یکپارچگی خلاء ایجاد میکند.
شیرهای پروانه ای: دریچههای پروانهای خلاء از یک دیسک دایرهای به عنوان عنصر بسته شدن استفاده میکنند. شیر پروانه ای معمولاً در کاربردهای با قطر بزرگتر استفاده میشوند، جایی که کنترل سریع و دقیق جریان ضروری است.
شیرهای توپی: دریچههای توپ خلاء دارای یک توپ با سوراخی از مرکز آن هستند که میتوان آن را چرخاند تا جریان را کنترل کند. هنگامی که توپ بسته میشود، یک مهر و موم هوادار تشکیل میدهد که آن را برای کاربردهای خلاء مناسب میکند.
دریچههای زاویه ای: شیرهای زاویه دار یک مسیر جریان زاویه دار دارند که میتواند در سیستمهای خلاء خاص مفید باشد، به خصوص زمانی که فضا محدود است.
دریچههای آببندی: دریچههای آببندی شده از دمهای فلزی بهعنوان عنصر آببندی استفاده میکنند که میتواند حرکت خطی را با حفظ آببندی در برابر خلاء انجام دهد.
شیرهای آونگی: شیرهای آونگی به طور خاص برای فرآیندهای رسوبگذاری نیمه هادی و لایه نازک در اتاقکهای خلاء طراحی شده اند. آنها کنترل دقیق جریان را با حداقل تولید ذرات فراهم میکنند.
دریچههای دروازهای با صندلیهای نرم: در برخی از کاربردهای خلاء، شیرهای دروازهای با صندلی نرم برای به حداقل رساندن تولید ذرات و اطمینان از آببندی قابل اعتماد استفاده میشود.
۲. شیرهای توپی خلاء
مشابه دریچههای دروازه خلاء، این شیرهای توپی برای حفظ محیط خلاء و ایجاد قطعی محکم طراحی شده اند. شیرهای توپی خلاء نوعی شیر هستند که به طور خاص برای کنترل و حفظ شرایط خلاء در کاربردهای مختلف صنعتی و علمی طراحی شدهاند. آنها به خانواده شیرهای یک چهارم چرخشی تعلق دارند و از یک توپ کروی با سوراخی در مرکز آن برای تنظیم جریان گازها یا سیالات استفاده میکنند.
ویژگی های شیر توپی خلاء
شیرهای توپی خلاء برای محیطهای با خلاء بالا فوقالعاده مناسب هستند، جایی که سطوح فشار به طور قابل توجهی زیر فشار اتمسفر است. در اینجا برخی از ویژگیهای کلیدی شیرهای توپ خلاء آورده شده است:
انتخاب مواد: شیرهای توپی خلاء معمولاً از موادی ساخته میشوند که میتوانند در برابر چالشهای شرایط خلاء بالا مقاومت کنند، مانند فولاد ضد زنگ، برنج یا سایر مواد غیرآلوده و کم گاز خروجی.
طراحی کامل: شیرهای توپ خلاء اغلب دارای طراحی کامل هستند، به این معنی که قطر سوراخ شیر با قطر خط لوله مطابقت دارد و اجازه میدهد جریان بدون مانع و به حداقل رساندن افت فشار در سیستم خلاء.
آببندی فلز به فلز: شیرهای توپ خلاء معمولاً آببندی فلز به فلز را بین توپ و نشیمنگاه ارائه میدهند و از مهر و موم محکم و قابل اعتماد برای حفظ یکپارچگی خلاء اطمینان میدهند.
نرخ نشتی: شیرهای توپی خلاء به گونهای طراحی شدهاند که میزان نشتی بسیار پایینی داشته باشند، زیرا حتی نشتیهای کوچک نیز میتوانند عملکرد سیستمهای خلاء را تحت تاثیر قرار دهند.
عملکرد دستی یا فعال: شیرهای توپ خلاء را میتوان به صورت دستی یا مجهز به محرکهای الکتریکی، پنوماتیک یا هیدرولیک برای کنترل از راه دور و اتوماسیون، بسته به نیازهای کاربردی خاص، کار کرد.
رتبهبندی خلاء: شیرهای توپی خلاء برای سطوح مختلف خلاء، مانند خلاء بالا (HV) یا خلاء فوق العاده بالا (UHV)، بسته به شرایط فشاری که میتوانند تحمل کنند، درجهبندی میشوند.
تولید ذرات: برخی از شیرهای توپ خلاء با ویژگیهایی برای به حداقل رساندن تولید ذرات طراحی شدهاند که در کاربردهایی که پاکیزگی از اهمیت بالایی برخوردار است، مانند ساخت نیمه هادی یا فرآیندهای رسوب لایه نازک، بسیار مهم است.
طراحی قابل پخت: برخی از شیرهای توپ خلاء قابل پخت هستند، به این معنی که میتوانند چرخههای دمای بالا را که برای تمیز کردن یا تهویه سیستمهای خلاء استفاده میشود، تحمل کنند.
انتخاب شیرآلات صنعتی مناسب سیال خاص
در این مقاله با انواع شیرآلات صنعتی سیالات خاص به طور کامل آشنا شدید. هنگام انتخاب شیرهای مناسب با سیالت خاص فاکتورهای زیر را در نظر شود:
- سازگاری مواد: اطمینان حاصل شود که بدنه، تریم و مهر و موم شیر با سیال خاص سازگار هستند تا از خوردگی یا تخریب جلوگیری شود.
- درجهبندی دما و فشار: اطمینان از اینکه شیرها میتوانند شرایط دما و فشار فرآیند شما را کنترل کنند.
- نرخ نشتی: برای کاربردهای خلاء، شیرهای کم نشتی برای حفظ سطح خلاء مطلوب حیاتی هستند.
- مطابقت با استانداردها: بررسی کنید که شیرها استانداردها و گواهینامههای مربوط به صنعت را برای ایمنی و عملکرد مطابقت دارند.
- گزینههای فعال سازی: بسته به نیاز خود، فعالسازی دستی، الکتریکی یا پنوماتیکی را برای شیرها در نظر بگیرید.
- تعمیر و نگهداری و سرویس: شیرها در کاربردهای حیاتی ممکن است به تعمیر و نگهداری مکرر نیاز داشته باشند، بنابراین سهولت تعمیر و نگهداری و در دسترس بودن قطعات یدکی را ارزیابی کنید.