23-08-2020, 08:34 AM
http://kishindustry.com/
بطور کلی شیرهای صنعتی که بخش مهمی از تجهیزات صنایع نفت و گاز را تشکیل می‌دهند برای مهار کردن جریان و فشار سیالات به کار می‌روند و وظایف اصلی شیرهای صنعتی، قطع و وصل کامل جریان مایعات و گازها، تنظیم عبور مقدار سیال مورد نیاز، جلوگیری از بازگشت مایعات و گازهای عبور کرده، کنترل و ایمن نگه‌داشتن دستگاه‌های تحت فشار می‌باشد لذا با مطرح نمودن توضیحاتی در این زمینه به کاربرد شیرهای صنعتی در صنایع نفت و گاز می‌پردازیم.
طرز انتخاب صحیح شیرهای صنعتی مورد نیاز در صنایع نفت و گاز
عمليات جداره گذاري و نصب ماسوره مبنا ” 20 ( براي بعضي از كارخانه هاي سازنده )عمليات جداره گذاري 8/3 13 و نصب ماسوره سر لوله جداريعمليات جداره گذاري 8/5 9 و نصب ماسوره سرلوله مغزيعمليات تكميل چاه[/list]
در عمليات تكميل تاج چاه قرار دادن آويزه لوله هاي مغزي (Tubing Hanger) درون سر لوله مغزي( Tubing Head Spool) و همچنين نصب مسدود كننده درون آن و پس از برداشتن شيرهاي فور انگير نصب شير آلات تاج چاه و آزمايش فشار آانها و نهايتاً خارج كردن مسدود كننده از اهم مسؤليت هاي گروه خدمات سرچاهي مي باشد.
ج- ارائه خدمات به چاههاي بهره برداري :
در مواردي كه چاههاي در حال بهره برداري نياز تعمير در هر قسمتي از تجهيزات سرچاهي شامل ماسوره ها و شيرهاي جانبي و شيرهاي كنترل كننده چاه و غيره داشته باشد در محل چاه حاضر شده و با رعايت نكات ايمني وقتي اقدام به رفع اشكال مي نمايد .
د- تعمير وسايل و تجهيزات سرچاهي
در صورتي كه وسايل و تجهيزات سرچاهي نياز به تعمير اساسي داشته باشند اين كار در محل كارگاه آزمايش انجام مي گيرد بدين ترتيب كه قطعات معيوب تعميرويا تعويض و سپس از آزمايش فشار مي شوند.
شيرهاي جانبي: براي اطلاع از فشارهاي احتمالي پشت لوله هاي جداري چاه و تخليه آن از اين شيرها استفاده مي شود.
شيرهاي اصلي
الف- شير اصلي تحتاني BOTTOM MAIN VALVE
ب-شير اصلي فوقاني TOP MAIN VALVE
شير ايمني سطحي
در هنگام عمليات بهره برداري معمولاً با دو مشكل روبرو هستيم، فشار زياد و فشار كم مخزن كه ممكن است در سيستم بوجود آيد. لذا در اين رابطه بر روي تشكيلات سرچاهي اين شير را نصب مي كنند تا در موقع بروز هر كدام از اين اشكالات شير بطور اتوماتيك عمل نموده و جريان را قطع مي نمايد. مدلهاي متداول شير ايمني مورد استفاده در صنعت نفت ساخت كارخانه OTIS مي باشند كه در نوعهايUX-TYPE) و (X-TYPE مورد استفاده قرار مي گيرد.
ساختمان و تعميرات شيرها
شيرها از مهمترين وسائلي هستندكه در صنعت نفت بكار مي روند. اين شيرها براي كنترل تنظيم شروع توقف حركت سيالات (مايع و گاز) در لوله ها، مخازن تلمبه وكمپرسورها مورد استفاده قرار مي گيرند.
شيرها در اندازه ها و انواع مختلفي ساخته شده اند، هر يك از اين شيرها براي انجام دادن كار خاصي طراحي و ساخته شده اند، اكثريت شيرها در كارخانه هاي گاز و گاز مايع از فولاد يا استيل ساخته شده اند. مواد ديگري نيز در ساختمان اين شيرها بكار مي روند، بعضي از اين مواد عبارتند از: فولاد زنگ نزن يا (STAINLESS STEEL) چدني (COST-IRON) برنجي (BRASS) و پلاستيك (PLASTIC).
سه طرح اصلي در ساختمان شير عبارتند از:
1- شكل بدنه (BODY)
2- دروازه يا وسيله اي كه اجازه عبور جريان را ميدهد، معمولاً از روي شكل همين قسمت شير نامگذاري مي شود مانند (PLUG, GATE)
3- ساقه يا (BONNET) كه شامل ميله (STEM) و وسائل عمل‌كننده و آب بندي است.
انواع شيرها (TYPES OF VALVES)
1-شير دروازه اي:
فقط براي قطع و وصل كردن جريان بكار مي رود، داراي صفحه محكمي است كه با بالارفتن و پائين آمدن آن اجازه مي دهد جريان گاز يا مايع قطع و وصل شود.
2-شير توپي (BALL VALVES):
مانند شير دروازه اي فقط براي باز و بسته كردن جريان بكار مي رود. همانطور كه از نامش پيداست از يك جسم توپي تشكيل شده كه در محوطه داخلي بدنه بوسيله اتصالاتي بحركت در مي آيد كه با اين حركت اجازه عبور جريان يا قطع آنرا مي دهد.
3-شير پلاك دار (PLUG VALVE):
اين شير نيز فقط براي باز و بسته كردن بكار مي آيد و همانطور كه از اسمش پيداست از يك جسم بيضي شكل تشكيل شده كه در بعضي موارد درون محفظه بدور خود مي چرخد و در بعضي مواقع بالا و پايين رفته و بدين وسيله اجازه عبور و يا قطع جريان سيال را مي دهد.
4-شير پروانه اي (BUTTERFLY VALVE) :
داراي صفحه‌اي گرد و پهن است كه محوري از قطر آن مي گذرد. صفحه متصل به ميله در جهت چرخش تا 90 درجه مي تواند بچرخد كه اين چرخش باعث باز و بسته شدن يا تنظيم جريان مي شود. ناگفته نماند كه شيرهاي پلاك دار و توپي نيز داراي چرخش 90 درجه هستند.
