نحوه انتخاب شیرآلات صنعتی Industrial Valves در سیستم لوله‌کشی با استاندارد اتصالات لوله و اولویت‌های تاسیسات رابطه مستقیم دارد. شیرآلات صنعتی Industrial Valves ابزاری مکانیکی در سیستم لوله‌کشی هستند که برای مدیریت سیالات هنگام عبور از لوله استفاده می‌شوند. مهم‌ترین شیرآلات صنعتی در هدایت، جداسازی، مخلوط‌کردن، کنترل یا تنظیم جریان و فشار سیالات، برای اصلاح مسیر گذر از سیستم لوله‌کشی مؤثر هستند.
همراه دانستنی‌های آهن نرخ با طبقه‌بندی انواع شیرآلات صنعتی آشنا شوید.
در این مقاله می‌خوانیم:
شیرآلات صنعتی به لحاظ فنی، در دسته‌بندی اتصالات لوله قرار می‌گیرند؛ اما به دلیل عملکرد حیاتی و تنوع، معمولاً جدا از سایر اتصالات بررسی می‌شوند.
وظایف اصلی شیرآلات صنعتی در سیستم لوله‌کشی
شیرهای صنعتی یکی از پرهزینه‌ترین اجزای تاسیسات موتورخانه و هر سیستم لوله‌کشی هستند، اما بدون آن‌ها سایر بخش‌ها امکان حیات ندارند. قیمت شیرآلات صنعتی می‌تواند تا ۳۰ درصد از هزینه کلی لوله‌کشی را به خود اختصاص دهد؛ بنابراین شناخت و انتخاب شیرآلات صنعتی اهمیت ویژه‌ای دارد. لوله و انواع اتصالات لوله به طور معمول باید در هماهنگی با شیرهای مورداستفاده هر سیستم باشند. به این صورت شیرآلات صنعتی نقش مهمی در بهبود کنترل کیفی و تضمین ایمنی سیستم لوله‌کشی و تاسیسات دارند، و کارایی فرایند و بهره‌وری را افزایش می‌دهند. مهم‌ترین اولویت؛ عملکرد مطلوب شیر است، چند وظیفه اصلی شیرآلات صنعتی در سیستم لوله‌کشی شامل این موارد است:
ایجاد دسترسی برای آغاز یا جلوگیری از جریان سیال:
برای به جریان انداختن یا توقف حرکت سیالات معمولاً از شیر دروازه‌ای Gate Valve استفاده می‌شود. شیرهای دروازه‌ای توقف خوبی ایجاد می‌کنند و تقریباً برای تمام سیالات مانند هوا، سوخت گازی، آب، بخار صنعتی، مایعات چسبناک و مخلوط دوغاب کاربرد دارند.
تنظیم نرخ جریان سیال در لوله و مخازن:
برای این منظور معمولاً شیر کروی Globe Valve کاربرد دارد که در آن کنترل جریان سیال به بهترین شکل موردنظر انجام می‌شود. این شیرآلات صنعتی برای عدم نشتی سفتی مهم هستند، مانند سیستم‌های آب خنک‌کننده، مواد شیمیایی، سیستم لوله‌کشی سوخت، و سیستم‌های هیدرولیک.
تنظیم فشار و بهبود ایمنی به‌وسیله کاهش فشار:
ویژگی‌های انواع شیرهای فشارشکن pressure relief valve به متریال سیال و هدف استفاده از این شیرآلات صنعتی وابسته است. تمام شیرهایی که برای تنظیم فشار در سیستم لوله‌کشی و تاسیسات موتورخانه استفاده می‌شوند؛ از ایمنی کل مجموعه مراقبت می‌کنند.
تنظیم دمای سیال در سیستم لوله‌کشی:
در ردیف خانواده شیرهای اطمینان Safety Valve برخی از شیرآلات صنعتی با حساسیت نسبت به تغییرات دمای داخل سیستم طراحی شده‌اند. این شیرها به‌خوبی ایمنی و تعادل سیستم در طول فرایند را کنترل می‌کنند.
