آشنایی با شیرهای صنعتی شرکت لیان تدبیر

مقدمه
شير ها ابزاری هستنئد که در صنعت با توجه به مو قعيت و نحوه عمل آنها مورد استفاده قرار می گيرند. مهمترين استفاده آنها قطع يا ايجاد جريان سيال در درون لوله می باشد .


يک شير ايده ال آن است که سيال را با کمترين مقاومت و ايجاد کمترين افت فشار از خود عبور دهد و به بيان ديگر در وقت لازم از عبور سيال به هر صورت از داخل خود جلوگيری کند گاهی اوقات برای تنظيم جريان سيال نيز مورد استفاده قرار می گيرند که اين عمل با تغيير مسير حرکت و با اطجاد اندکی مقاومت صورت می پذيرد.
در برخی مواقع نوع بخصوصی از شير ها که به طور اتو ماتيِک باز و بسته می شو.ند و از بروز اتفاقات جلوگيری می کنند در صنعت بکار می روند.
شير ها انواع مختلف و موارد استفاده متنوعی دارند که در اين مقاله به معرفی آنها و نحوه کارکرد آنها و همچنين تعمير و نگهداری آنها می پردازيم.
اميد است که اين مقاله بتواند کاربرد شير ها و انواع آنها را به خوبی معرفی کرده و راهگشای مشکلات موجود در خصوص تعمير و نگهداری شيرها باشد لازم به ذکر است توانسته ايم حتی المقدور شيرهايی را که مورد استفاده بيشتری دارند در اين مقاله جمع آوری نموده و خدمت شما عزيزان ارائه دهيم..

فصل اول:

انواع شير هاي صنعتي و کاربرد آنها

اهداف آموزشي :

    شناخت شيرهاي صنعتي
    شناسايي اجزاي مختلف شيرها
    کاربرد شيرهاي صنعتي

 

شکل ١: ساختمان و اجزاء شير دروازه ای

 

(٢-١)  شير توپي ball valve  :

از نظر كار شير كم وبيش مانند شير دروازه اي بوده ليكن به جاي صفحه اي كه در مسير جريان سيال بود، اين عمل بوسيله جسم كروي شكل كه دروسط آن مجرائي موجود است انجام ميگيرد.

در وقت باز بودن مجراي مذكور در مسير حركت سيال واقع مي گردد ودر وقت بست بودنطرف ديگر جسم محل عبور سيال رامسدود مي نمايد. اين شير از نظر ساختمان آسانتر واز نظر قيمت ارزانتر از نمونه هاي ديگر شيرها مي باشد.

اين نوع شيرها كاربرد زيادي در صنعت دارند وبراي كنترل بسياري از سيالات مانند گازها و روغن مورد استفاده قرار مي گيرند. ولي بيشتر در سر راه لوله هاي هوا، گاز، موادخورنده و پودر خشك قرار مي گيرند.

اين شير كمتر درمحل خود محكم مي شود و افت فشاركمي ايجاد مي نمايد وبه راحتي قابل تعمير مي باشد.  برخلاف شير دروازه اي كه وقتي نيمه بازاست سيال به صورت مستقيم حركت مي كند در اين حالت اگر شير نيمه باز باشد حركت سيال به صورت مستقيم نيست.

 

شکل ٢ ساختمان و اجزاء شير توپی

 

(3-1) شير مجرابند) سماوري( plug valve :

به اين نوع شيردرزبان انگليسي plug valve مي گويند و در زبان آمريكائي cock valve كه داراي ساختمان بسيارساده مي باشد.

اين شير براي كنترل مناسب نيست و بايد در حالت بسته و يا كاملا باز باشد. ساختمان آن ساده وداراي يك بدنه ويك پلاگ توپي كه در آن سوراخي براي عبور سيال تعبيه شده ويك كلاهك آب بندي ميباشد.پلاگ را به اشكال مختلف مي سازند. ومعمولترين آن به صورت مخروط ناقص ساخته شده كهبا چرخاندن آن در بدنه سوراخ آن روبروي لوله قرار گرفته وجريان سيال ازآن عبورمي كند .اين نوع شير داراي انواع گوناگوني بوده وممكن است سه راهه وچهارراهه آنها براي انتخابمسير جريان وجود داشته باشد.در بعضي از شيرهاي سماوري آب بندي پلاگ با بدنه بوسيله نوعي خمير گرافيت انجام ميگيرداين خميراز سر پلاگ تزريق شده وبوسيله پيچي كه روي آن بسته مي شود خمير بداخلشيارهايي كه روي پلاگ تعبيه شده نفوذ كرده وبصورت فيلمي از خميرها بي بدنه وپلاگ قرارمي گيرد. اين عمل علاوه برآب بندي كردن باعث روان چرخيدن پلاگ شده وازسائيدگي ونيزفساد تدريجي پلاگ وبدنه جلوگيري مي كند.

شکل ٣ ساختمان و اجزا ء شير مجرا بند

(4-1) شير ساچمه اي Globe valve :

اين نوع شير بخصوص در محلهايي كه لوله هاي مسيرجريان كوچك هستند ولازم است دبي تحت تنظيم وكنترل باشد مورداستفاده قرارمي گيرند. مسيرحركت سيال درداخل شيربطور مستقيم نيست وشايد به همين علت مقاومت بيشتري در مقابل جريان از خود نشان مي دهدكه خودباعث تنظيم جريان مي گردد.

اين شير طوري طراحي شده كه باعث تغيير جهت جريان سيال كه از شيرعبور مي كند مي شود ودر حقيقت حركت يك ديسك كه در مسيرجريان واقع مي شود عمل بازوبسته نمودن يا نيمه بازو نيمه بسته بودن را انجام مي دهد.

