مدل سه بعدی 8 مدل از شیر های مورد استفاده در پایپینگ
یکی از مبحثهای مهم در سیالات ،کنترل جریان سیال می باشد، شیرها مهمـترین وسیـله کنترل سیالات هستند ، شیرها در صنایع مختلف کاربرد گسترده ای دارند. در مراحل مختلف عـملیاتی از حفاری ، پالایش تا انتقال سیالات ، وجود وسایل و ابزار تنظیم عبور جریان ، قطع جریان ، ایمنـی دستگاههای تحت فشار و ممانعت از برگشت جریان ، از درجه اهمیت خاصی برخوردار بوده اسـت.
وظایف اصلی شیرآلات صنعتی عبارتند از :
قطع و وصل جریان سیال (Gate-Butterfly-Plug-Ball)
کنترل دبی جریان(Globe-Pinch-Piston-Needle-Diaphragm)
تغییر جهت جریان(Ball – Plug)
جلوگیری از برگشت جریان(Check valve)
کنترل و تنظیم فشار جهت جلوگیری از آسیب رسیدن به دستگاه ها و تجهیزات(Safety & relief valve)
افت فشارهای بالا(Chock valve)
هر شیر بطور کلی از قسمت های ذیل تشکیل شده است :
-بدنه (Body)
-کلاهک(Bonnet)
-ساقه (Stem)
-عملگر (Actuator)
-آب بند (Packing)
-حلقه آب بندی (Seat)
-نشیمنگاه (Seat ring)
-مجرابند (Disk)
بدنه یا پوسته مرز اول قرارگیری فشار بر روی یک شیر می باشد. بدنهیا بصورت ریخته گری یا بصورت فورج و در شکلهای گوناگون تهیه می شود.در بیشتر شیرها از آب بندها برای جلوگیری از نشتی فضای بین محور و کلاهک استفاده می شود. آب بندها معمولاً از مواد الیافی یا دیگر ترکیبات آنها نظیر تفلون تهیه می شود.اجزا و ساختمان شیر با توجه به محدوده دما و فشاری کاری ، نوع و میزان خورندگی سیال(گاز یا مایع) ، تغییر می‌یابد.
-استاندارد ابعاد شیرآلات
ANSI B16.10: جهت ابعاد Face to Face و End to End شیرآلات
-جنس شیرآلات (Valve Material)
معمولاً جنس شیرها بر اساس نیاز و شرایط تعیین می گردد.
برنزی(آلیاژ مس و قلع) معمولاً برای سایزهای کوچک و برای سرویس آب تا دمای 230 درجه سانتیگراد و محلول های نمک دار و مواد نفتی با فشار و دمای کم به کار می رود
از چدن معمولاً برای آب ، بخار و مواد نفتی تا دمای250 درجه سانتیگراد استفاده می شود و به اندازه های کوچک محدود می شود، چدن با مقاوت تنشی بالا می تواند برای سایزهای بالا مورد استفاده قرار گیرد.
از مشخصات فولاد چکش خوار می توان به تحمل فشار بالا و مقاومت در برابر تنش و شُک می توان اشاره نمود. بنابراین در چنین شرایطی از این نوع فولاد استفاده می گردد.
چدن داکتیل دارای استحکام کششی بالا ، شکل پذیری خوب و مقامت بهتر در برابر خوردگی است.
فولادهای آلیاژی دارای تنوع گسترده تری هستند و برای دما و فشارهای بالا و شرایط سخت تری نسبت به آهن ، چدن و برنز در بدنه شیرها مورد استفاده قرار می گیرند.
استنلس استیل اغلب برای آب شرب و سیالاتی که خوردگی ایجاد می کنند مورد استفاده قرار می گیرد.
ترموپلاستیک ها به سرعت جای خود را در سیستم های یوتیلیتی (سرویس های بخار، آب ، هوای ابزار دقیق و ..) پیدا نموده و در جاهائی که سیالات خورنده اجازه استفاده از متریال های متعارف را نمی دهند و یا هزینه استفاده از آن ها بالا می باشد، ترموپلاستیک ها مورد استفاده قرار گرفت. بطور کلی شیرهای پلاستیک تا دمای 120 درجه سانتیگراد و فشار 1035 کیلوپاسکال می تواند مورد استفاده قرار گیرد.
غیر فلزات مانند :(پلی اتیلن - پلی پروپیلن - PVC – GRP و ... )
-انواع اتصال در شیر آلات :
فلنجی (RF/RTJ Flange)FLG
جوشی (Butt weld)BW
ساکت (Socket weld)SW
دندهای(Thread) NPT
ویفری WAF(Wafer Type)
-روش انتخاب صحیح شیر مورد نیاز
با توجه به مشخصات سیال باید شیری را انتخاب کرد که بتواند در مقابل ساییدگی و خوردگی و سایر مشخصات سیال مقاومت کند. همانطور که می دانیم سیال به انواع مختلف گاز ، مایع و بخار تقسیم بندی می شود ، بنابراین عواملی را که برای انتخاب شیر باید در نظر گرفته شود به شرح ذیل می باشد:
هدف از انتخاب شیر(قطع و وصل – کنترل- جلوگیری از برگشت جریان – ایمنی و .....)
فشار و دمای سیال عبوری از شیر
نوع عملگر (پنوماتیکی- هیدرولیکی- برقی- دستی و ...)
حجم شیر و ظرفیت جابجایی سیال
مواد سازنده اجزا شیر( بدنه- نشیمنگاه- مجرابند – ساقه و ...)
نحوه اتصال شیر (جوشی – دنده ای – فلنجی و....)
مدت زمان کار شیر(Plant life)
پس از بررسی موارد فوق و انتخاب شیر مورد نظر باید موارد دیگری را به عنوان عوامل تاثیر گذار در انتخاب مد نظر قرار داد:
-موجود بودن شیر
-قابل تغییر بودن شیر
-قیمت
-وزن شیر