تغییر مسیر جریان سیال:
شیر سماوری یا شیر دوشاخه Plug Valve یکی از شیرآلات صنعتی است که می‌تواند بر تغییر مسیر جریان سیال مؤثر باشد. شیر دوشاخه دارای یک یا چند حفره گذرگاه در داخل ولو است که در حالت‌های مختلف باز و بسته می‌شوند. این گذرگاه‌های داخلی شیر یا ولو اجازه تنظیم و تغییر جهت عبور سیال را می‌دهند.
جلوگیری از برگشت جریان معکوس سیال:
شیر یک‌طرفه Check Valve که به ولو چک یا شیر بدون برگشت هم مشهور است، یکی از پرکاربردترین شیرآلات صنعتی به شکل عمومی است. شیر یک‌طرفه برای جلوگیری از برگشت جریان در سیستم لوله‌کشی استفاده می‌شود و مسیر حرکت با فشار سیال در حال عبور از خط لوله باز می‌شود. برگشت سیال، شیر چک را می‌بندد و از جاری‌شدن سیال در جهت معکوس جلوگیری می‌کند. از دیگر وظایف اصلی شیرآلات صنعتی در سیستم لوله‌کشی می‌توانیم به توقف جریان سیال هنگام خرابی سیستم، همچنین محدودکردن جریان برای تعادل اشاره کنیم. توجه به نحوه انتخاب شیرآلات صنعتی در سیستم لوله‌کشی بخشی ضروری و مهم در مرحله طراحی فرایند تولید است که توسط مهندسان مجرب انجام می‌شود.
لازم به یادآوری است که معمولاً نوع شیرآلات صنعتی مناسب برای هر عملکرد در نقشه لوله‌کشی و طرح دقیق (P&ID) مشخص است. طرح P&ID تصویری نمایی از رابطه عملکردی لوله و اتصالات و انواع شیرآلات صنعتی را با ابزار دقیق و اجزای سیستم نشان می‌دهد.
چگونگی طبقه‌بندی شیرآلات صنعتی در سیستم لوله‌کشی
چندین روش مختلف برای اینکه به طبقه‌بندی کارآمد شیرآلات صنعتی دست پیدا کنید وجود دارد. برای دسته‌بندی شیرآلات صنعتی می‌توانید باتوجه‌به معیارهای زیر برنامه‌ریزی کنید:
- عملکرد شیر یا ولو
- مکانیسم انجام کار شیرها
- شیرآلات صنعتی در انتهای خط لوله
- چگونگی حرکت مکانیکی شیر یا ولو
- ساختار و متریال شیرآلات صنعتی
- سایزبندی اندازه درگاه
- درجه‌بندی فشار و دما
بهترین نحوه انتخاب شیرآلات صنعتی در سیستم لوله‌کشی این است که هر یک از این معیارها را برای هماهنگی باهدف در نظر بگیرید. به این صورت می‌توانید اطمینان حاصل کنید که شیرها برای کاربرد موردنظر شما مناسب هستند.
دسته‌بندی بر اساس عملکرد شیر یا ولو:
شیرآلات صنعتی بر اساس انجام عملکردهای مختلف به دودسته شیرآلات جداکننده و شیرآلات تنظیم‌کننده طبقه‌بندی می‌شوند.
شیرآلات صنعتی جداکننده:
شیرهای ایزوله به صورتی طراحی شده‌اند که مسیر جریان سیال را کاملاً بسته یا بدون مانع و باز نگه دارند. شیرهای ایزوله برای استفاده در حالت نیمه‌باز به شکل مداوم مناسب نیستند؛ زیرا در طول زمان دچار سایش می‌شوند و کنترل سیال را ضعیف می‌کنند. شیر دروازه‌ای Gate Valve – شیر توپی Ball Valve – شیر یک‌طرفه Check Valve – شیر سماوری یا شیر دوشاخه Plug Valve – شیر پروانه‌ای Butterfly Valve از این دسته هستند.