دراين نوع شيرچون بندآور و نشيمنگاه آن طوري طراحي شده كه بطور سريع روي هم قرار مي گيرند، بنابراين وسيله مناسبي است براي جريانهاي كه مرتب باز وبسته مي شوند.

علاوه بر اين هرگاه لازم باشد فشار سيال را در طول مسير كم كنند از شير ساچمه اي استفاده مي كنند. درشيرساچمه اي مسير سيال به اندازه ٩٠ درجه انحراف پيدا كرده و سپس با يك انحراف ٩٠ درجه اي ديگر در مسير خود جريان مي يابد كه اين انحراف باعث افت فشار مي گردد.

نوع زاويه اي آن نيزدرجاهاييكه كه بعلت كمبود فضا نمي توان از زانويي استفاده كرد كاربرد دارد.

شکل ٤ ساختمان و اجزاء شير ساچمه ای

 

(5-1) شير يك طرفه  Check valve:

همان طور كه از اسم آن برمي آيد از بازپس زدن جريان در يك لوله جلوگيري مي نمايد وبه عبارت ديگرسيال فقط از يك طرف آن مي تواند وارد شود وزماني كه در يك مسير قرار دارد جريان سيال از طريق برعكس آن غير ممكن است. (در ساير شيرها محل ورود سيال به شير مطرح نيست ومي تواند از دو طرف آن باشد. ليكن در اينجا فقط سيال از يك طرف شيرمي تواند وارد شود) به همين علت اگر در محلي قراردارد ومي خواهيم جريان را درمسيرمخالف عادي خود عبور دهيم بايستي اين شيررا برعكس نمائيم ويا اينكه داخل آنرا درآوريم كه در اين صورت حالت شيريك طرفه را از دست خواهد داد.

شيرهاي يك طرفه در دو طرح اساسي بنام شيريك طرفه لولايي (Swing check valve)  و

شيريك طرفه فشاري (Lift check valve)  ساخته مي شودكه درزيربه توضيح آنها مي پردازيم.

(1-5-1) شير يك طرفه لولايي Swing check valve :

اين شير كه مصرف بيشتري دارد داراي بدنه ودرپوش مي باشد كه درون آن ديسكي كه ممكن است يكي يا دوتايي باشد بوسيله پين مخصوصي به بدنه لولا شده وآويزان مي باشد.

البته در نوع دو تايي آن اين پين بين دو ديسك قرار دارد.

جريان سيال درموقع ورود ديسك را به طرف مسير خود بلند كرده وازاطراف آن عبورمي كند و درموقع قطع جريان دسيك به نشيمنگاه چسبيده واجازه برگشت به سيال را نمي دهد.

 

شکل ٥ ساختمان و اجزاء شيريک طرفه لولايی

(2-5-1) شيريك طرفه فشاري :

در اين نوع شير يك طرفه جريان سيال باعث بازشدن شير شده وبرگشت جريان باعث بستهشدن شير مي گردد. از انواع شيرهاي يك طرفه فشاري مي توان شير يك طرفه پيستونيوشير يك طرفه كروي را نام برد.

(3-5-1) شير يك طرفه پيستوني :

در شير يك طرفه پيستوني از نظرشكل داخلي شبيه شيرفلكه اي مي باشد كه جريان باعثفشار پيستون به طرف بالا وانتقال جريان شده كه جهت عكس آن پيستون به طرف پائينآمده ومانع از برگشت سيال به طرف ورودي مي شود.اين نوع شير به همراه شير ساچمه اي وزاويه دار جهت جلوگيري از پديده لرزش در اثرفشار در مسير خطوط لوله برده مي شود.

شکل ٦ ساختمان و اجزاء شير يک طرفه پيستونی

(4-5-1) شير يك طرفه كره اي :

اين نوع شيريك طرفه در دونوع كره اي افقي وعمودي وجود دارد. در نوع عمودي مسيرجريان مستقيم است واين شير بيشتردرجاهائيكه قطع جريان به صورت فوري لازم باشد بكار ميرود.نحوه كار اين نوع شيربدين صورت است كه مسير سيال ورودي يك كره را در داخل سيال معلقنگهداشته وسيال از اطراف آن به طرف ديگر مي رود ووقتي كه جريان سيال برعكس شود كرهمورد نظر در نشيمنگاه خود نشسته كه مانع از عبور سيال به طرف ورودي مي شود. يكي ازمزاياي اين نوع شير يك طرفه استفاده ازآنها در سيالاتي كه ويسكوزيته آنها بسيار زياد است ميباشد.

شکل ٧ ساختمان و اجزاء شير يک طرفه کروی

(6-1) شير پروانه اي Butterfly valve :

يكي ديگر ازانواع شيردستي شير پروانه اي است كه داراي ساختماني ساده وبهترين نوع شيربراي جريانهاي زياد است.بند آورآن به صورت صفحه دايره اي شكل است كه ازبالا يه ساقه ودسته شيرمتصل است وازپائين بوسيله يك پاشنه به بدنه وصل شده است. بطوريكه بند آور مي تواند حول اين پاشنهحركت كرده وجريان سيال را قطع ويا ازشير عبور دهد.موقعيكه بند آور موازي جريان قرار مي گيرد حداكثر مقدار سيال از شير عبور مي كند. بهرهبرداري از شيرهاي پروانه اي بزرگ بوسيله نيروي برق واستفاده از چرخ دنده ها ويا هيدروليكصورت مي گيرد.با توجه به اينكه بيشترين جريان دراين نوع شيرها زماني مي افتد كه بندآور حالت ٩٠ درجهنسبت به جريان ها داشته باشد لازم است كه بدانيم در زواياي مختلفي كه بند آور با جريان ميسازد مقدار جريان عبوري از شير چه مقدار خواهد بود. در جدول زير برحسب سايزشيرومقدار زاويه اي كه بندآوربا جريان مي سازد مقدار جريان نشان داده شده است.

