شیرآلات صنعتی

شیرآلات صنعتی

شیرآلات صنعتی از جمله تجهیزات پرکاربرد در صنایع گوناگون بوده و نقش کلیدی در بهینه سازی عملکرد خطوط انتقال سیالات (مایعات و گازها) ایفا می‌کنند. این شیرآلات در بخش‌های بالادستی، میاندستی و پایین‌دستی سیستم‌های لوله‌کشی نصب شده و به منظور قطع، وصل، کنترل و یا تغییر مسیر جریان سیالات مورد استفاده قرار می‌گیرند. در برخی موارد، شیرآلات به صورت خودکار عمل کرده و از بروز حوادث جلوگیری می‌کنند. یک شیر صنعتی با کیفیت، سیالات را با کمترین میزان مقاومت و افت فشار عبور داده و می‌تواند برای تغییر فشار و دما نیز به کار رود. اجزای اصلی این شیرآلات شامل بدنه، درپوش، مجرابند، یوک، کلاهک، شفت، دیسک، نشیمنگاه، تریم و عملگر می باشند.

مشخصات فنی شیرآلات صنعتی

شیرآلات صنعتی، اجزای حیاتی در سیستم‌های لوله‌کشی و فرآیندهای صنعتی هستند که وظیفه کنترل، تنظیم و قطع و وصل جریان سیالات مختلف را بر عهده دارند. انتخاب صحیح شیرآلات، نیازمند شناخت دقیق مشخصات فنی، استانداردهای مربوطه و الزامات کاربردی آن است.

✓ جنس بدنه:

متریال بدنه شیرآلات، تعیین کننده مقاومت و طول عمر آنها در برابر شرایط مختلف محیطی و سیالات عبوری است. متداول‌ترین جنس‌ها عبارتند از:

چدن: مناسب برای کاربردهای عمومی با فشار و دمای پایین، اغلب در خطوط آب.

برنج: مقاوم در برابر خوردگی، مناسب برای آب آشامیدنی و کاربردهای غیر صنعتی.

برنز: مقاوم‌تر از برنج در برابر خوردگی، مورد استفاده در محیط‌های دریایی و آب شور.

استیل (فولاد ضد زنگ): مقاومت بسیار بالا در برابر خوردگی، مناسب برای صنایع غذایی، دارویی و شیمیایی.

فولاد کربنی: استحکام بالا، مناسب برای کاربردهای با فشار و دمای بالا در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی.

✓ نوع عملکرد (دستی یا اتوماتیک):

شیرآلات دستی توسط اپراتور و با استفاده از اهرم یا چرخ دستی کنترل می‌شوند. شیرآلات اتوماتیک با استفاده از محرک‌های پنوماتیکی، هیدرولیکی یا الکتریکی و بر اساس سیگنال‌های کنترلی، باز و بسته می‌شوند.

✓ نوع اتصال:

نحوه اتصال شیرآلات به لوله، نقش مهمی در استحکام و آب‌بندی سیستم دارد. دو نوع متداول عبارتند از:

فلنجی: اتصال محکم و قابل اطمینان برای سایزهای بزرگ و فشارهای بالا.

دنده‌ای: اتصال ساده و کم هزینه برای سایزهای کوچک و فشارهای پایین.

✓ اندازه (سایز):

قطر داخلی شیرآلات که با قطر لوله مطابقت دارد و بر میزان دبی عبوری تاثیر می‌گذارد.

✓ حرکت مکانیکی:

نحوه باز و بسته شدن شیر (چرخشی، خطی) که بر اساس نوع شیر (توپی، پروانه‌ای، دروازه‌ای) تعیین می‌شود.

✓ نحوه عبور سیالات:

مستقیم، زاویه‌دار و غیره.

✓ ضریب شیرآلات (Cv):

نشان دهنده ظرفیت جریان شیر و میزان افت فشار در عبور سیال.

✓ میزان افت فشار:

افت فشار ایجاد شده توسط شیر در مسیر جریان سیال که باید در محاسبات سیستم لحاظ شود.

استانداردهای شیرآلات صنعتی

استانداردها، مجموعه‌ای از الزامات فنی هستند که کیفیت، ایمنی و عملکرد شیرآلات را تضمین می‌کنند. برخی از مهمترین استانداردهای بین‌المللی عبارتند از:

API 591: استحکام کششی، بدنه و آب‌بندی شیر را بررسی می‌کند.

چAPI 598: روش‌های تست فشار و بازرسی شیرآلات را مشخص می‌کند.

ISO 52008, API 6D, BS 6755: استانداردهای تکمیلی برای تست و بازرسی شیرآلات.