شیرآلات صنعتی تنظیم‌کننده:
از شیرهای تنظیم برای مدیریت فشار و سرعت جریان سیال بادقت مناسب استفاده می‌شود. شیرهای تنظیم‌کننده به شکل مؤثر و ایمن در فرایندهایی که نیاز به حالت باز یا بسته جزئی دارند استفاده می‌شوند. شیر کروی Globe Valve از این دسته شیرآلات صنعتی است. برخی از شیرآلات صنعتی برای انجام هر دو عملکرد جداسازی و تنظیم مناسب هستند، در‌حالی‌که بعضی دیگر فقط برای یک عملکرد پیشنهاد می‌شوند.
دسته‌بندی بر اساس مکانیسم انجام کار شیرها:
شیرآلات صنعتی را می‌توانید بر اساس نحوه عملکردشان؛ شیر دستی، شیر فعال یا شیر اتوماتیک طبقه‌بندی کنید.
شیرهای دستی:
رآلات دستی معمولاً به‌وسیله دست و با کمک اهرم، پدال، چرخ‌دنده، دستگیره یا زنجیر کار می‌کنند. این ولوها را می‌توانید به‌صورت مکانیکی تنظیم کنید تا جهت حرکت سیال را تغییر دهند و یا سرعت فرایند را افزایش دهید.
شیرهای اتوماتیک:
شیر فعال یا شیر خودکار برای کاربردهایی بادقت بالا یا تعداد گسترده استفاده می‌شوند. شیرآلات صنعتی خودکار برای اتوماسیون و مدیریت عملکرد اغلب به موتورهای الکتریکی، بخش‌های پنوماتیک، هیدرولیک یا شیر برقی متصل می‌شوند. محرک فرمان موتور الکتریکی از ابزارهای الکتریکی برگشت‌پذیر برای چرخاندن میل سوپاپ به کمک چرخ‌دنده‌ها استفاده می‌کند. محرک فرمان پنوماتیکی از فشار هوا برای تأمین نیروی موردنیاز برای عملکرد شیر استفاده می‌کند.
محرک‌های هیدرولیک:
در این مدل محرک‌ها، از مایعی تحت‌فشار و یک پیستون برای ایجاد نیروی موردنیاز جهت عملکرد ولو استفاده می‌کنید.
محرک‌های الکتریکی:
در شیرآلات صنعتی اتوماتیک با محرک برقی از کشش مغناطیسی بین صفحه متصل به میل سوپاپ، و سیم‌پیچ آهنربای الکتریکی استفاده می‌کنند.
شیرهای خودکار:
گاهی نیاز دارید زمانی که شرایط خاصی برای جریان سیال به وجود می‌آید، دریچه‌ها به طور خودکار عمل کنند. به‌عنوان نمونه؛ شیرهای بازرسی – شیرهای یک‌طرفه – بدون نیاز به دخالت بیرونی در طول جریان برگشت، خودکار بسته می‌شوند. همچنین شیرهای تخلیه فشار به‌صورت خودکار هر زمان که فشار بیش از حد باشد؛ فعال می‌شوند.
دسته‌بندی شیرآلات صنعتی در انتهای خط لوله:
چگونه اتصالات را پایان می‌دهید؟ شیرها به‌وسیله اتصالات لوله به سایر لوله‌ها متصل می‌شوند. این اتصالات یا پیچی و رزوه‌ای هستند یا از همراهی فلنج جوشی برخوردارند. بعضی از متداول‌ترین شیرآلات انتهایی را به شما معرفی می‌نماییم.
شیرآلات صنعتی انتهایی فلنجی: انواع فلنج فلزی در اتصالات لوله‌کشی نقش مهمی در بخش‌های منتهی به شیرها ایفا می‌کنند. به این صورت دو فلنج به هم متصل می‌شوند تا تشکیل یک مفصل را در محل اتصال ولو بدهند.
