شیر اطمینان چیست؟ شیر اطمینان یا Safety valve یکی از قطعات مهم برای کنترل جریان و فشار موادی چون گاز، آب، روغن و… است که هنگام آشنایی با قطعات پکیج، اسم آن را زیاد شنیده اید. این قطعه از افزایش بیش از حد مجاز هر چیزی در سیستم های سیال با فشار بالا، جلوگیری می کند. ابزار صنعتی شیر اطمینان در شرایط افزایش فشار سیستم به صورت خودکار باز شده و با تخلیه فشار از بروز حوادثی ناگوار مانند صدمه دیدن تجهیزات، آتش سوزی و انفجار جلوگیری می کند.
شیر اطمینان چیست؟
شیر اطمینان یا شیر ایمنی فشار (Safety valve) نوعی از شیرهای صنعتی است که در خطوط انتقال، شبکه های توزیع آب آشامیدنی و خام استفاده می شود. این ابزار صنعتی از افزایش فشار در تجهیزات صنعتی جلوگیری می کند و جهت تنظیم و ثابت نگه داشتن فشار مورد استفاده قرار می گیرد.
شیرهای اطمینان در یک فشار از قبل تعیین شده عمل می کنند و از مخزن های تحت فشار و سایر تجهیزات سیستم در برابر فشار بیش از حد محافظت می نمایند.
ویژگی های شیر ایمنی
ویژگی های شیر اطمینان در پکیج شامل موارد زیر می شود:
- شیرهای ایمنی از متریالی چون نئوپرین، اتیلن، پروپیلن و فلورو سیلیکون ساخته می شوند.
- به دلیل ترکیب متریال های مختلف ساختاری محکم و بادوام دارند.
- با توجه به ویژگی های پلیمرهای مصنوعی و پلاستیک ها انعطاف پذیری و آب بندی خوبی دارا هستند.
- جریان مواد را به طور دقیق کنترل می کنند.
- قابل نصب در محیط های مختلف صنعتی با شرایط دمایی متنوع هستند.
- به دلیل ساختار ساده ای که دارند، تعمیر و نگهداری آن ها آسان است.
- برخی از انواع این شیرها در برابر خوردگی و حرارت مقاوم هستند.
- برخی از انواع این شیرها در یک فشار تعیین شده و خاص عمل می کنند، اما برخی از آن ها در فشارهای مختلف واکنش نشان می دهند.
شیر ایمنی فشار چه اجزایی دارد؟
شیرهای اطمینان از سه جز اصلی زیر تشکیل شده اند:
- دیافراگم یا دیسک متحرک که جریان سیال و پورت خروجی را کنترل می کند.
- نازل ورودی شیر که به مخزن تحت فشار متصل می شود.
- فنر برای باز شدن شیر در زمانی که فشار سیستم از حد مجاز بیشتر می شود.