جدول ١ - مقدار جريان عبوری از شير پروانه ای

(7-1) شير ايمني   Safety valve:

همانطور كه از نام اين شير بر مي آيد جهت ايمن ساختن لوله ها ودستگاههاي داراي فشار بكارمي رود. وداراي انواع واقسام گوناگوني بوده ومي توان گفت كه متنوع ترين نوع شيرها از نوعشير ايمني هستند.اين شير قابل تنظيم بوده وبا توجه به فشار جاري سيال داخل آن تنظيم مي گردند. بدان معنيكه هرگاه فشار جريان بيش از فشار تنظيمي برروي شير باشد شير به صورت اتوماتيك جريان راقطع مي كند واز طرف ديگر اگر فشار جريان كمترازحداقل فشار تنطيمي برروي شير باشد بازهم جريان را قطع خواهد كرد.به همين علت در مسير عبور سيالي كه تغييرات فشار ناگهاني درآن محتمل است از وجود اين شير استفاده مي گردد. مدلهاي مختلفي از اين شير موجود است ليكن همگي از نظرعمل تقريبًا مشابه يكديگرند وبه هرحال با توجه به يك فشار تنظيم شده برروي آنها جريان را قطع مي كنند.نوع ديگر اين شير را مي توان طوري تنظيم كرد كه به طوراتوماتيك در موقع لزوم باز شود. شكل ٩اين نوع ديگري از شيرهاي ايمني نيز موجود است كه به آنها Safety relief valve مي گويند.شير برخلاف نمونه بالا با توجه به شرايط تنظيمي برروي آن وموقعيت سيال در وقت لازم باز مي شود وجريان را تغييرمي دهد و يا به عبارت ساده تراز فشارلوله مي كاهد.

 

شکل ٩- ساختمان شير ايمنی

 

 

(8-1) شير كنترل Control valve :

همانطور كه از اسم آن بر مي آيد جهت كنترل جريان سيال درمسيرعبورآن قرار داده مي شود.

اين شير به طور اتوماتيك ومعمولا با فشار هوا كار مي كند در موقع لزوم مي توان آنرا با دست باز و بسته نمود وبديهي است كه در اين حالت ديگر شير كنترل نخواهد بود وفقط يك شير معمولي است. اين شير با توجه به موقعيت محل واينكه چه چيزي را بايستي كنترل كند بطور اتوماتيك باز وبسته مي شود ودر حقيقت با توجه به عامل ديگري كه مي بايست كنترل شود و مداوم با شير كنترل در رابطه است، محل شير صورت مي گيرد.

به طور مثال اگر قرار باشد فشار را كنترل كند از محل ديگري كه فشارش مورد نظر است به طور مداوم با شير ارتباط برقرار است وباتغيير فشارآن محل شير بازتر ويا بسته تر مي شود تا فشارلازم در آن محل ثابت بماند ، معمولا اين شير براي كنترل فشار، دبي ويا سطح مايع در يك ظرف مورد استفاده قرار مي گيرد و نسبت به تغييرات آنها نيز باز وبسته مي گردد ، از اين شير نمونه هاي مختلفي وجود دارد كه از لحاظ عملكرد يكي مي باشند و فقط از لحاظ ساختمان با يكديگر تفاوت دارند.

دو نمونه از شيرهاي كنترل كه با هوا كار مي كنند عبارتند از:

- شيرهايي كه با قطع جريان هوا بسته مي شود.           Air to open

- شيرهايي كه با قطع جريان هوا باز مي شود.            Air to close

 

شکل ١١ -ساختمان يک نمونه شير کنترل که با هوا کار می کند

(9-1)  شير محدود كننده جريان : Chock valve

ازاين نوع شير جهت كنترل مقدار جريان استفاده مي گردد كه جريان وقتي به آن مي رسد بستگي به اينكه شير از چه نوع محدود كننده اي باشد كم مي شود ومقدار آن نيز طي محاسباتي قابل تعويض يا تنظيم است.

شيرهاي محدود كننده به دو نوع ثابت وقابل تنظيم تقسيم مي شود.

محدود كننده هاي ثابت به اين صورت هستند كه در آن عامل محدود كننده با توجه به سايز محاسبه شده داخل بدنه شيرقرارمي گيرد ودرمسير جريان قرار گرفته وجريان از داخل آن عبور مي كند ولي محدود كننده هاي قابل تنظيم كه خود داراي گونه هاي مختلفي هستند داراي عامل محدود كننده قابل تنظيم بر روي عددهاي محاسبه شده هستند كه فرق اين دوباهم در اين است كه اگر بخواهيم شماره عامل محدود كننده را در شيرهاي محدود كننده كم يا زياد كنيم بايستي حتما شيررا ببنديم وجريان را قطع كنيم كه اين خود باعث وقفه درامرتوليد خواهد شدولي درگونه هاي قابل تنظيم بدون قطع جريان عامل محدود كننده را كه به دسته وصل است روي عدد مورد نظرنگاه مي داريم.

انواع مختلف اين نوع شيرها موجود مي باشد.

 

شکل ١٢ - ساختمان و اجزاء شير محدود کننده ثابت

شکل ١٣ -ساختمان و اجزاء شير محدود کننده قابل تنظيم

 

 

فصل دوم:

 

نحوه انتخاب شيرها

 

اهداف آموزشي:

  • شناخت و کارايي هر شير
  • انخاب متناسب هر شير با جريان
  • آشنايي با روشهاي صحيح استفاده از شير ها در طراحي
  • صحيح کار کردن با شيرها در واحدهاي صنعتي

 

با پيشرفت صنعت وازدياد مصرف شير كارخانجات سازنده نيز افزايش يافته وكوشش سازندگان براي مرغوبي جنس وقيمت كم باعث شده است كه شيرهاي بسيار مختلفي همانطور كه ديده شده است طراحي وساخته شود.