ميله ها (محورها) و آب بند شير
هر يك از شيرهاي ذكر شده فوق احتياج به يك محور دارند كه اين محور به قسمت متحرك منتقل شده است بنابراين ميله (STEM) مي تواند بالا و پايين برود يا بچرخد. براي جلوگيري از نشت سيال از اطراف ميله به بيرون به موادي احتياج است كه به آنها آب بند مي گويند. اين مواد مي تواند يكي از چند نمونه موادي باشد كه براي آب بند بكار مي روند مانند:
نسوز (ASBESTOS) زغالي (GRAPHITE) پلاستيك (PLASTIC) كه معمولاً از نوع تفلون است.
5-شير ايمني (SOFETY OR RELIEF VALVE) :
اين شير معمولاً از نوع پيستوني است كه در اثر فشار معيني كه از طرف گاز موجود در يك مخزن وارد مي شود، باز و مازاد فشار را به خارج هدايت مي كند. معمولاً‌هر وسيله يا مخزني براي فشار معيني طرح و در مقابل آن مي تواند مقاومت كند،از اين رو براي جلوگيري از تركيدن و يا خرد شدن وسائل وجود شيرهاي ايمني لازم و ضروري است.
روغنكاري محور شير (VALVE STEM LUBRICATION)
در پشت آب بندها براي اطمينان بيشتر در جلوگيري از نشت گاز يا مايع، روغنها و يا گريس هاي مخصوصي استفاده مي شود كه در درجه حرارتهاي خيلي بالا و خيلي پايين مقاوم مي باشند. اين مواد روغني همچنين به آسان چرخيدن شير نيز كمك كرده و يكي از مهمترين وظايف مسئولين يا اپراتورها مواظبت كردن از شيرها مي باشد.
شيرها وسائلي هستند كه در صنايع نفت و گاز، لوله كشي آب و ساير موارد مشابه، به منظور كنترل، شروع يا توقف حركت سيالات يعني مايعات و گازها در لوله ها، مخازن، برجهاي تفكيك، تلمبه و كمپرسور بكار مي روند.
كاربرد كلي شيرها
1-شير دروازه اي (كاملاً باز يا بسته) GATE VALVE (ON AND OFF FLOW)
2- شير توپي (كاملاً باز يا بسته) BELL VALVE (ON AND OFF FLOW)
3-شير پلاك دار (كاملاً باز يا بسته) PLUG VALVE (ON AND OFF FLOW)
4-شير سوزني (نيم باز يا كند كننده جريان) NEEDLE VALVE (THROTTLING FLOW)
5-شير كروي (نيم باز يا كند كننده جريان) GLOBE VALVE (THROTTLING FLOW)
6-شير پروانه‌اي (نيم باز يا كندكننده جريان) BUTTERFLY VALVE (THROTTLING FLOW) 7-شير يكطرفه (جلوگيري از برگشت جريان) CHECK VALVE (PREVENT BACK FLOW)
8-شير ايمني SAFETY OR RELIEF VALVE
تشريح وسايل تاج چاه
شيرهاي جانبي: براي اطلاع از فشارهاي احتمالي پشت لوله هاي جداري چاه و تخليه آن از اين شيرها استفاده مي شود.
شيرهاي اصلي
الف- شير اصلي تحتاني BOTTOM MAIN VALVE
ب-شير اصلي فوقاني TOP MAIN VALVE
شير ايمني سطحي
در هنگام عمليات بهره برداري معمولاً با دو مشكل روبرو هستيم، فشار زياد و فشار كم مخزن كه ممكن است در سيستم بوجود آيد. لذا در اين رابطه بر روي تشكيلات سرچاهي اين شير را نصب مي كنند تا در موقع بروز هر كدام از اين اشكالات شير بطور اتوماتيك عمل نموده و جريان را قطع مي نمايد. مدلهاي متداول شير ايمني مورد استفاده در صنعت نفت ساخت كارخانه OTIS مي باشند كه در نوعهايUX-TYPE) و (X-TYPE مورد استفاده قرار مي گيرد.
ساختمان و تعميرات شيرها
شيرها از مهمترين وسائلي هستندكه در صنعت نفت بكار مي روند. اين شيرها براي كنترل تنظيم شروع توقف حركت سيالات (مايع و گاز) در لوله ها، مخازن تلمبه وكمپرسورها مورد استفاده قرار مي گيرند.
شيرها در اندازه ها و انواع مختلفي ساخته شده اند، هر يك از اين شيرها براي انجام دادن كار خاصي طراحي و ساخته شده اند، اكثريت شيرها در كارخانه هاي گاز و گاز مايع از فولاد يا استيل ساخته شده اند. مواد ديگري نيز در ساختمان اين شيرها بكار مي روند، بعضي از اين مواد عبارتند از: فولاد زنگ نزن يا (STAINLESS STEEL) چدني (COST-IRON) برنجي (BRASS) و پلاستيك (PLASTIC).
سه طرح اصلي در ساختمان شير عبارتند از:
1- شكل بدنه (BODY)
2- دروازه يا وسيله اي كه اجازه عبور جريان را ميدهد، معمولاً از روي شكل همين قسمت شير نامگذاري مي شود مانند (PLUG, GATE)
3- ساقه يا (BONNET) كه شامل ميله (STEM) و وسائل عمل‌كننده و آب بندي است.
انواع شيرها (TYPES OF VALVES)
1-شير دروازه اي:
فقط براي قطع و وصل كردن جريان بكار مي رود، داراي صفحه محكمي است كه با بالارفتن و پائين آمدن آن اجازه مي دهد جريان گاز يا مايع قطع و وصل شود.
2-شير توپي (BALL VALVES):
مانند شير دروازه اي فقط براي باز و بسته كردن جريان بكار مي رود. همانطور كه از نامش پيداست از يك جسم توپي تشكيل شده كه در محوطه داخلي بدنه بوسيله اتصالاتي بحركت در مي آيد كه با اين حركت اجازه عبور جريان يا قطع آنرا مي دهد.
3-شير پلاك دار (PLUG VALVE):
اين شير نيز فقط براي باز و بسته كردن بكار مي آيد و همانطور كه از اسمش پيداست از يك جسم بيضي شكل تشكيل شده كه در بعضي موارد درون محفظه بدور خود مي چرخد و در بعضي مواقع بالا و پايين رفته و بدين وسيله اجازه عبور و يا قطع جريان سيال را مي دهد.