کاربرد شیر اطمینان در پکیج
مهم ترین کاربرد شیر اطمینان در صنعت برقراری تعادل فشار در مخازن تحت فشار است. این عملکرد با باز شدن شیر و خروج مایع یا گاز اضافی انجام می شود. شیرهای ایمنی فشار در موتورخانه ها و کارخانه ها، صنعت پتروشیمی، نفت و گاز، هوافضا، سیستم های پنوماتیکی و برودتی کاربرد دارد. اما کاربرد اصلی شیر اطمینان در پکیج چیست؟
- جلوگیری از انباشت هوا و انفجار ناگهانی کمپرسورهای هوای فشرده
- پایش شرایط بحرانی خطوط تحت فشار در سیستم های فرایندی
- جلوگیری از قرار گرفتن شیرآلات و لوله های آبگرمکن و پکیج در شرایط فشاری بیش از فشار طراحی شده
- تامین فشار ایمنی و جلوگیری از انفجار سیستم های گرمایشی (بویلرها و دیگ بخار)
تفاوت شیر ایمنی فشار و شیر فشار شکن چیست؟
هم شیر اطمینان و هم شیر فشار شکن در کنترل فشار سیستم های مایع و گازی، کاربرد دارند؛ اما در نحوه عملکرد و ویژگی، تفاوت دارند:
(ویژگی شیر اطمینان) | (ویژگی شیر فشار شکن) |
در عملکرد، انعطاف پذیری کمتری دارد. | در هنگام کار، انعطاف پذیری بیشتری دارد. |
| از سیستم در برابر افزایش فشار، محافظت می کند. | از سیستم در برابر کاهش فشار، محافظت می کند. |
| با تخلیه فشار لازم، فشار آن را کنترل می کنند. | با محدود کردن جریان سیال ها، فشار را کنترل می کنند. |
| یکی از اجزای اصلی سیستم های صنعتی فشار بالا مانند پالایشگاه ها، سیستم های حفاری، پکیج و… هستند. | عمدتا برای جلوگیری از تغییر کیفیت بافت محصولات در صنایعی چون غذا و دارو استفاده می شوند. |
چند نوع شیر اطمینان داریم؟
ما در بازار انواع متفاوتی از شیر اطمینان داریم که از نظر ساختار و نوع عملکرد، با هم فرق دارند.
انواع شیر اطمینان بر اساس ساختار
شیرهای اطمینان از نظر ساختار ظاهری شامل انواع مختلفی، از جمله موارد زیر هستند:
(نوع شیر ایمنی پکیج) | (نوع ساختار ظاهری) | |
1 | شیر اطمینان دارای دیافراگم و فنر | این شیرها به طور همزمان فشار و سطح مایع درون مخزن را کنترل می کنند. |
| 2 | شیر اطمینان فشار تحتانی (Subsurface Valve) | انواعی از شیرها هستند که با بالا رفتن فشار به صورت خودکار باز شده و فشار سیستم را کاهش می دهند. |
| 3 | شیر اطمینان فنردار | این شیرها مجهز به فنری در روی صفحه دریچه مخزن خود هستند. تنظیم فشار روی دریچه مخزن با استفاده از مهره ای که در بالای فنر تعبیه شده انجام می شود. |
| 4 | شیر اطمینان وزنه ای | شیرهایی هستند که تنظیم فشار درون مخزن آن ها از طریق نیروهای موجود روی دریچه انجام می شود. |
| 5 | شیر اطمینان صفحه ای (Disc Valve) | این شیرها مجهز به صفحه ای جهت مسدود کردن فشار سیستم هستند. این صفحه در شرایط افزایش فشار سیستم بالا می رود و باز می شود تا فشار را متعادل نگه دارد. |
| 6 | شیر اطمینان ذوزنقه ای (Angle Valve) | این نوع از شیرها ساختاری متشکل از یک بدنه زاویه دار، یک میله ذوزنقه شکل و دو دریچه دارند. باز و بسته شدن این دریچه ها در کنترل فشار موثر است. |
انواع شیر ایمنی بر اساس عملکرد
شیرهای اطمینان با توجه به عملکرد شامل شش دسته پایلوت دار، بیلوز دار، تبدیل، فنری، خلا و فشار کم هستند.
1. شیر اطمینان پایلوت دار (Pilot-operated Safety Valves)
این شیرها ساختاری متشکل از دو بخش شیر پایلوت و شیر اصلی دارند. کاربرد اصلی این تجهیزات صنعتی در شرایطی است که فشار برگشتی حداقل 35 درصد نقطه تنظیم فشار باشد. شیرهای اطمینان پایلوت دار، دو مدل دیافراگمی و پیستونی دارند که در شرایط فشار اضافی، بدون نیاز به باز شدن شیر اصلی، افزایش فشار را کنترل کرده و از هدر رفت سیال جلوگیری می کنند.