API 599: مربوط به شیرهای مخروطی.

API 600: مورد استفاده در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی.

علاوه بر استانداردهای بین‌المللی، استانداردهای ملی مانند IGS  و IPS نیز در ایران مورد استفاده قرار می‌گیرند که با شرایط بومی تناسب بیشتری دارند.

اهمیت رعایت استانداردها

رعایت استانداردها در تولید و استفاده از شیرآلات صنعتی، تضمین‌کننده موارد زیر است:

ایمنی: جلوگیری از حوادث ناشی از نقص فنی شیرآلات.

کیفیت: اطمینان از عملکرد صحیح و طول عمر بالای شیرآلات.

انطباق: سازگاری شیرآلات با سایر اجزای سیستم.

قابلیت اطمینان: کاهش احتمال خرابی و توقف خطوط تولید.

در نتیجه، انتخاب شیرآلات صنعتی باید با در نظر گرفتن دقیق مشخصات فنی، استانداردهای مربوطه و الزامات کاربردی انجام شود تا از عملکرد ایمن، کارآمد و قابل اطمینان سیستم اطمینان حاصل شود.

دسته‌بندی شیرآلات صنعتی بر اساس سایز (سیستم اندازه‌گیری)

سیستم اینچی (NPS):  بر اساس کلاس کاری (150، 300، 600 و غیره PSI) ساخته شده و فشار و حرارت بر اساس استاندارد ASME B16.34 تعیین می‌شود. اندازه اسمی با NPS مشخص می‌گردد.

سیستم متریک (DN): فشار بر حسب بار اندازه‌گیری می‌شود. فشار و حرارت بر اساس استاندارد EN 1092-1 بررسی شده و اندازه اسمی با DN مشخص می‌شود.

دسته‌بندی شیرآلات صنعتی بر اساس نحوه کنترل

شیرآلات دستی: باز و بسته شدن توسط اپراتور با دست انجام می‌شود. گشتاور مورد نیاز کمتر از 500 نیوتن متر و دارای عملگرهای اهرمی، فلکه یا دسته هستند.  معمولا در سایزهای بزرگتر از 8 اینچ تولید می‌شوند.

شیرآلات اتوماتیک: بدون نیاز به اپراتور و به صورت خودکار باز و بسته می‌شوند. انواعی مانند شیرهای مکانیکی خودکار، پنوماتیک، برقی، هیدرولیکی و سلونوئیدی را شامل می‌شوند.

دسته‌بندی شیرآلات صنعتی بر اساس حرکت مکانیکی

شیرآلات خطی: در این نوع شیرآلات، عنصر مسدود کننده (مجرابند) با حرکت مستقیم و خطی (عمودی یا افقی) در مسیر جریان سیال حرکت کرده و آن را قطع یا وصل می‌کند. نمونه بارز آن شیرآلات کشویی (دروازه‌ای) هستند که یک صفحه کشویی به بالا و پایین حرکت می‌کند.

شیرآلات چرخشی: در این نوع شیرآلات، عنصر مسدود کننده با چرخش حول یک محور، جریان سیال را کنترل می‌کند.  این چرخش معمولاً ۹۰ درجه است تا به طور کامل جریان را باز یا بسته کند. شیرآلات توپی و پروانه‌ای از این دسته‌اند.

دسته‌بندی شیرآلات صنعتی بر اساس مکانیزم کارکرد

۱. شیرآلات پروانه‌ای

شیرآلات پروانه‌ای دارای یک دیسک چرخشی هستند که در وسط جریان سیال قرار دارد. چرخش این دیسک باعث باز یا بسته شدن جریان می‌شود.  این شیرها سریع باز و بسته می‌شوند و افت فشار کمی ایجاد می‌کنند، به همین دلیل در کاربردهایی مانند برج‌های تحت فشار محبوب هستند. انواع مختلفی از جمله ویفری، لاگ و فلنج‌دار دارند.

۲. شیرآلات یک‌طرفه

این شیرآلات فقط به سیال اجازه عبور در یک جهت را می‌دهند و از بازگشت جریان جلوگیری می‌کنند. از آن‌ها برای حفاظت از تجهیزاتی مانند پمپ‌ها و کمپرسورها استفاده می‌شود. دو نوع رایج آن شیر یک‌طرفه لولایی و فشاری هستند.

۳. شیرآلات کشویی (دروازه‌ای)

این شیرها برای باز و بسته کردن کامل جریان استفاده می‌شوند و افت فشار بسیار کمی ایجاد می‌کنند، به همین دلیل در خطوط لوله طولانی کاربرد دارند. یک صفحه کشویی (گیت) به صورت عمودی حرکت کرده و مسیر جریان را باز یا مسدود می‌کند. ارتفاع این شیرها معمولاً زیاد است.