در نتيجه انتخاب نوع شير براي كار مخصوص احتياج به مطالعات بيشتري دارد. براي انتخاب شير معيني براي كار مخصوص عوامل زير را مي بايد در نظر گرفت.

(1-2) كار شير  Functional Requirement:

قبل از هر چيز ابتدا بايد تعيين كرد كه شير براي چه عملي مي بايست به كار رود.

با اين معلومات ٢٠درصد كار را انجام داده ايم زيرا كليه شيرها به طبقه از نظر مناسب بودن براي كار مخصوصي بكار مي روند.

اگر سرويس بازو بسته شدن كامل لازم باشد از شيرهاي زير استفاده مي كنيم¨ :

- شير دروازه اي يا كشويي Gate valve

- شير سماوري Plug valve

- شير كره اي Ball valve

اگر براي تنظيم جريان سيال شير لازم باشد، شيرهاي مناسب عبارت خواهند بود از: ¨

- شير ساچمه اي Globe valve

- شير زاويه اي Angle valve

- شير سوزني Needle valve

- شير پروانه اي Butterfly valve

- شير ديافراگمي Diaphragm valve

براي جلوگيري از برگشت سيال شيرهاي مناسب عبارتند از: ¨

- شير يك طرفه Check valve

- شير پايي Pressure valve

جهت تنظيم فشار سيال وايمن نمودن مسير از شيرهاي ذيل استفاده مي شود: ¨

- شير ايمني valve Safety

- شير تخليه فشار valve Relief

- شير فشار شكن Pressure valve

 

(2-2) مشخصات سيال: Fluid to be handle

اصولا شيرها را مي توان براي كنترل مواد مختلفي نظير پودرها، مايعات غليظ ، گازها، آب، مواد شيميايي، نفت، بخاروغيره بكار برد ومشخصات سيال مي تواند راهنماي خوبي از لحاظ نوع شير و جنس آن از لحاظ تماس باسيال باشد.

(3-2) افت فشار سيستم  Friction loss :

چون افت فشار سيال براي هر شير مختلف است در نتيجه افت فشار موجود در سيستم نيز براي انتخاب شير لازم است.

(4-2) شرايط كاركرد : Operating Condition

شرايط فشار و درجه حرارت موجود در انتخاب شير را از نظر جنس و خوردگي بسيار محدود مي كند.

جداول استاندارد شده براي فشارودرجه حرارت انتخاب شير رااز اين نظر آسان مي كند.

(5-2) جنس ساختمان شير   Material :

بدنه - ميله – ديسك – ونشيمنگاه شير از اجناس مختلفي ساخته مي شوند كه هر كدام براي سرويس معيني مناسب است. فلزاتي كه به طور معمول براي ساختمان شيرمصرف مي شوند عبارتند از:

چدن – برنج – برنز – فولاد – مس – نيكل ويا پلاستيك ، سراميك وگرافيت.

(6-2) اندازه شير  Size :

اندازه شير گاهي در انتخاب شير بسيار مؤثر است مثلا اگر شير بسيار بزرگي براي كنترل مايع لازم باشد شير پروانه اي برشير فلكه اي يا ساچمه اي ترجيح داده مي شود. بعلاوه جنس شير نيز براي اندازه مختلف تغيير مي كنند.

جداول ٢،٣ راهنماي خوبي جهت انتخاب شير مورد مصرف در صنعت واستفاده بهينه در انتخاب شير وكاربرد صحيح آنها در صنايع مي باشد

جدول ٣ انتخاب شير جهت مصارف خاص

7-2) ضريب شير ومقدار جريان :

ضريب شير يكي ازمشخصات ديگرجهت اندازه گيري مقدارجريان وافت فشاردر سيستم مي باشد كه براي انتخاب شير بسيار مهم مي باشد. ضريب شير گاهي اوقات عدد جريان ناميده مي شود.

ضريب شير با تغيير سايز آن ومقدار باز بودن شير متناسب بوده ومعمو لا براساس باز بودن شير بصورت    ١٠٠درصد) كاملا باز) بيان مي شود.

ضريب شير يا عدد جريان با سه واحد بيان مي شود.

- در سيستم آمريكاييUS gal/min  و ٢Ib/in

Kv - در سيستم بر اساس   Liters/min و bar

F - در سيستم انگليسي  Imp gal/min و ٢Ib/in

كه هر سه آنها به يكديگر قابل تبديل بوده ورابطه آنها به قرار ذيل مي باشد.

 

F CV KV  
17.09 14.28 -- KV
1.1966 -- 0.07 CV
-- 0.8357 0.585 F

بنا بر اين Cv مقدار گالن بر دقيقه آبي است كه در دماي بين ٥ درجه سانتيگراد ٤٠ درجه سانتي گراد از بين يك شير عبور كند بطوريكه افت فشار آن يك پوند بر اينچ مربع باشد.

شکل ١-مقدار عددی جريان بر حسب سايز شير و نوع آن

جدول ٥- مقدار عددی جريان و افت فشار برای انواع شيرهای ٦ اينچ

جدول ٦- شير های مورد استفاده در شرايط فشار و دمای متفاوت

 

فصل سوم:

 

افت فشار در شيرها

 

اهداف آموزشي :                                                           

 

  • آشنايي با افت فشار در شيرها
  • نحوه محاسبه افت فشار در شيرها
  • استفاده از جداول ونمودارهاي مربوط به شيرها
  • نحوه انتخاب شير با استفاده از محاسبه افت فشار در آن

 

 

(1-3)  افت فشار در شير:

افت فشار در شيرها بدليل آنكه بايستي در طراحي وانتخاب شير در مسير جريان مد نظر قرار گيرد بسيار مهم است وما بايستي در نظر داشته باشيم كه مقدار افت فشار جريان پس از شير چه مقدار خواهد بود لذا در اين مبحث به بررسي ومحاسبه افت فشار در شيرها مي پردازيم.