4-شير پروانه اي (BUTTERFLY VALVE) :
داراي صفحه‌اي گرد و پهن است كه محوري از قطر آن مي گذرد. صفحه متصل به ميله در جهت چرخش تا 90 درجه مي تواند بچرخد كه اين چرخش باعث باز و بسته شدن يا تنظيم جريان مي شود. ناگفته نماند كه شيرهاي پلاك دار و توپي نيز داراي چرخش 90 درجه هستند.
ميله ها (محورها) و آب بند شير
هر يك از شيرهاي ذكر شده فوق احتياج به يك محور دارند كه اين محور به قسمت متحرك منتقل شده است بنابراين ميله (STEM) مي تواند بالا و پايين برود يا بچرخد. براي جلوگيري از نشت سيال از اطراف ميله به بيرون به موادي احتياج است كه به آنها آب بند مي گويند. اين مواد مي تواند يكي از چند نمونه موادي باشد كه براي آب بند بكار مي روند مانند:
نسوز (ASBESTOS) زغالي (GRAPHITE) پلاستيك (PLASTIC) كه معمولاً از نوع تفلون است.
5-شير ايمني (SOFETY OR RELIEF VALVE) :
اين شير معمولاً از نوع پيستوني است كه در اثر فشار معيني كه از طرف گاز موجود در يك مخزن وارد مي شود، باز و مازاد فشار را به خارج هدايت مي كند. معمولاً‌هر وسيله يا مخزني براي فشار معيني طرح و در مقابل آن مي تواند مقاومت كند،از اين رو براي جلوگيري از تركيدن و يا خرد شدن وسائل وجود شيرهاي ايمني لازم و ضروري است.
روغنكاري محور شير (VALVE STEM LUBRICATION)
در پشت آب بندها براي اطمينان بيشتر در جلوگيري از نشت گاز يا مايع، روغنها و يا گريس هاي مخصوصي استفاده مي شود كه در درجه حرارتهاي خيلي بالا و خيلي پايين مقاوم مي باشند. اين مواد روغني همچنين به آسان چرخيدن شير نيز كمك كرده و يكي از مهمترين وظايف مسئولين يا اپراتورها مواظبت كردن از شيرها مي باشد.
شیرهای صنعتی valve
![[تصویر: valve7444.jpg]](http://behinenergy.net/wp-content/uploads/2015/07/valve7444.jpg)
شیر وسیله ای است که برای مهار کردن جریان و فشار سیالات به کار می رود وظایف اصلی شیرهای صنعتی عبارتند از :
1) قطع و وصل کامل جریان
2) جلوگیری از بازگشت مایعات و گازهای عبور کرده
3) تنظیم عبور مقدار مورد نیاز مایعات و گازها
4) تنظیم و کنترل مقدار و فشار مایعات و گازها
5) کنترل و ایمن نگه داشتن دستگاه های تحت فشار
و اصولا شیرها در مواردی به کار می روند که برای جریان سیال (اعم از مایع و گاز ) اختلاف فشار وجود داشته باشد .
تاریخچه
اولین شیرهایی که به‌وسیله انسان اختراع شد، همان چیزی است که اکنون به عنوان (دریچه) آب‌بند میشناسیم. دریچه‌ای که با گذاشتن یا برداشتن آن در مسیر آب، جریان را بسته، باز یا نیمه باز می گذاشتند. شیرهای دروازه‌ای امروزی در واقع همان آب بند های قدیمی هستند.
جنس و مواد
بنا به کاربرد، مصالحی که در ساخت شیر بکار برده می‌شود، مختلف است. در کارهای ساختمانی شیرهای چدنی، برنزی، برنجی و گاهی استیل (SS) استفاده می‌شود. در کارهای صنعتی مانند، نیروگاهها، کارخانه‌های پتروشیمی، پالایشگاهها، کشتی سازی و صنایع دارویی / غذایی، بسته به نوع سیالی که از شیر عبور می‌کند ویا محیطی که شیر در آن قرار دارد، بدنه و دیگر اجزای آنرا از فولاد کربنی، فولاد آلیاژی، فولاد زنگ نزن(Stainless Steel) میسازند.
شیرها یا به‌وسیله دست یا عملگر خودکار (Actuator) باز و بست می‌شوند.
نکات مهم در طراحی و ساخت شیرها عبارتند از:
1- نیروی راه انداز وتجهیزات خاص راه اندازی
2- ارتعاش شیر
3- کاویتاسیون
4- تاثیر در جریان
5- میزان تحمل فشار
6- آب بندی وموادمصرفی درآب بندها
7- سهولت تعمیرو نگهداری ونصب وتنظیم آنها
8- حوضچه های آرامش
انواع مختلف شیرها
1) شیرهای دستی که با نیروی انسان کار می کنند manual valves
2) شیرهای خودکار که با نیروی هوا ، مایعات و گازهای کنترل شونده کار می کنند control valves
3) شیرهای خودکار که با نیروی برق کار می کنند . electric motor operated valves
شیرهایی که در این قسمت بررسی می شود عبارتند از:
1)شیرهای سوزنی needle valves
2)شیرهای سماوری plug or clock valves
3)شیرهای کروی globe valves
4)شير زاويه اي ANGLE VALVE
5)شير توپي BALL VALVE
6)شیرهای کشویی gate valves
7)شیرهای دیافراگمی diaphragm valves
8)شير برگشت معكوس فاضلابي BAKE WATER VALVE
9)شير فشار شكPRESSURE REDUCING VALVE
10)شیرهای یکطرفه non return or check valves
11)شیرهای پروانه ای butterfly valves
12)شیرهای اطمینان safety valves
13)شير تخليه
14)شير سه راهه دستي CROSS GLOBE VALVE
15)شير زانويي ANGLE VALVE
16)شير شلنگي HOSE VALVE
17)شير آب نما WATER GAUGE VALVE
18)شير هاي خاص SPECIAL PURPOSE VALVES
19)شیرهای خودکار control valves
20) شيرهاي متعادل كننده BALANCING VALVES
21 ) شير هاي تخليه كننده فشارPRESSURE RELIEF VALVES
که در زیر به تفصیل آنها را توضیح می دهیم:
1) شیرهای سوزنی needle valves
شیر سوزنی که اسم خود را از شکل دیسک و نشیمنگاه خود گرفته از لحاظ ساختمان و طرز کار جزو خانواده شیرهای کروی می باشد با این شیرها می توان کنترل دقیق جریان سیال را به خصوص در لوله های باریک و ظریف برقرار کرد. ساختمان این شیر طوری است که جریان به یک حفره کوچک هدایت می شود و پس از چرخش °90 به نوک یک مخروط هدایت می شود و همانگونه که از شکل پیداست جریان از بین این حفره و یک قطعه سوزنی شکل به خروجی راه می یابد ..دیسک این نوع شیر از میله مخروطی شکل نازکی تشکیل شده که از داخل سوراخ مدور صفحه عبور می کند و جریان حرکت سیال را محدود می سازد .ساختمان این شیرها بیشتر در کاربراتورها به کار می رود .