۴. شیرآلات بشقابی

در این نوع شیرآلات، نشیمنگاه (سیت) به صورت افقی قرار دارد و جریان سیال مسیری شبیه به حرف “S” را طی می‌کند. این شیرها معمولاً در سایزهای کوچک استفاده می‌شوند. انواع مختلفی از جمله شیر زاویه‌ای، شیر سوزنی و شیر تایپ Y دارند که هر کدام برای کاربردهای خاصی طراحی شده‌اند.

۵. شیرآلات مخروطی (سماوری)

شیرآلات مخروطی یا سماوری، قطعه‌ای مخروطی شکل دارند که با چرخش در داخل بدنه شیر، جریان را قطع یا وصل می‌کنند. ارتفاع کمی دارند و برای قطع و وصل کامل جریان مناسب هستند. با اینکه قیمت اولیه آن‌ها ممکن است مناسب باشد، اما هزینه تعمیراتشان بالاست.

۶. شیرآلات توپی

در شیرآلات توپی، یک توپ کروی سوراخ‌دار به عنوان عنصر مسدود کننده جریان عمل می‌کند. با چرخش ۹۰ درجه توپ، جریان یا باز می‌شود یا بسته. این شیرها در انواع مختلف یک‌تکه، دوتکه، سه‌تکه و تمام‌جوش تولید می‌شوند.

۷. شیرآلات اطمینان

این شیرآلات برای جلوگیری از افزایش فشار بیش از حد مجاز در سیستم‌ها طراحی شده‌اند. در صورت رسیدن فشار به حد معین، شیر باز شده و مقداری از سیال را تخلیه می‌کند تا فشار کاهش یابد. دو نوع اصلی آن‌ها شیرهای ایمنی (برای گازها) و شیرهای فشار شکن (برای مایعات) هستند.

۸. شیرآلات تنفسی

این شیرآلات بر روی مخازن نصب می‌شوند تا امکان “تنفس” مخزن را فراهم کنند. این کار از مچاله شدن یا انفجار مخزن در اثر تغییرات فشار داخلی جلوگیری می‌کند. انواع آن‌ها شامل شیرهای اطمینان، شیرهای خلاء شکن و شیرهای فشارشکن-خلاء شکن است.

کاربردهای شیرآلات صنعتی

قطع و وصل جریان (On-Off): بسیاری از شیرآلات برای باز و بسته کردن کامل مسیر جریان سیال به کار می‌روند.  شیرهای سماوری و دروازه‌ای مثال‌هایی از این نوع هستند که افت فشار کمی ایجاد می‌کنند.

تنظیم جریان سیال (Flow Regulation): شیرآلات صنعتی می‌توانند برای کنترل و تنظیم جریان سیالات استفاده شوند. شیرهای سوزنی، توپی و پروانه‌ای از این دسته هستند و در حالت نیمه‌باز فشار سیال را کنترل می‌کنند.

گجلوگیری از بازگشت جریان (Back Flow Prevention): برای حفاظت از تجهیزات حساس در برابر ضربات ناشی از بازگشت جریان، از شیرآلاتی استفاده می‌شود که جریان را یک‌طرفه می‌کنند.

انحراف جریان (Diverting Flow): شیرآلات چندراهه با بیش از سه مجرای ورودی/خروجی، مسیر عبور سیال را انتخاب می‌کنند و وظایف چند شیر را به طور همزمان انجام می‌دهند.  این شیرآلات ساختار دقیق و حساسی دارند.

راهنمای خرید شیرآلات صنعتی

شیرآلات صنعتی، قلب تپنده سیستم‌های لوله‌کشی در صنایع مختلف هستند. از صنایع نفت و گاز و پتروشیمی گرفته تا صنایع غذایی و تصفیه آب، این قطعات حیاتی وظیفه کنترل، هدایت و تنظیم جریان سیالات را بر عهده دارند. انتخاب درست شیرآلات صنعتی نه تنها بر کارایی و طول عمر سیستم تاثیر مستقیم دارد، بلکه می‌تواند ایمنی و بهره‌وری کل فرآیند را نیز بهبود بخشد. در ادامه به بررسی مهم‌ترین نکاتی می‌پردازیم که هنگام خرید شیرآلات صنعتی باید مد نظر قرار گیرند.