افت فشار در شير از فرمول زير محاسبه مي شود: 

 

ΔΡ = Κ (v^2 ρ)/2β

كه در آن :

β درسيستم SI برابر يك خواهد بود و در سيستم fps برابر ١٧٤/ ٣٢

K ضريب افت فشار براي هر شيري مي باشد.

V سرعت سيال براساس سايز شير مي باشد.

ρ دانسيته سيال تعريف شده است .

مقدار عددي ضريب افت فشار به نوع شير واندازه آن مشخص مي شود.

در زير ضريب افت فشار را براي انواع شيرهايي كه بيشترين مصرف رادر صنعت دارند و با در نظر گرفتن اينكه كاملا باز مي باشند و سيال داخل آنها بصورت تربو لنت مي باشد ذكر كرده ايم.

شکل ١-ضريب افت فشار برای شيرها

ضريب افت فشار در شيرهايي از قبيل دروازه اي، پروانه اي ، ساچمه اي وديافراگمي اگر در حالت نيمه باز يا بصورت جزئي باز مي باشند از حاصل ضرب مقدار K درضريب Ki كه مقدار٣  K از طريق نمودارهاي 3-١ تا 4-3  بدست مي آيد.

 

نمودار ٣-1  شير ساچمه ای

نمودار ٣-2  شير دروازه ای

نمودار ٣-3  شير پروانه ای

نمودار ٣-4 شير ديافراگمی

(2-3) پديده كاويتاسيون در شيرها :

زمانيكه يك مايع از ميان يك شير نيمه باز عبور مي كند فشار آن در ناحيه اي كه سرعت افزايش پيدا كرده كاهش مي يابد وبه فشار بخار مايع مي رسد. مايع در ناحيه كم فشار شروع به بخار شدن مي كند وحفره هارا توسط حبابهاي گاز توليد شده از بخار مايع پر مي كنند.

وقتي مايع مجددًا به فشار استاتيك برسد، حبابها بطور ناگهاني جمع مي شوند. اين پديده كه باعث ايجاد شكاف در شير مي شود را كاويتاسيون مي گويند.

اگر اين عمل بطور مرتب تكرار شود در نهايت باعث شكستگي واز بين رفتن شير مي شود كه البته اين پديده در لوله ها نيز ممكن است اتفاق بيافتد.

يكي از مشخصه هايي كه براي مصرف كنندگان شير مد نظر مي باشد ضريب كويتاسيون بوده كه بايستي شدت آن مشخص باشد. اين پارامتر به صورت ذيل بيان مي شود.

 

C =  (ρd-ρv)/(ρu-ρd)

 

که در آن :

: C ضريب كاويتاسيون

:Pv  فشار بخار مايع

:Pd  فشار در لوله اي كه ١٢ برابر قطر لوله متصل به جريان بعد از شير است.

:Pu  فشار در لوله اي كه ٣ برابر قطر لوله متصل به جريان قبل از شير است.

نمودارهاي ذيل مقدار C رابراي شيرهاي گوناگون نشان مي دهد.

 

شکل ٢- ضريب کاويتاسيون برای شير های مختلف

براي جلوگيري از پديده مي توانيم قطر لوله خروجي از شير را بطور ناگهاني افزايش دهيم كه مقدار آن نيز قابل محاسبه مي باشد.

اگر بتوانيم يك افزايش به قطر 5 / 1 برابر قطر لوله وطولي معادل ٨ برابر قطر لوله بعد از شير بگذاريم خواهيم توانست از كاويتاسيون كه در نهايت باعث از بين رفتن شير مي شود جلوگيري بعمل آوريم.

 

فصل چهارم:

 

روشهاي تنظيم شيرهاي ايمني خودکار

 

              اهداف آموزشي :

  • شناخت شيرهاي خودکار
  • آشنايي با نحوه کار شير هاي خودکار
  • طرز استفاده شيرهاي خودکار
  • محل استفاده شيرهاي خودکار

 

 

(1-4) شيرهاي خودكار:

شيركنترل كننده عبارتست از يك مانع متغييركه در معبريك لوله قرار مي دهند تا بدان وسيله مقدار ماده سيال يا گاز كه از داخل آن لوله مي گذرد بوسيله يك دستگاه كنترل كننده خودكارممكن مي سازد

اين شيرخودكار ممكن است از راه دوربوسيله تنظيم دستي و يا خودكار عمل نمايد.

  • شيرهاي خودكار داراي يك عامل ايمني مي باشند كه جهت ايمن ساختن مسيرجريان در مقابل عوامل مختلفي نظر فشار يا دما ويا سطح مايعات در ظروف وغيره كه براي كنترل آن تعريف م يشود.
  • بطور كلي همانطور كه از نام اين شير پيداست براي ارسال فرمان توسط عوامل مختلفي نظير هوا ويا روغن هيدروليك عاملي براي عملكرد شير ايمني بوجود خواهد آمد كه با فرماني كه صادر م يشود شير مورد نظرباز يا بسته خواهد شد.
  • قبل آنكه به توضيح در مورد نحوه تنظيم وشناخت شيرهاي خودكار بپردازيم لازم است كه موارد اوليه كه بايستي در موقع تنظيم شيرهاي خودكار رعايت كنيم راتوضيح داده و پس از آن به نحوه تنظيم اين شيرهاي خودكار مي پردازيم.