این نوع شیر از لحاظ ساختمان بسیار ظریف و تقریبا کوچک می باشد و بعلت داشتن مکانیسم مورد اعتماد در عملیات حساس و دقیق به کار گرفته می شود . در آزمایشگاه های نفت یا پتروشیمی و وسائل ابزار دقیق کاربرد آن بسیار می باشد . قطر شیرهای سوزنی معمولا از 2 اینچ تجاوز نمی کند و شیر سوزنی را بیشتر در محل هایی به کار می برند که محدودیت لازم باشد و منظور از محدودیت یعنی تاخیر زمانی و تغییر آرام فشار است .
2) شیرهای سماوری plug or clock valves
اين شيرها براي جريان هاي كم مي باشد و سه راهه ساخته مي شوند : شير هاي پيسوار از اين نوع هستند . اين نوع شيرها تشكيل شده از ميله اي كه در ميان آن حفره اي براي عبور جريان آب به وجود آورده شده است و در ميان يك محفظه اي كه در سطح داخلي آن ماشين كاري و پرداخت شده , قرار گرفته است . اين نوع شيرها نيز مانند شير دروازه اي مقاومت بسيار كمي در مقابل جريان آب به وجود مي آورند . براي باز و بسته كردن شير سماوري فقط كافي است دسته آن را به اندازه 90 درجه بگردانيم . .معمولا اين شيرها به عنوان وسيله كنترل دو حالته (قطع/ وصل) استفاده مي شوند . زيرا (1) نسبتا ارزان هستند , (2) وقتي تنظيم شوند در همان وضعيت باقي مي مانند , و (3) كاركنان مي توانند وضعيت باز يا بسته بودن آن را به وضوح مشاهده كنند . اگر مساحت سطح روزنه شيرORIFICE) برابر با مساحت سطح مقطع لوله باشد , از بازده شير به عنوان يك وسيله كنترل كننده جريان , كاسته خواهد شد .
3) شیرهای کروی globe valves
این شیر اسم کروی را از روی شکل ظاهری بدنه خود که کروی شکل است گرفته و ساختمان داخلی آن طوری است که مایع از نقطه ورود به شیر تا خروج از آن 180 درجه تغییر جهت می دهد . ساختمان دریچه و نشیمنگاه آن طوری است که به مجرد برقرار شدن جریان تماس آنها با هم قطع می شود .همچنین باز نبودن کامل شیر کروی موجب فرسودگی ان نمی شود . ولذا از آن می توان برای تنظیم و کنترل جریان استفاده کرد. متناسب بودن تعداد دور دسته شیر با حجم مجرای خروجی مایع کار تنظیم مقدار جریان را با دست آسان می سازد .
ازمشخصات شیرهای کروی می توان به موارد زیر اشاره کرد :
جهت جریان سیال بر خلاف شیر کشویی تغییر می کند .
تغییر جهت جریان سیال ایجاد تلاطم می نماید .
تلاطم افت فشار را افزایش می دهد .
در شیر کروی افت فشار بیشتر از شیر کشویی می باشد .
در شیر کروی به محض قطع اتصال صفحه انتهایی ساقه و نشیمنگاه سیال کاملا جریان می یابد
در شیر کروی فرسودگی به علت اصطکاک خیلی کمتر از شیر کشویی می باشد .
یکی از انواع شیرهای کروی شیر کروی زاویه ای می باشد که در آن تغییر جهت سیال کمتر از شیر کروی معمولی می باشد و تلاطم سیال در شیر کروی زاویه ای کمتر از شیر کروی معمولی است .
در آخر در مورد شیرهای کروی باید گفت که این نوع شیر برای کنترل سیال طراحی شده است و بعلت تغییر ناگهانی مسیر سیال ، باز کردن و بستن شیر ، خیلی سریعتر انجام می شود . درضمن باید گفت که مواد مختلف که در ساخت آنها به کار می رود در دسترس می باشد . و تعمیرات آنها از شیر کشویی کمتر و سهلتر می باشد به طوری که تعمیر آنها بدون خارج کردن آنها از مسیر لوله کشی امکان پذیر می باشد و جنس شیر اغلب از نیکل یا فولاد زنگ نزن می باشد.
4) شير زاويه اي ANGLE VALVE
اين نوع شير همان شير كروي است , با اين تفاوت كه يك زاويه 90 درجه بين ورودي و خروجي آن وجود دارد0 اين نوع شير نسبت به شير كروي افت فشار كمتري ايجاد مي كند و نيز به علت شكل مخصوص آن , در مصرف اتصالات لوله كشي و همين طور وقت مورد نياز براي نصب صرفه جويي مي كند .
5) شير توپي BALL VALVE
اين نوع شيرها ضربه اي نيز ناميده مي شوند . جريان آب در اين نوع شيرها از ميان سوراخ يك ساچمه كروي كه در جايگاه كروي كاملا صيقلي شده اي قرار دارد , عبور مي كند . براي باز و بسته كردن اين نوع شيرها نيز مانند شير هاي سماوري فقط گردش 90 درجه اي دسته آن كافي است . اين شيرها نيز مقاومت كمي در برابر جريان آب ايجاد مي كنند . از اين نوع شيرها در لوله كشي آب گرم و سرد و همچنين لوله كشي گاز فشار ضعيف مي توان استفاده كرد .
