همراهان گرامی امجدشاپ؛ همه ما در زندگی روزمره با انواع شیرآلات سر و کار داریم و ساده‌ترین نوع آن استفاده از شیر آب در منزل است. سیالات زیادی به جز آب وجود دارند که شاید ما به طور مستقیم از آنها استفاده نمی‌کنیم.
شیرآلات صنعتی جزو مهمترین و ضروری‌ترین ابزار هستند که در صنایع گوناگون مورد استفاده قرار می‌گیرند و انواع مختلفی دارند. عملکرد هر کدام از این شیرها با توجه به نوع سیال عبوری از آن متفاوت است. شیرآلات صنعتی بیشتر در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی به کار می‌روند و به طور کلی عمل هدایت سیالات و قطع و وصلی جریان را بر عهده دارند.
سیالاتی که داخل لوله‌های انتقال و توزیع شبکه جریان دارند دارای فشار هستند و این فشار باید کنترل و تنظیم شود تا به سایر تجهیزات آسیب نرسد. یکی از انواع شیرآلات صنعتی که این وظیفه را بر عهده دارد شیر اطمینان است که در ادامه به توضیح کاربرد و انواع آن می‌پردازیم.
شیر اطمینان اهرم دار چیست؟
این شیر نوعی از شیرآلات صنعتی است که برای کاهش و تنظیم فشار خروجی سیال عبوری به کار می‌رود و از افزایش ناگهانی فشار جلوگیری می‌کند. از اجزای مختلفی شامل درپوش، اسپرینگ، آب‌بند، دیسک، بونت، نازل و فلنج تشکیل می‌شود. عموما در طراحی این شیرها اندازه قطر ورودی را کوچکتر از قطر خروجی در نظر می‌گیرند. با این کار از فشار سیال کاسته شده و ایمن‌سازی انجام می‌شود.
شیرهای تخلیه درون چاهی، شیر تخلیه گاز، هوا و بخار، شیر ایمنی سطحی، شیر ایمنی فشار و قطع‌کننده و شیرهای پیلوت‌دار از انواع شیرآلات صنعتی اطمینان هستند.
اصطلاحات کاربردی در مورد شیرهای اطمینان
set point
تنظیم مناسب نقطه عملکرد وباز شدن سفتی ولو ، اولا بدلایل ایمنی وثانیا به منظور اطمینان از کارکرد شیر با حداقل صدا وهمچنین ممانعت از صدمه به شیرضروری می باشد.
این نقطه نباید بیشتر از SOL/P یا (محدوده فشار کارکرد ایمن تجهیزات) باشد واز طرفی تنظیم فشار آزاد سازی شیر اطمینان روی فشار کمتر از SOL/P هیچ مزیتی به همراه نخواهد داشت و تنها باعث افزایش احتمالی دفعات باز شدن شیر اطمینان و فرسوده شدن آن خواهدگشت.
میزان تغییرات احتمالی در فشار سیستم به عنوان پارامتر دیگری است که باید در فشار تنظیم شیر اطمینان در نظر گرفته شود تا از بازشدن بی مورد شیر جلوگیری بعمل آید.
درصورت نادیده انگاشتن این مورد ، شیر اطمینان دربسیاری از موارد در حالت نزدیک به بسته کار خواهد نمودکه به این پدیده Simmeringگفته می شود.
این حالت در نتیجه نزدیک بودن بیش از اندازه فشار سیستم به نقطه تنظیم روی میدهد و علاوه بر ایجاد سروصدا ومسائل جانبی ، باعث ایجاد صدمه به قسمت های داخلی شیر ودرنتیجه نشت دائمی آن خواهد شد.
Over pressure
فشاری است که سفتی ولو در وضعیت کاملا باز قرار می گیرد وحداکثر ظرفیت تخلیه خود را دارا می باشد.
واضح است که این فشار بالاتر از فشار نقطه تنظیم Set pressure می باشد ومقدار ان با توجه به کاربردها واستانداردهای مختلف ، متفاوت می باشد.
استاندارد BS 5500این مقدار اختلاف فشار را درمورد سیستمھای بخار وگاز برابر حداکثر ده درصد فشار تنظیمی شیر اطمینان در نظر می گیرد.
Blowdown
مقدار اختلاف فشار پائین تر از نقطه تنظیمسفتی ولو است که جهت بسته شدن کامل ومحکم سفتی ولو پس از باز شدن وسپس برگشت سیستم به فشار عادی مورد احتیاج می باشد .
میزان Blowdown نیز طبق استاندارد مذکور حداکثر حدود % 10 می باشد.