شیر آلات دنده‌ای صنعتی: انتهای شیرها دارای اتصالات رزوه‌ای هستند که لوله یا اتصالات دیگر به آن پیچ می‌شوند.
شیرآلات جوشی سوکتی صنعتی: لوله در شیار سوکت جای می‌گیرد و جوش داده می‌شود.
شیرآلات صنعتی جوش لب‌به‌لب: شیرهای جوش لب‌به‌لب دارای لبه‌های انتهایی اریب هستند که با زاویه مورّب مشابه در انتهای لوله مطابقت دارد و این اتصال با جوش پرکن محکم می‌شود.
دسته‌بندی چگونگی حرکت مکانیکی شیر یا ولو:
نوع حرکت مکانیکی عنصری که باعث باز و بسته‌شدن شیرها می‌شود، آن‌ها را به شیرهای حرکت خطی یا شیرهای حرکتی چرخشی طبقه‌بندی می‌کند. اگر عنصر باز و بسته‌شدن شیر در یک خط مستقیم حرکت کند تا اجازه عبور یا توقف جریان را بدهد، آن را شیر حرکت خطی می‌نامند. هنگامی که عنصر باز و بسته کردن شیر در مسیری دایره‌ای حرکت می‌کند و می‌چرخد، از شیرآلات صنعتی چرخشی استفاده می‌کنید. باتوجه‌به اندازه چرخش قطعه برای حالت باز یا بسته؛ شیرآلات صنعتی چرخشی را می‌توانید به‌عنوان چند دور یا یک‌چهارم دور طبقه‌بندی کنید. شیرهای چرخشی اغلب به یک‌چهارم چرخش یعنی ۹۰ درجه نیاز دارند تا از شرایط کاملاً باز به حالت کاملاً بسته برسند.
انواع رایج شیرها با حرکت مکانیکی که در نحوه انتخاب شیرآلات صنعتی در سیستم لوله‌کشی مؤثر هستند عبارت‌اند از:
- شیر دروازه‌ای Gate Valve – شیر کروی Globe Valve – با حرکت خطی.
- شیر توپی Ball Valve – شیر سماوری Plug Valve – شیر پروانه‌ای Butterfly Valve – با حرکت چرخشی
دسته‌بندی ساختار و متریال شیرآلات صنعتی:
بدنه شیرها بر اساس نیاز به تحمل درجه حرارت و فشار موردنظر، برای طول عمر و کاربردهای متفاوت از متریال مختلف ساخته می‌شود. انواع شیرآلات صنعتی با استاندارد asme از فولاد ضدزنگ، فولاد کربنی و چدن، آلیاژ برنج یا پلاستیک ساخته می‌شوند. میزان بهره‌وری در لوله فولادی ضدزنگ و شیرآلات صنعتی فولادی ضدزنگ و همچنین فولاد کربنی بسیار بالا است.
دسته‌بندی شیرآلات صنعتی بر اساس درجه‌بندی فشار و دما:
شیرها را می‌توانید بر اساس میزان فشار و دمایی که تحمل می‌کنند، طبقه‌بندی کنید. این رتبه‌بندی حداکثر فشار مجاز و مقاومت دمایی را نشان می‌دهد که شیرها به طور ایمن می‌توانند تحت آن شرایط عمل کنند. در نهایت به این دستاورد می‌رسیم که شیرآلات صنعتی دارای طرح‌ها و پیکربندی‌های بسیار متنوعی هستند. نحوه انتخاب شیرآلات صنعتی در سیستم لوله‌کشی کاری دشوار است و نیاز به شناخت و احاطه کامل به همه جوانب دارد.
مشاوران فنی در مجموعه آهن نرخ می‌توانند سریع و ساده به شما در انتخاب بهترین شیرآلات صنعتی برای کاربرد مورد نظرتان کمک کنند.