6) شیرهای کشویی gate valves
این شیرها بیشتر در محل هایی به کار می رود که بخواهند جریان سیال را به طور کامل بسته یا باز نمایند . از خواص این شیرها کم بودن افت فشار در طول آن می باشد به همین دلیل در سر راه لوله های طویل از این شیرها به کار می رود . هنگامی که کشو یا بند آور (gate) کاملا به بالا هدایت شده و از مسیر جریان سیال خارج گردیده و در نتیجه هیچ مقاومتی در مقابل عبور جریان ندارد ولی اگر کشو به پایین ترین محل خود هدایت شده باشد در نتیجه سیال بعلت تغییر مسیر و تصادم با کشو ایجاد تلاطم و افت فشار می نماید . در لوله کشی ها اغلب لوله و شیر به هم پیوسته اند (بوسیله جوشکاری یا بوسیله پیچ ) ولی به طور کلی اتصال شیر و لوله بوسیله فلنچ و پیچ و مهره انجام گردیده و برای جلوگیری از نشتی بین لوله فلنج شیر لائی آب بندی یا gasket گذارده می شود .
ساختمان ساقه (stem)
ساقه میله بلند و باریکی است که از یک طرف به فلکه دست (hand wheel) و ازطرف دیگر به کشویی (gate) متصل می باشد .
ساقه متصل به کشوی شیر از جعبه ای به نام (stuffing box) عبور می کند .
دو نوع gate valve وجود دارد:
1) نوع اول كه به نام موازي معروف است بر اساس استفاده از يك ديسك تخت دروازه اي كه در بين دو نشيمنگاه موازي قرار گرفته تشكيل گرديده است.(جريان بالادست وجريان پائين دست) اين ولوها همچنين داراي يك لبه تيزي در قسمت پائين خود مي باشند كه اين لبه تيز براي برش واز بين بردن ذرات جامد ورودي به ولو مي باشد.
مزيت مهم اين قبيل ولوها اينستكه اين ولوها علاوه بر بكار رفتن براي valve seat هاي نامتقارن ، مي توانند براي valve seat هاي زاويه اي نيز بكار روند.
2) نوع ديگر ازgate valve ها بنام gate valve هاي با gate گوه اي شكل مي باشند.
دراين نوع از ولوها از دو seat مورب ويك gate مورب استفاده مي گردد.(به منظور امكان بسته شدن در حالت shut off)
همان طور که می دانیم ساقه کشو را بالا و پایین می برد و بدین ترتیب مقدار باز و بسته کردن شیر را کنترل می کند . فراموش نکنیم که در شیر کشویی جهت حرکت سیال کاملا مستقیم بوده و در صورتی که شیر کاملا باز باشد کشو از مسیر جریان خارج شده و افت فاشر به حداقل می رسد همچنین تلاطم جریان بسیار کم است .
7) شیرهای دیافراگمی diaphragm valves
شیر پرده ای یا دیافراگمی ساختمان ساده و جالبی دارد . این نوع شیر از سه قسمت مهم تشکیل شده است بدنه (body) ، دیافراگم (diaphragm) ، و سرپوش (bonnet)
دیافراگم از پرده لاستیکی تقویت شده یا جنس قابل ارتجاع دیگر ساخته شده که با حرکت دسته شیر پرده قابل ارتجاع بالا و پایین شده و مجرای عبور سیال را کم و زیاد و در نتیجه مقدار سیال را کنترل می نماید .دیافراگم محتوای شیر را از مکانیسم باز و بستن آن جدا می کند لذا احتیاج به وسائل آب بندی ندارد .در صورتی که مواد از اطراف شیر بیرون بریزد نشان سوراخ بودن پرده می باشد که باید تعویض شود از این نوع شیر برای کنترل مواد خورنده مثل اسیدها استفاده می گردد.
باید توجه داشت که بکار بردن شیر دیافراگمی برای مواقعی که درجه حرارت زیاد باشد بی فایده خواهد بود زیرا در درجه حرارت زیاد دیافراگم ذوب می شود . می توان دیافراگم را از مواد پلاستیکی مقاوم در برابر حرارت ساخت ولی مقرون به صرفه نمی باشد . این نوع شیرها دارای خاصیت خوب بستن می باشند به طوری که در حالت بسته شدن به هیچ وجه سیال از آن عبور نمی کند از این نوع شیر در فشار ها ودرجه حرارت پایین استفاده می شود .
ولوهاي ديافراگمي بر اساس شكل بدنه به دو گروه زير تقسيم بندي مي شوند:
1) نوع با برامدگي داخل بدنه(weir type)
در اين نوع يك قسمت برامدگي در داخل بدنه بصورت ريخته گري تعبيه مي گرددو درهنگام بسته شدن ولو ، ديافراگم بر روي اين برامدگي مي نشيند و عبور جريان را محدود مي كند.
2) نوع بدون برامدگي داخل بدنه (straight-through type )
در اين نوع ولوها ، ديافراگم بصورت يك شكل گوه اي در مي آيد
از ولوهاي ديافراگمي مي توان در كنترل نمودن جريان نيز استفاده نمود.نوع( weirداراي برامدگي سد كننده در وسط) براي كنترل جريان گزينه مناسبي بوده ولي عيب آن محدود بودن منطقه عبور سيال مي باشد.
از ولوهاي ديافراگمي همچنين براي كنترل جريانهاي كوچك وهنگامي كه سيال داراي خاصيت خورندگي بوده وسيالات راديواكتيو، مي توان استفاده نمود.
عمر مفيد ديافراگم بستگي به نوع ماده اي كه از داخل ولو مي گذرد وهمچنين دما، فشار و تعداد دفعات استفاده از ولو بستگي دارد.
در بعضي از انواع مواد تشكيل دهنده ديافراگمهاكه از نوع الاستومري مي باشند ، اين ديافراگمها مقاومت بسيار خوبي در دماهاي بسيار بالا دارند.هرچند كه بايد توجه داشت خواص مكانيكي مواد الاستومري در دماهاي بالا پائين خواهد آمد وامكان از بين رفتن آن نيز در فشار هاي بالا وجود دارد.
بيشتر مواد الاستومري در دماي پائين تر از 150 F بهترين عملكرد را دارا مي باشند.