کاربرد شیر اطمینان اهرم دار
فشار داخل یک سیستم ممکن است بر اساس عوامل مختلفی از جمله عملکرد نامناسب شیر کاهنده فشار، خرابی سیستم‌های خنک کننده، افزایش بیش از حد حرارت، بسته شدن مجرای تخلیه، آتش سوزی و … بالا برود. به همین منظور در صنایع مختلف از شیر اطمینان اهرم دار برای حفاظت از مخازن و تجهیزات در برابر فشار اضافی استفاده می‌کنند.
این شیر را معمولا در قسمت‌هایی که فشار به میزان حداکثری خود می‌رسد نصب می‌کنند. در کارخانه‌ها، موتورخانه‌ها، سیستم‌های گرمایشی و تولید بخار برای کنترل فشار سیالاتی مانند آب، گاز، بخار و هوای فشرده استفاده می‌شوند. نحوه عملکرد این شیرها با قطعات داخلی آن رابطه مستقیمی دارد.
همانطور که اشاره کردیم این دسته از شیرآلات صنعتی وظیفه کاهش و کنترل فشار سیال را بر عهده دارد و باید به گونه‌ای طراحی شود که در صورت وجود خطر آتش سوزی یا برهم خوردن تعادل علاوه بر باز شدن سریع سوپاپ اطمینان در فشار مشخصی، مقدار سیال اضافی را نیز به بیرون هدایت کند و فشار موجود را از بین ببرد تا از جان کارکنان و تجهیزات موجود به خوبی محافظت کند. همچنین این شیرها در کمپرسور هوای فشرده، اتوشویی‌ها، تولید آبگرمکن و پکیج، زودپز و … به کار می‌روند.
نحوه عملکرد شیر اطمینان اهرم دار
طراحی ساختار این شیر به گونه‌ای است که به‌وسیله یک فنر یا ضامن نگهداشته شده است و زمانی که فشار در پشت شیر به میزان حداکثری خود برسد سوپاپ اطمینان سریعا عمل کرده و شیر باز می‌شود. به این ترتیب از بالا رفتن بیش از حد فشار درون سیستم و آسیب به تجهیزات جلوگیری می‌کند.
این شیر بیشتر در سیستم‌های گرمایشی به کار می‌رود. برای درک بهتر این موضوع آبگرمکن یا پکیج را در نظر بگیرید. در صورتی که مجهز به شیر اطمینان اهرم دار نباشد و فشار داخل آن خیلی بالا برود منفجر می‌شود. طبیعی است که هرچه دمای سیال افزایش یابد فشار آن نیز بالا می‌رود. در این حالت سوپاپ اطمینان به‌طور خودکار عمل می‌کند. برای این‌که عکس العمل این شیر را در برابر فشار بدانیم لازم است با انواع فشار آشنا شویم.
شیر اطمینان در دو حالت قابل بررسی است:
- بالاترین فشار: مقدار فشار در این حالت بالاتر از حد مجاز و استانداردهای تعریف شده است و شیر کاملا باز می‌شود.
- پایین‌ترین فشار: در این حالت فشار کمتر از حدمجاز تعیین شده است. این وضعیت یک حالت بازگشتی به شرایط نرمال است و شیر کاملا بسته می‌شود.
دلایل نشتی شیر اطمینان در پکیج ها و آبگرمکن های مخزن دار
شیر اطمینان از قطعات اصلی و مهم در تامین امنیت دستگاه هایی همانند پکیج های گرمایشی، آب گرمکن های مخزن دار و … می باشد. این قطعه وظیفه ای که برعهده دارد این است که مانع از تحت فشار قرار گرفتن قطعات آب گرمکن یا پکیج ( مخازن، شیرآلات، لوله ها و اتصالات) می شود. بنابراین خرابی یا وجود نقص در شیر اطمینان ممکن است سبب بوجود آمدن خسارات مالی و خدایی نکرده، جانی گردد. از دلایل بوجود آمدن نشتی در شیرهای اطمنیان می توان به موارد زیر اشاره کرد.
زیاد شدن فشار در داخل دستگاه
در آب گرمکن هایی که دارای مخزن آب هستند، زمانی که دمای آب بیشتر از حد معمول شود؛ فشار بوجود آمده می تواند سبب نشتی یا چکه کردن شیر اطمینان شود. همانطور که گفته شد کاربرد شیر اطمینان می تواند تا حد معینی فشار را تعدیل کند. اگر به هر علتی این فشار زیادتر از توان شیر اطمینان باشد، سبب خروج آب از آن می شود.