(2-4) رابطه فشار تنظيمي شيرهاي ايمني با فشار دستگاههاي تفكيك و لوله ها :

هر دستگاه تفكيك ويا لوله انتقال نفت وگاز در رابطه با فشار دروني آنها وحد تنظيمي شيرهاي ايمني مشخصاتي را به شرح ذيل روي آن مي نويسند.

١- فشاركاركردن  (operating press)فشاري را گويند كه هميشه دستگاه تحت آن فشاركار مي كند.

٢- حداكثر فشار كاركردن يا طراحي شده (Max . Working or design press) حداكثر فشاريست كه در موقع عمليات تحت آن فشار قرار مي گيرد.

٣- حداكثر فشار آزمايش شده (Max . test press)  حداكثر فشاري است كه دستگاه ويا لوله را  بعد از نصب مورد آزمايش قرار مي دهند.

٤- فشار تنظيمي شيرهاي ايمني كه حداكثر فشاري است كه شير ايمني رامي توان روي آن تنظيم نمود كه براي شيرهاي ايمني حداكثر ١٠ درصد بيشتراز حداكثر فشار طراحي شده وبراي شيرهاي خلاصي حداكثر ٢٠ درصد بيشتر از حداكثر فشار طراحي شده نبايد تنظيم شوند.

(1-2-4 (نكات مهم در تعيين مقدار تنظيم شيرهاي ايمني:

در مورد تنظيم شيرهاي ايمني خودكار نكات مهمي بايستي در نظر داشته باشيم تا بر اساس اين اطلاعات مقادير تعيين شده براي تنظيم شير خودكار كه در مواقع اضطراري عمل خواهند كرد راروي آنها اعمال كرده وبا يك تنظيم صحيح به يك عامل ايمني مناسب دست پيدا كنيم.

اين نكات مهم عبارتند از:

١- همواره اندازه فشارتنظيمي شيرهاي ايمني رامد نظرداشته باشيدوبه هيچ عنوان فشاركاركردن را به آن حد بالا نبريد.

٢- شيرهاي لوله هاي ورودي وخروجي شيرهاي ايمني را همواره به حالت باز نگه داشته تا شيرايمني بتواند به صورت اتوماتيك كارخود را انجام دهد.

٣- در مواقع تعمير كلي دستگاهها شيرهاي ايمني را جهت بازرسي وتنظيم مجدد به محل مربوطه انتقال دهيد وتنظيم آنها را مجددًا بررسي نماييد.

٤- در موقع برگشت شيرهاي ايمني ونصب مجدد آن روي دستگاهها به تاريخ اعتبار حد تنظيمي شير ايمني توجه كنيد وتاريخ آنرا ثبت نمائيد تا در موقع مقرر مجددًا جهت تنظيم فرستاده شود.

٥- روي بدنه شيرهاي اطمينان خلاص (S.R.V) پلاگهاي پلاستيكي نصب شده است كه نبايد آنها را با پلاگ فلزي مسدود نماييد چرا كه علت قرار دادن پلاگهاي پلاستيكي اين است كه چناچه بيلوز داخلي شيرايمني سوراخ شود جريان از طريق اين پلاگها خارج شده ومشخص شود كه شيرايمني عمل كرده است.

٦- چناچه بعد از چندين بار اسفاده از شيرايمني مقدار تنظيمي آن بهم خورد فورًا جهت تنظيم مجدد آن اقدام نمائيد.

٧- چناچه روي دستگاه تفكيكي چندين دستگاه ايمني نصب شده باشد، همواره اندازه فشارتنظيمي شيرهاي ايمني رادر آخرين مرحله قرار دهيد.

٨- هرگز اندازه فشار تنظيمي شيرهاي ايمني را بيشتر ويا مساوي با حداكثر فشار آزمايش شده قرار ندهيد.

شيرهاي ايمني را طوري روي دستگاه نصب كنيد كه ايجاد ارزش ننمايد .

(2-2-4 (شير ايمني خودكار:

شير ايمني خودكار شيري است كه آنرا در سرچاهها، دستگاههاي تفكيك كننده، ظروف لوله هاي جريان نصب مي كنند و درمواقع اضطراري و خطر جريان را بطور خودكار قطع مي كند و براي اينكار از دستگاههاي مختلفي بنام فرمانده  (pilot) استفاده مي شود.

دو نوع پايلوت برروي شير ايمني قرار دارد:

-  فشار زياد H.pilot

 - فشار كم L.pilot

وقتي پايلوتها را روي فشارهاي بالا و پائين تنظيم مي كنيم منظور اينست كه اگر فشار در سيستم كه فرض مي كنيم خط لوله باشد بالا رود بطوريكه از فشارتنظيمي براي H.pilot زيادترشود فشار پشت پيستون نگهدارنده دروازه كه بصورت باز مي باشد را از مجراي تخليه به بيرون هدايت كرده ودر نتيجه شير بسته خواهد شد. ودرپي آن مسير جريان قطع خواهد گرديد.

با توجه به توضيحات بالا بايستي فشار جريان همواره بين فشارهاي تنظيمي جهت فشار بالا و فشار پائين قرار گيرد.

پايلوتها در جاهاي مختلف نصب مي شوند و چون فرمانده مي باشند  بر روي هرگونه شيرهاي خلاص

 (valves Relief) مي توانند نصب شده وفرمان را صادر نمائيد.

پايلوتها همچنين برروي شيرهاي مي توانند نصب شده وبر اساس موارد تنظيمي فشار را به بيرون تخليه كرده وباعث بسته شدن شيرگردند.

شكل ١ نمونه اي از يك پايلوت نصب شده روي شير خلاصي را نشان مي دهد كه وقتي فشار از مقدار تنظيمي براي پايلوت بالاتروپائينتر برود پيستون داخل پايلوت از مقابل سوراخ تخليه كنار رفته پشت پيستون كه باعث باز نكه داشتن شير شده است را به بيرون تخليه مي كند كه در نهايت شير بسته خواهد شد.