از موارد ديگر مزاياي اين ولوها ايزوله كردن قسمتهاي مختلف ولو در مقابل سيال عبوري مي باشد.بگونه اي كه ديافراگم خود باعث ايزوله كردن قسمتهاي مختلف ولو در مقابل سيال عبوري مي گردد.با توجه به اين خاصيت اين ولوها براي سيالات خورنده و همچنين سيالاتي كه داراي مواد جامد معلق مي باشند مناسب خواهند بود..باتوجه به اينكه مجموعه درپوش ولو در معرض تماس با سيال عبوري قرار نمي گيرد لذا در تهيه متريال آن مي توان از مواد ارزانتري استفاده نمود.با توجه به پيشرفتي كه در طراحي ديافراگم ومواد آن صورت پذيرفته ، امروزه ديافراگم هاي جديد قادر به عملكرد با انواع سيالات عبوري مي باشند.
8) شير برگشت معكوس فاضلابي BAKE WATER VALVE
اين نوع شيرها فقط در لوله كشي فاضلاب مورد استفاده , قرار مي گيرند و كاملا شبيه شير هاي يك طرفه آزاد عمل مي كند . در حالاتي كه به علل مختلف , فاضلاب به سمت مجراهاي ورودي فاضلاب ساختمان برگشت مي كند , اين شيرها از اين عمل جلوگيري مي كند . اين نوع شيرها , معمولا در جاهايي نظير زير زمين ساختمان كه ارتفاع كمي نسبت به محل دفن فاضلاب دارد , براي جلو گيري از برگشت فاضلاب نصب مي شود .
9) شير فشار شكنPRESSURE REDUCING VALVE
شير فشار شكن يا شير تنظيم كننده فشار , به طور معمول نزديك كنتور آب ساختمان ها بعد از انشعاب از لوله اصلي آب شهر نصب مي شود تا فشار هاي زياد و تغييرات فشار آب شهر را تقليل دهد . اين شير را مي توان يك وسيله تمام خود كار خواند , زيرا براي انجام تغييرات و تقليل فشار داراي ساختماني مخصوص است كه اين عمل را بدون انتقال انرژي انجام مي دهد . اين شيرها يك پيچ مخصوص تنظيم فشار دارد كه به وسيله آن فشار خروجي شير تنظيم مي شود. همان طور كه در شكل پيدا است , بايد يك آشغال گير يا صافي به شير فشار شكن متصل كرد تا مواد خارجي احتمالي باعث خرابي مكانيزم داخلي اين شير نشود
10) شیرهای یکطرفه non return or check valves
از شیرهای یکطرفه برای جلوگیری از بازگشت مایع یا گاز که بمقصد فرستاده شده انتقال می گردد . دلائل استفاده از آنها در صنعت و وسائل خانگی به شرح زیر می باشد.
الف- در منازل : روی ورودی آب را به طرف ساختمان قرار می دهند که در صورت قطع آب مقدار آبی که در وسائل خانگی و داخل لوله ها ذخیره شده به لوله اصلی باز نگردد.
ب- روی لوله ورودی آب گرمکن ها قرار می دهند که بر اثر قطع آب و یاشکستن لوله در داخل ساختمان آب ذخیره شده در مخزن آب گرمکن خالی نشود . زیرا ممکن است کوره به کار ادامه دهد و باعث سوختن آب گرمکن گردد.
ج- در پالایشگاه ها شیر یکطرفه را روی لوله خروجی تلمبه قرار می دهند که پس از انتقال مقدار لازم مواد نفتی ، و بستن تلمبه یا خاموش شدن اضطراری تلمبه مواد ارسال شده نتواند برگردد زیرا در اثر برگشت علاوه بر هدر رفتن انرژی مصرف شده برای ارسال آن ممکن است طرف دریافت کننده مواد را نیز با کمبود فوری مواجه سازد از این مهمتر ممکن است فشار مایع برگشتی که از همان مسیر رفته معکوس شود و در نتیجه تلمبه گریز از مرکز را با سرعت فزاینده بچرخاند و سرعت آنقدر زیاد شود که تلمبه داغ شده از کار بیفتد و حتی منفجرشود .
طرز کار آنها به این صورت می باشد که فشار مایع یا گاز دریچه شیر را بلند می کند و باعث عبور مایع یا گاز می شود تا زمانی که فشار زیر دریچه بیشتر از فشار روی آن باشد شیر باز می ماند و عبور مایع یا گاز ادامه می یابد اگر به هر علتی فشار زیر دریچه کمتر از فشار روی آن شود وزن خود دریچه و فشار موادی که قصد برگشتن دارند باعث بسته شدن شیر و جلوگیری از برگشت مواد می شود .
11) شیرهای پروانه ای butterfly valves
یکی از ساده ترین شیرهای است که کاربرد آن ها در واحد های نفت و پتروشیمی متداول می باشد . ساختمان آنها تشکیل شده از یک بدنه معمولی و یک صفحه مدور که تقریبا در وسط قرار دارد .این صفحه حول میله ای در حدود 90 درجه می گردد و بوسیله اهرمی بقسمت حرکت دهنده شیر وصل می باشد. این محرک می تواند دستی یا بوسیله فشار هوا و یا برق باشد .