2. شیر اطمینان بیلوز دار (Bellows Type)
در این مدل شیرها یک بیلوز به بالای دیسک (در قسمت نازل و سیت) متصل می شود که با وارد کردن نیرویی یکنواخت به دور تا دور دیسک، ضمن ایجاد تعادل نیرویی در آن، اثر فشار برگشتی بالای دیسک را محدود می کند. کاربرد اصلی این شیرها در شرایطی است که فشار برگشتی در محدوده 35-10 درصد فشار نقطه تنظیم باشد.
3. شیر اطمینان تبدیل (change over valve)
شیرهای اطمینان تبدیل با اتصال یک لوله به سیستم، امکان اتصال همزمان دو شیر ایمنی فشار (شیر آماده باش و شیر در حال کار) را فراهم می کنند. مزیت کاربری این شیرها در شرایطی است که یکی از شیرهای سیستم نیاز به تعمیر داشته باشد؛ در این وضعیت شیر آماده باش می تواند عملکرد سیستم را حفظ کند و نیازی به خاموش کردن واحد مربوطه برای تعمیر و نگهداری شیر نیست.
4. شیر اطمینان فنری (Spring-Loaded Safety Valves)
شیرهای فنری متداول ترین انواع شیرهای اطمینان هستند. عملکرد باز و بسته شدن این نوع شیرها از طریق یک فنر مارپیچی است که آن نیز به وسیله یک پیچ تنظیم می شود.
5. شیر اطمینان خلا (Vacuum Relief valve)
شیرهای اطمینان وکیوم یکی از قطعات مهم تجهیزات صنایع مختلف برای کنترل فشار و خلا هستند. این نوع شیرها از ایجاد خلا داخل مخازن و لوله ها جلوگیری می کنند. در شرایط افزایش یا کاهش فشار یا خلا، به طور اتومات باز و بسته می شوند و از صدمات ناشی از این دو فاکتور فیزیکی در یک سیستم جلوگیری می کنند.
عملکرد این شیرها به شدت به نحوه نصب آن ها وابسته است. برای بهره برداری از عملکرد مثبت شیرهای خلا موقعیت نصب آن ها باید یکی از موارد زیر باشد:
- نزدیک مخزن
- روی نازل مخزن تحت فشار یا اتصالی کوتاه
6. شیر اطمینان فشار کم (low Safety Valves)
این نوع شیرهای اطمینان جهت جلوگیری از افزایش فشار در خطوط انتقال گاز، بخار و تجهیزات صنعتی استفاده می شوند. شیر ایمنی فشار کم در شرایطی که فشار سیستم پایین یا متوسط باشد به صورت خودکار باز و بسته می شود. باز شدن این شیرها تحت شرایطی است که فشار خطوط یا تجهیزات به سطحی بالاتر از فشار مشخص شده برسد.
نحوه عملکرد شیرهای ایمنی
شیرهای ایمنی با هدف کنترل دقیق جریان و فشار مواد در محیط های صنعتی استفاده می شوند. عملکرد این شیرها به صورت کاملا مکانیکی است. در زمانی که فشار سیال به میزان تعیین شده می رسد، به سوپاپ فشار وارد می شود و نیروی اعمال شده به آن به فنر منتقل می گردد.
در شرایطی که فشار از حد تعیین شده (فشار کار عادی) بالاتر رود و به میزان over pressure برسد، فنر فشرده شده و بالا می رود. در نتیجه آن، سوپاپ جابه جا می شود و خروج آن از مجرای ایجاد شده کنار سوپاپ انجام می گردد. در شرایط کاهش فشار سیستم و عبور آن از مقدار below pressure شیر مجدد بسته می شود.