1. درک کامل از کاربرد شیر

پیش از هر اقدامی، باید دقیقا مشخص کنید که شیر برای چه منظوری مورد استفاده قرار خواهد گرفت. انواع مختلفی از شیرآلات صنعتی وجود دارند که هر کدام ویژگی‌های منحصر به فردی دارند و برای کاربردهای خاصی طراحی شده‌اند. به عنوان مثال:

شیرهای دروازه‌ای (Gate Valves): بهترین گزینه برای قطع و وصل کامل جریان سیال هستند. به دلیل افت فشار کم، برای خطوط طولانی مناسبند.

شیرهای کروی (Globe Valves):** برای تنظیم جریان و تغییر مسیر سیال به کار می‌روند. افت فشار در این شیرها نسبت به شیرهای دروازه‌ای بیشتر است.

شیرهای پروانه‌ای (Butterfly Valves):** برای کنترل جریان سیال در لوله‌های با قطر بزرگ مناسب هستند. وزن کم و ساختار ساده از مزایای آن‌هاست.

شیرهای توپی (Ball Valves):** برای باز و بسته کردن سریع جریان مناسبند و در صنایع مختلف کاربرد گسترده‌ای دارند.

شیرهای یک‌طرفه (Check Valves):** از بازگشت جریان سیال جلوگیری می‌کنند و برای محافظت از پمپ‌ها و سایر تجهیزات استفاده می‌شوند.

شیرهای فشار شکن (Pressure Reducing Valves):** برای کاهش فشار سیال به سطح مورد نظر و حفظ فشار ثابت در سیستم طراحی شده‌اند.

انتخاب نوع مناسب شیر، متناسب با نیازهای خاص پروژه، از اهمیت بالایی برخوردار است.

2. شناخت دقیق سیال عبوری

جنس شیر باید با سیالی که از آن عبور می‌کند سازگار باشد.  واکنش شیمیایی نامناسب بین سیال و بدنه شیر می‌تواند منجر به خوردگی، آسیب و در نهایت، نشتی و خرابی شیر شود.  برای مثال:

فولاد و چدن: برای سیالات با دما و فشار بالا مناسب هستند و مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارند.

برنج: برای سیالات با دمای متوسط مناسب است و در برابر خوردگی آب و بخار مقاوم است.

استنلس استیل: برای سیالات خورنده و بهداشتی مانند مواد غذایی و دارویی مناسب است.

پلاستیک: برای سیالات با دمای پایین و اسیدی استفاده می‌شود.

اطمینان حاصل کنید که جنس شیر انتخابی، توانایی تحمل خوردگی و فشار سیال عبوری را دارد.

3. توجه به فشار و دمای کاری

فشار و دمای کاری شیر، محدودیت‌هایی را مشخص می‌کنند که شیر می‌تواند در آن شرایط به درستی عمل کند.  فشار کاری معمولا بر حسب پوند بر اینچ مربع (PSI) یا بار (bar) و دمای کاری بر حسب درجه سانتیگراد یا فارنهایت بیان می‌شود. انتخاب شیری با فشار و دمای کاری پایین‌تر از فشار و دمای سیستم، می‌تواند منجر به خرابی و حوادث ناگوار شود.

4. انتخاب اندازه مناسب

اندازه شیر باید با قطر لوله مطابقت داشته باشد.  انتخاب شیر با اندازه نامناسب می‌تواند منجر به افت فشار در سیستم شود و عملکرد آن را مختل کند.  برای انتخاب اندازه مناسب، باید محاسبات مربوط به دبی جریان و افت فشار را انجام داد.

5. در نظر گرفتن اتصالات شیر

نوع اتصالات شیر باید با سیستم لوله‌کشی شما سازگار باشد.  انواع مختلفی از اتصالات وجود دارد، از جمله رزوه ای، فلنجی، جوشی و غیره.  انتخاب اتصال مناسب، نصب آسان و ایمن شیر را تضمین می‌کند.

قیمت شیرآلات صنعتی در پرگاس

قیمت شیرآلات صنعتی در پرگاس تابعی از متغیرهای گوناگون است. این عوامل شامل نوع شیر (نظیر توپی، پروانه‌ای، کشویی و غیره)، جنس بدنه و اجزای داخلی (مانند فولاد، استنلس استیل، چدن و آلیاژهای خاص)، کاربرد تخصصی شیر در صنایع مختلف، میزان فشار و دمای کاری قابل تحمل، ابعاد و اندازه شیر، نوع اتصالات (فلنجی، دنده‌ای، جوشی و غیره) و در نهایت، اعتبار و برند تولیدکننده می‌باشند. در نتیجه، تعیین قیمت دقیق نیازمند بررسی و ارزیابی تمامی این مولفه‌ها است.