شیرهای پروانه ای کوچک را در اندازه های 4 اینچ الی 24 اینچ می سازند تعمیرات آنها ساده است ولی باید مرتبا گریسکاری شود . بعضی از آنها را در موارد خاصی بوسیله فلکه دستی که به میله گرداننده صفحه وصل می باشد و مکانیزم آن د ر یک جعبه چرخ دنده قرار دارد مجهز می کنند . تا چنانچه اگر گرداننده اصلی که هوا یا هیدرولیک می باشد از کار بیفتد بتوانند با آزاد کردن آن از دنده با اهرم یا فلکه دستی صفحه را درهر حالت که باشد نگهدارند . کاربرد شیرهای پروانه ای در واحدهایی که فشار آنها حین کار کم باشد بعلت حداقل بودن افت فشار بسیار متداول می باشد و اصولا طراحان کارخانجات صنعتی تا آنجایی که ممکن است سعی می کنند که از بوجود آمدن افت فشار در سیستم ها جلوگیری کنند زیرا در غیر این صورت از لحاظ هزینه نصب آنها مقرون به صرفه نمی باشد . ویژگی دیگر این شیرها به حداکثر رساندن سرعت جریان سیال در حداقل زمان و حرکت شیر می باشد مخصوصا درمورد کنترل فشار سیالات در مخازن یا برج های تحت فشار، همچنین این نوع شیرها در حجم زیاد انتقال سیالات مورد استفاده قرار می گیرد . با توجه به سبکی وزن و ارزانی قیمت همکاری جدی بین طراحان شیر پروانه ای و متخصصان در رشته فلز شناسی و رشته های پلاستیک و لاستیک سازی به وجود آمده که جنس صفحه دیسک و نشیمنگاه به صورت های گوناگون سبک و قابل ارتجاع ساخته شود . اهمیت و شهرت شیر پروانه ای به این جهات می باشد : آسانی کاربرد، نداشتن قطعات لغزنده و کشویی ، کاهش افت فشار ، قابلیت کنترل ، ارزانی و سبک بودن ، عدم ترکیب جنس ساخته شده صفحه با فرآورده های عبور کننده اعم از شیمیایی یا پتروشیمی
موارد استفاده از شیرهای پروانه ای عبارتند از :
ایستگاه نیروی حرارتی ، ایستگاه نیروی هیدروالکتریکی ، صنایع به خصوص نفت و گاز ،لوله کشی آب و فاضلاب
12) شیرهای اطمینان safety valves
کمپرسورها و دیگ های بخار ،توربین ها ، ظروف ولوله ها وسایر تاسیسات تحت فشار که محتوای گاز یا مایعات هستند اغلب شرایط کارشان طوری است که با فشار بالا رونده ولی کنترل شده مواجه می باشند . بعضی اوقات ممکن است که دستگا ه های کنترل کننده خراب و وظیفه خود را درست انجام ندهند و باعث بالا رفتن بیش از حد مجاز فشار دستگاه ها گردند د این صورت امکان صدمه دیدن ،ترکیدن و در نتیجه وارد آوردن خسارت جانی و مالی فراوان می باشد . برای جلوگیری از این گونه حوادث علاوه بر دستگاه های کنترل کننده وسیله دیگری بنام شیر ایمنی روی دستگاه ها ی تحت فشار نصب می نمایند . که در صورت بالا رفتن از حد مجاز فشار بطور خودکار باز و با خارج کردن مقداری از محتوای دستگاه فشار آن را تا حد مجاز پایین می آورند .
Safety valves فقط برای گازها ، هوا ، بخار و غیره (به استثنای مایع ) بکار برده می شود این شیرها به طور خودکار از افزایش غیر مجاز فشار بر روی ظروف تحت فشار و سیستم لوله کشی جلوگیری می کنند . همچنین این شیرها دارای گواهینامه بوده که قبل از مصرف باید آنها را حتما چک کرد .
شیر ایمنی بطور خودکار از افزایش فشار فشار گاز قبلا تعیین شده جلوگیری می نماید بعبارت دیگر در مواقع لزوم مقدار لازم گاز ،بخار آب یا هوا را تخلیه می نماید تا فشار دستگاه به اندازه مجاز برسد . دریچه ی اطمینان راباید طوری انتخاب کرد که در صورت بهم خوردن تعادل فشار ظرف (در حدود 10 درصد بیش از فشاری که ظرف باید معمولا نگهدارد و یا در حد بالاترین فشاری که ظرف می تواند تحمل کند ) شیر اطمینان باز شده و مقادیر مایع یا گاز را خارج می کند.
سطح دریچه شیر اطمینان بایستی مساوی و یا بالاتر از سطح دریچه شیر ورودی ظرف و یا مخزن مورد نظر باشد . شیرهای اطمینان طوری انتخاب می گردند که نه فقط در فشار معینی باید باز شوند بلکه ظرفیت آنها طوری است که مقادیر زیادی مایع یا گاز محتوی را ک در اثر حرارت (تبخیر مایعات یا انبساط گازها ) تغییر حالت داده است باید خارج کنند و این شیرها به سه نوع مشخص می شوند :
شیرهایی که روی منابع ظروف و دستگاه های محتوی گاز نصب می شوند و بنام safety valve نامیده می شوند .
شیرهایی که روی منابع و دستگا ه های محتوی مایع نصب می شوند بنام relief valve نامیده می شوند .
شیرهایی که بر روی منابع و دستگاه های محتوی گاز و مایع نصب می شوند و بنام safety relief valve نامیده می شوند .
شیرهای اطمینان بر سه نوع تقسیم می شوند :
1- شیراطمینان با فنر :
این نوع شیرها بهترین محافظ برای ظروف تحت فشار می باشند که روی صفحه دریچه آنها فنر مناسبی تعبیه شده و در بالای فنر مهره ای قرار دارد که بوسیله ی آن فشار روی دریچه فشار مخزن را در حد ایمنی مورد نظر کم و زیاد می کند .
2- شیرهای اطمینان وزنه ای :
این نوع شیرها ،شیرهای هستند که بانیروی وزنه های روی دریچه فشار درون مخزن را در حد مجاز ایمنی مهار می کنند .
3- شیرهای اطمینان با فنر و دیاگرام :
برای کنترل مواد و سیالات در ظروف از این نوع شیرها استفاده می شود زیرا با این شیرها هم فشار و هم سطح مایع در یک ظرف یا مخزن را می توانند کنترل نمایند . باید اطمینان حاصل کرد که ظرفیت گواهی شده شیر اطمینان صحیح باشد برای اینکه ظرفیت شیر را بدست آورند آ ن را با هوا یا بخار اشباع شده و یا گاز طبیعی آزمایش می کنند .
13) شير تخليه
شير تخليه كه بيشتر در ديگ هاي بخار تعبيه مي شوند و در پايين ترين قسمت ديگ نصب مي شوند و در صورت لزوم با استفاده از آن , رسوب و جرم و ديگر ناخالصي هايي كه ته نشين مي شوند , تخليه مي كنند
14) شير سه راهه دستي CROSS GLOBE VALVE
[size=medium][font=Iransans][b]هدف از كاربرد اين نوع شيرها , كنترل كردن درجه حرارت سيال خروجي از شير سه راهه مخلوط كننده است . اين شير همواره دو راه را به هم مرتبط مي كند . اين شير مي تواند در يك مسير اصلي نصب شود و طرف سوم آن به يك انشعاب وصل گردد و توسط آن مي توان ميزان عبور آب به انشعاب را تنظيم كرد . عملكرد شير هاي سه راهه مخلوط كننده و تقسيم كننده با يكديگر تفاوت دارد . در شير هاي سه راهه مخلوط كننده , دو جريان با يكديگر مخلوط مي شوند و يك جريان مشترك را به وجود مي آورند . در حالي
بطور کلی شیرهای صنعتی که بخش مهمی از تجهیزات صنایع نفت و گاز را تشکیل می‌دهند برای مهار کردن جریان و فشار سیالات به کار می‌روند و وظایف اصلی شیرهای صنعتی، قطع و وصل کامل جریان مایعات و گازها، تنظیم عبور مقدار سیال مورد نیاز، جلوگیری از بازگشت مایعات و گازهای عبور کرده، کنترل و ایمن نگه‌داشتن دستگاه‌های تحت فشار می‌باشد لذا با مطرح نمودن توضیحاتی در این زمینه به کاربرد شیرهای صنعتی در صنایع نفت و گاز می‌پردازیم.