شکل ١-پايلوت نصب شده جهت تخليه فشار پشت پيستون شير

(2-3-4 (ساختمان شير ايمني خودكار :

به طور كلي شيرهاي ايمني خودكار داراي مكانيسم عمل يكسان مي باشند وتفاوت آنها فقط در فرمانده مي باشد كه ممكن است بصورت هيدروليك، هوايي يا فشار خود جريان باشد .

در اينجا ساختمان يك نوع شير ايمني خودكار را به تفصيل توضيح داده وپس از آن به بررسي نحوه باز و بسته كردن آن خواهيم پرداخت.

اجزاي شير ايمني خودكار در شكل2-4 آمده است به شرح ذيل مي باشد :

١- ميله اصلي stem

٢- پيستو ن piston

٣- رينگ پيستون o-Ring

٤- دروازه gate

٥- شيرسوزني needle valve

٦- شيرسرعتي velocity check valve

٧- فنر spring

٨- محفظه فنر Housing spring

٩- فرمانده ها pilots

١٠ - مجراي تنفسي opening protector

١١ - سر پوش قفل كننده lock cap

١٢ - فاصله گير spacer

١٣ – مهره Nut

١٤ – استوانه cylinder

(1-3-2-4) طرز كار شير ايمني خودكار :

اين نوع شير ايمني بوسيله فشار جريان كار مي كند به اين ترتيب كه فشار از طريق شيرهاي سوزني وسرعتي روي پيستون منتقل مي شود وآنرا بطرف پائين حركت مي دهد. در محفظه بالايي فنري روي ميله اصلي قرار گرفته است كه در جهت مخالف حركت پيستون ايستادگي مي كند. پس كافي است كه فشاري بيشتر از نيروي ايستادگي فنر روي پيستون وارد آيد تا شير خودكار ايمني باز شود وهمين امر باعث سريع آزاد شدن آن مي باشد وتا موقعي كه فشار روي پيستون برقرار است شير ايمني خودكار باز است ولي در مواقع اضطراري كه اين فشار بوسيله يكي از فرمانده ها به خارج تخليه شود نيروي ذخيره شده درفنر باعث بالاكشيدن ميله اصلي ودرنتيجه بسته شدن شيرايمني خودكارمي شود. چناچه بخواهيم درحالت باز باقي بماند سرپوش قفل كننده را روي آن مي بنديم ودرصورتيكه بخواهيم در حالت بسته باقي بماند بوسيله فاصله گير ومهره آنرا قفل مي كنيم. هواي زير پيستون بوسيله مجراي تنفسي با هواي جو در ارتباط است ودر مواقعي كه رينگهاي پيستون سائيده مي شوند نفت بالاي پيستون به زير نفوذ مي كند واز طريق مجراي تنفسي به خارج نشت ميكند.

(1-3-2-4) طريقه باز وبستن:

طريقه باز و بسته كردن شير ايمني خودكار بستگي به محل نصب آن دارد.

(1-2-3-2-4) شير ايمني خودكار سرچاه:

كليه وسايلي كه سرچاه نصب مي شوند و لوله انتقال جريان نفت به كارخانه را طوري انتخاب مي كنند كه قدرت تحمل حداكثر فشار چاه را در شرايط عادي داشته باشند وبراي ايمني نگه داشتن باشد استفاده مي كنند. H . L آنها از شير ايمني خودكار كه مجهز به فرمانده هاي چنانچه وضع دروني چاه تغيير نمايد، فشار به تدريج بالا مي رود كه براي جلوگيري از تركيدن را كه قبلا مقدارش را برمبناي حداكثر فشاريكه (H . pilot) وسايل و لوله ها فرمانده فشار زياد چاه ايجاد مي كند وقدرت تحمل ضعيف ترين قسمت وسايل و لوله ها تنظيم كرده اند روي سرويس مي آيد ومسير جريان را قطع مي كند.

ولي چناچه لوله انتقال جريان بعللي شكسته شود فشار درون لوله پائين خواهد آمد كه براي را كه (L.pilot)  جلوگيري از هدر رفتن نفت وخطرات احتمالي ناشي ازآن فرمانده فشار كم قبلا مقدارش را بر مبناي حداقل فشاري كه در اثر شكستن لوله چاه ممكن است بوجود بيايد تنظيم كرده اند روي سرويس مي آيد ومسير جريان را قطع مي كند.

لازم بذكر است كه در بعضي از شيرهاي ايمني خودكار نصب مي شوند به جاي استفاده از فرمانده هاي كم وزياد از يك فرمانده كه شامل هر دوي آنها مي باشد استفاده مي شود.

ازروي شكل ٣ مراحل بازوبستن را بررسي مي كنيم.

شکل ٣- ساختمان شير ايمنی خودکار

باز كردن:

١- فرمانده فشار كم L . pilot  را از سرويس خارج مي كنيم (پيچ انتهايي آنرا باز مي كنيم تاشيار

آن پيدا شود(

٢- فرمانده فشار زياد H . pilot رابررسي مي كنيم)دكمه آنرا مي چرخانيم تا آزاد شود (

٣- شير سوزني را مي بنديم.

٤- شير سرعتي را باز مي كنيم.

٥- شير تخليه اضطراري رايررسي مي كنيم كه بسته باشد.

٦- شيرهاي بعد از شير ايمني خودكار را باز مي كنيم.

٧- بوسيله راه فرعي(By pass)  فشار در طرف آنرا يكي مي كنيم.

٨-شير سوزني را به آرامي باز مي كنيم تا فشار روي پيستون داخلي وارد شود.

٩-براي جلوگيري از بسته شدن آن حين كار مي توان از سرپوش استفاده كرد.