اصطلاحات کاربردی مرتبط با عملکرد شیرهای اطمینان
برای آشنایی بهتر و کار با پکیج یا سایر تجهیزات صنعتی که در آن ها، شیر ایمنی فشار موجود است، بهتر است اصطلاحات زیر را به یاد داشته باشید:
(نام اصطلاح) | (علت نمایش آن) | |
| 1 | تنظیم فشار (set pressure) | فشار ورودی تعریف شده برای دستگاه تا در شرایط سرویس باز شود. |
| 2 | پایین ترین فشار (Blow down) | فشاری پایین تر از نقطه تنظیم شیر اطمینان است که برای بسته شدن شیر و بازگشت سیستم به حد نرمال فشار مورد نیاز است. |
| 3 | بالاترین فشار (over pressure) | فشاری بالاتر از نقطه تنظیم شیر اطمینان است که برای باز شدن و تخلیه کامل آن مورد نیاز است. |
| 4 | فشار برگشتی (back pressure) | فشاری است که در خروجی یک سیستم کاهش فشار وجود دارد. |
| 5 | فشار پشتی ساختاری (Build-Up Back Pressure) | به افزایش فشار ناشی از جریان باز شدن شیر اطمینان گفته می شود. |
| 6 | فشار انباشتگی (Accumulation Pressure) | افزایش فشار بیش از حداکثر فشار مجاز یک مخزن که منجر به تخلیه از تخلیه ایمنی فشار می شود. |
| 7 | فشار تحمیلی (Superimposed back Pressure) | فشار استاتیکی خروجی شیر اطمینان در لحظه باز شدن شیر است. |
| 8 | فشار بسته شدن (Closing pressure) | فشار استاتیکی ورودی شیر که باعث بسته شدن مجدد آن می شود. |
نکات نصب شیرهای ایمنی فشار
چنانچه نصب شیرهای ایمنی فشار به درستی انجام نشود، نشتی و مشکلات ایمنی در سیستم ایجاد می کند. برای اطمینان از فشارهای عملیاتی ایمن با استفاده از این شیرها رعایت نکاتی در زمان نصب آن ها ضروری است. اما مهم ترین نکات نصب شیر اطمینان چیست؟
- برای پیشگیری از نشتی یا عملکرد نامناسب، این شیرها باید به صورت عمودی نصب شوند.
- دریچه شیرها نباید بیش از حد سفت شود. این وضعیت ضمن آسیب به سوپاپ، باعث نشتی می شود.
- قبل از نصب باید پاکسازی کامل لوله ها از هر نوع کثیفی انجام شود.
- در سیستم های بخار نصب شیر ایمنی باید بالای لوله بخار انجام شود تا از تجمع میعانات در سمت بالای دیسک شیر جلوگیری شود.
برندهای تولید کننده شیر ایمنی فشار
با توجه به اینکه عملکرد ولوهای اطمینان به مبحث ایمنی افراد و تجهیزات مربوط می شود، بهتر است خرید آن ها از برندهای معتبر و با کیفیت انجام شود. برخی از بهترین برندهای این ابزار صنعتی عبارتند از:
- هایسک (HISEC)
- پارکر (PARKER)
- لسر (LESER)
- پکنز (PAKKENS)
نتیجه گیری
شیر ایمنی فشار یک وسیله صنعتی یک طرفه است که در مخازن و خطوط جریان سیالات در صنایع مختلف نصب می شود و فشار سیالات را کنترل می کند. اما اهمیت استفاده از شیر اطمینان چیست؟ از شیرهای اطمینان برای تخلیه فشار در سیستم های تحت فشار بالا استفاده می شود و از افزایش فشارهای ناگهانی در خطوط لوله ها، جلوگیری می کنند.
بنابراین این ابزارها در تامین امنیت سیستم های تحت فشار نقش مهمی دارند. در شرایطی که فشار از حد تعیین شده در پکیج بیشتر شود، به طور خودکار باز شده و فشار اضافی را تخلیه می کنند و پس از تخلیه سیال دوباره به صورت اتومات بسته می شوند.
اگر این قطعه در عملکرد خود دچار مشکل شود، ممکن است اتفاقات ناگواری مانند انفجار، آتش سوزی و… برای شما رخ دهد؛ بنابراین در صورت دیدن هرگونه خطا و فشار بالا در سیستم گرمایشی با متخصصین ما در خدمات ایران تماس بگیرید.