عدم آب بندی شیر اطمینان و صحیح انجام نشدن آن
نصب صحیح شیر اطمینان توسط متخصصین و آب بندی آن می تواند خیال شما را از بروز خرابی یا نشتی این قطعه راحت نماید. اگر شیر اطمینان به درستی آب بندی نشود خیلی زود دچار فرسودگی شده و نشت می کند. همچنین دمای بالای آب موجود در آب گرمکن نیز می تواند سبب ذوب شدن واشرهای آب بندی شیر اطمینان شود. یا اگر قطعات شیر اطمینان شل بوده و به درستی به هم متصل نشده باشند می تواند سبب خروج آب و نشتی آن بشود.
وارد آمدن ضربه به شیر اطمینان
محافظت شیر اطمینان از ضربات اهمیت بالایی دارد. زیرا این قطعه همانطورکه گفته شد دارای فنری است که وظیفه باز و بسته کردن شیر را برعهده دارد. بنابراین وارد آمدن هر نوع ضربه ای می تواند سبب سوراخ شدن شیر و نشتی آن شود. البته منظور ما از ضربه به معنای ضربه اجسام خارجی نیست بلکه گاهی شوک های حرارتی که در تجهیزات گرمایی بوجود می آید موجب ضربه های ناگهانی به شیر اطمینان و خرابی آن می شود.
استهلاک و فرسودگی قطعات شیر اطمینان
شیر اطمینان دارای عمر مفید معینی بوده و به مرور زمان دچار استهلام و فرسودگی می شود. بنابراین باید در مدت معینی این قطعات تعویض یا سرویس شوند. متاسفانه مردم ما اغلب تا خراب شدن یا از کارافتادن دستگاهی اقدام به سرویس آن نمی کنند. این امر منجر به تحمیل هزینه های زیاد به کاربران می شود. بنابراین پیشنهاد می کنیم برای عملکرد درست قطعات و اطمینان از سالم بودن آنها بهتر است هر زمان سرویس های دوره ای منظم برای دستگاه ها و سیستم های گرمایشی خود در نظر بگیرید. مطمئن باشین با این کار از وارد آمدن خسارات جبران ناپذیر ممانعت به عمل می آورید.
و اما…
خرابی یا نشتی شیر اطمینان در سیستم های گرمایشی دارای نشانه های بارز و عینی می باشد. اولین نشانه این خرابی افت فشار در آب گرمکن ها یا پکیج های گرمایشی است. این ایراد ممکن است در اثر خرابی واشرها نیز بوجود آید که می توان به راحتی با تعویض آنها، این مورد را رفع نمود. همانطور که تاکید شد شیر اطمینان از قطعات بسیار مهم در حفظ امنیت آب گرمکن های مخزنی و پکیج ها می باشد. بنابراین توصیه می شود که در هنگام نصب، این کار را به یک متخصص سپرده و سرویس های دوره ای را مد نظر قرار دهید. شما با بازرسی های دوره ای صحت عملکرد شیر اطمنیان را تضمین کرده و آسایش و ایمنی را به منزل و محل کار ارمغان می آورید.
انواع شیر اطمینان
این نوع از شیرآلات صنعتی از لحاظ ساختار و کاربرد به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند.
از لحاظ ساختار
- شیر اطمینان با فنر: در این نوع شیرها یک فنر روی صفحه‌ی دریچه قرار دارد و فشار دریچه با مهره‌ای که در بالای فنر قرار دارد قابل تنظیم است. این نوع برای مخازن تحت فشار مناسب هستند.
- شیر وزنه‌ای: در این شیرها وزنه‌هایی روی دریچه مخزن قرار دارند که تنظیم فشار درون مخزن توسط آنها انجام می‌شود.
- شیر اطمینان با فنر و دیافراگم: این شیرها برای کنترل فشار و سطح مایع داخل مخزن کاربرد دارند.
بر اساس کاربرد
- شیر آزاد کننده (Relief Valve): از نوع شیر فنری است و به‌صورت اتوماتیک فشار دستگاه‌های حاوی مایع را کاهش میدهد.
- شیر اطمینان (Safety Valve): ساختار این شیر نیز فنری است و فشار بخار و گاز را به سرعت کاهش میدهد.
- دو منظوره (Safety Relief Valve): همزمان برای کاهش فشار و تخلیه سیالات مایع و گاز کاربرد دارد.
- شیرهای آزاد کننده معمولی (Conventional Relief Valve): با تغییرات فشار برگشتی عمل می‌کند و به آن بستگی دارد.
- آزاد کننده متعادل (Balanced Pressure Relief Valve) : این شیرها فشار برگشتی را به وسیله سیلندر کاهش می‌دهند.
- آزاد کننده پیلوتی (Pilot Operated Pressure Relief Valve): نوعی شیر ترکیبی است که شیر دومی (پیلوت) شیر اصلی را کنترل می‌کند.