بستن:

براي بستن شير ايمني خودكار از راههاي ذيل مي توان استفاده كرد:

١- باز كردن شير تخليه

٢-باز كردن پيچ انتهايي فرمانده فشار زياد كه در اينحالت فشار جريان از فشار فنر بيشتر شده وشير بسته خواهد شد.

٣- شير قبل از شير ايمني خودكار را مي بنديم كه در اينصورت فشار از حد تنظيمي فشار فرمانده كم پائين آمده وشير بسته خواهد شد.

 

فصل ٥ :

 

روانكاري شيرها

 

 اهداف آموزشي :

 

  • هدف از روانكاري
  • ميزان تزريق عامل روان كننده به شيرها
  • نقش عامل روان كننده در شيرها

 

يكي از مراحلي كه در تعمير و نگهداري شيرها بايستي مورد توجه قرار گيرد . روانكاري شيرها مي باشد كه اصولا هدف از روانكاري شيرها عملكرد آسان آنها و جلوگيري از خوردگي و از بين رفتن شيرها مي باشد . چرا كه به دفعات اتفاق افتاده است كه شيرها در اثر عدم روانكاري كارايي خود را از دست داده و فقط در حكم يك لوله رابط عمل مي كند كه اين بسيار خطرناك خواهد بود .

وقتي ما نياز داريم كه در مواقع اضطراري جريان را قطع كنيم و يا آن را برقرار سازيم مستلزم اين خواهد بود كه شير به راحتي باز و بسته شود . چرا كه شايد زمان كافي براي آن موجود نباشد كه ما از لوازم جانبي براي باز كردن يا بستن شير استفاده كنيم و بدليل عدم روانكاري موجب بوجود آمدن حادثه اي ناگوار در صنعت گرديم بهمين جهت برنامه اي دوره اي براي روانكاري شيرها بايستي در نظر گرفته شود كه مي توان از آنها به بازديدهاي ايمني ماهيانه كه واحدهاي عملياتي مختلف انجام مي دهد اشاره كرد كه پس از بازديد ايمني و اطمينان از عملكرد خوب يا نا مناسب شير براي آن برنامه اي تنظيم خواهد شد . كه روانكاري آن صورت گيرد ولي بطور مرتب لازم است كه هر شير بر اساس نظريات شركت سازنده كه در مورد روانكاري شيرها ارائه مي كند مورد عمل قرار گيرد در ادامه به بررسي نحوه روانكاري و مقدار آن در شيرهاي شركت كمرون مي پردازيم و بقيه شيرها را به اين مطالب تعميم مي دهيم .

(1-5 (روانكاري :

همانطور كه مي دانيد هر شير از دو قسمت اصلي بدنه و اجزاي متحرك تشكيل شده است و بديهي است كه هر دو قسمت آنها بايستي روانكاري گردند . در روانكاري خوب است كه عامل روان كننده را مطابق مشخصات سازنده مصرف كنيم و مقدار آن نيز طبق نظر سازنده باشد .

حال به بررسي روانكاري قسمتهاي شير دروازه اي كه در فصل قبل توضيح داديم مي پردازيم .

(1-1-5 (روانكاري بدنه:

عامل روان كننده اي جهت شيرهاي خود ارائه مي دهد از نوع١٤ TF - يا 1٤ CI-مي باشد كه در دمايoF 20  -تا oF  ٢٥٠+   كار مي كند . البته براي كاركرد شير در زير دماي صفر درجه گريسي از نوع ١٤  NS- را پيشنهاد مي دهد

روانكاري بدنه جهت اين شيرها بعد از ده سيكل كه هر سيكل عبارتست از يكبار باز و بسته شدن شير انجام مي شود . براي روانكاري بدنه آن به شرح ذيل عمل مي كنيم  .

-  پوشش محل گريسكاري را از روي آن باز مي كنيم  .

-  از وسيله تزريق گريس استفاده كرده و آنرا روي محل نصب مي كنيم  .

- گريس را به اندازه لازم كه در جدول ٦-١ آمده است داخل آن پمپ مي كنيم .

علاوه بر روانكاري بعد از ده سيكل ، در مورد ذيل نيز خوب است كه شيرها را روانكاري مي كنيم.

بعد از انجام عملياتي كه باعث عبور يك سيال غير متعارف نظير سيمان ، اسيد و يا مواد با ويسكوزينه بالا باشد .

جدول ١ميزان گريس لازم جهت روانکاری شيرها ی دروازه ای

 

جدول ٢انتخاب روان کننده در شرايط مختلف

 (2-5 (روانکاري قسمت متحرک شيرها :

جهت روانکاري قسمتهاي متحرک از نوع ١٤ TF - يا 1٤ CI-مي باشد که همان نوعي است که براي بدنه استفاده مي شود.

موقعي که ما به راحتي نتوانستيم شير را باز يا بسته نمائيم لازم است که قسمتهاي متحرک را گريسکاري کنيم و از روي محل گريسکاري که روي درپوش ميله وجود دارد توسط پمپ مربوطه گريس را تزريق کنيم . در اين قسمت ميزان آن زماني کافي خواهد بود که از روي سوراخ موجود روي در پوش گريس اضافي بيرون بيايد.

بعد از تزريق روي قسمت متحرک بايستي که شير را چند دور باز و بسته کنيم تا گريس براحتي به قسمتهاي مختلف رفته و عمل خود را انجام دهد .

در جدول ذيل مشکلاتي که ناشي از عدم روانکاري بوجود مي آيد عنوان شده است و در حالتي که اشکالي براي شير بوجود آمد با مراجعه به آن مي توان محل مورد نظر را اصلاح نمود.

جدول ٣ رفع عيب از شيرهای دروازه ای

 


چاپ   ایمیل