انواع مختلف شیرهای صنعتی
شیرهای صنعتی عموما به سه دسته تقسیم می‌شوند:
1. شیرهای دستی که با نیروی انسانی کار می‌کنند (Manual Valves)
2. شیرهای خودکار که با نیروی هوا، مایعات و گازهای کنترل شونده کار می‌کنند (Control Valves)
3. شیرهای خودکار که با نیروی برق کار می‌کنند (Electric Motor Operated Valves)
همچنین (Solenoid Valves) که با توجه به کاربردهای مختلف شیرهای صنعتی، انواع زیاد و متنوعی ساخته شده است که هر کدام زمینه و کاربرد خاص خود را دارا می‌باشد.
جنس شیرها و موارد استفاده آن
1. شیرهای پولیکا که از مواد P.V.C. ساخته شده و بیشتر روی لوله‌های پولیکا نصب می‌شوند. (Poly Vinil Chloride).
2. شیرهای شیشه‌ایی که از جنس شیشه می‌باشند و بیشتر در آزمایشگاه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند.
3. شیرهای برنجی (آلیاژ مس و روی) که برای آب و مواد نفتی با فشار و دمای کم مورد استفاده قرار می‌گیرند.
4. شیرهای برنزی ( آلیاژ مس و قلع) که برای آب و محلول‌های نمک‌دار و مواد نفتی با فشار و دمای نسبتا کم (حدود 300 درجه سانتیگراد و 350 پوند فشار بر اینچ مربع) بکار برده می‌شوند.
5. شیرهای چدنی که برای آب و مواد نفتی با دمای کمتر از 350 درجه سانتیگراد مناسب بوده و بیشتر بصورت مخلوطی شکل ساخته می‌شوند (مانند شیرهای سماور).
6. شیرهای فولادی که با آلیاژهای مختلف ساخته شده و بیشتر برای کنترل انواع مواد نفتی، گازها، بخار و آب با فشار و دمای زیاد بکار برده می‌شوند. مانند کنترل ولوها.طرز انتخاب صحیح شیرهای صنعتی مورد نیاز در صنایع نفت و گاز
با توجه به مشخصات سیال باید شیری را انتخاب کرد که بتواند در مقابل سائیدگی (Erosion) و خورندگی (Corosion) و سایر مشخصات سیال مقاومت کند.
سیال‌ها به انواع مختلف گاز، بخار، مایع تقسیم می‌شوند و درجه دورانی، حجم، غلظت، سرعت، فشار، درجه حرارت و بالاخره سایر مشخصات سیال و همچنین جنس قطعات شیر انتخاب شده می‌تواند مشکلی ایجاد کند.
عواملی که بر انتخاب شیر صنعتی مورد نیاز در نظر گرفته می‌شود شرح داده می‌شود:
چند پارامتر اساسی در خصوص انتخاب شیرهای صنعتی بسیار حائز اهمیت می‌باشد که به شرح زیر به توضیحات بیشتری در این رمینه می‌پردازیم:
1. نقشه لوله کشی
2. نوع کاری که شیر صنعتی باید انجام دهد.
3. حجم شیر صنعتی مربوطه
4. درجه حرارت و فشار
5. مواد سازنده شیرهای صنعتی
6. سیستم به کار اندازی شیر
یکی از مسائلی که در انتخاب شیرهای صنعتی موثر است سیستم محرکه یا (Unite Actuating) می‌باشد و سیستم محرکه ممکن است مکانیکی، هیدرولیکی و یا بوسیله برق یا هوا باشد.
ابتدای‌ترین وسیله محرک بوسیله دست می‌باشد که با کمک دسته یا پیچ بطور مستقیم یا غیر مستقیم روی شیرهای صنعتی عمل می‌کند.
محرک (Actuator) قسمتی از شیر خودکار است که فرمان‌های دریافتی از سیستم محرکه را به انرژی مکانیکی تبدیل می‌کند و موجب باز و بسته شدن شیر می‌شود. فرمان‌های برقی بعلت گرانی دستگاه‌ها زیاد معمول نیستند و از فرمان‌های هیدرولیکی موقعی استفاده می‌شود که یا دسترسی به هوای خشک و فشرده نباشد و یا اینکه درجه حرارت محیط آنقدر پائین باشد که آب موجود در هوا یخ بزند و منجر به مسدود شدن مسیرهای موین هوا گردد، ولی بطور کلی فرمان‌های هوایی بیشتر از دو نوع دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرند زیرا با دستگاه خشک‌کننده هوا ” Air dryer” می‌توان هوا را به حد کافی خشک کرد که آب موجود در هوا یخ نزند. محرک‌ها انواع مختلفی دارند که معروفترین آنها عبارتند از:
1. محرک دیافراگمی ” Diaphragm Actuator “
2. محرک پیستونی “Piston Actuator “
3. محرک دستی ” Manual Actuator “
در خصوص انواع محرک‌ها بطور جامع در مراحل آتی توضیحات بیشتری ارائه خواهد گردید.
دستگاه محرکه شیرهای خودکار
دستگاه‌های محرکه برای شیر خودکار ” Operation Automation” و شیرهای فرمان از راه دور ” Remote Operation – Automatic ” چه در مورد شیرهای بزرگ یا شیرهای کوچک که قطر ورودی شیر در حدود 4/1 اینچ می‌باشد) ساخته شده است و این دستگاه‌ها توسط متخصصین کار آزموده همراه شیر نصب می‌گردد سیستم محرکه شیر بطور کلی باعث حرکت خطی یا دورانی (بطور ساده یا مرکب) می‌شود که می‌توان این حرکات را به کمک وسایل مکانیکی به یکدیگر تبدیل کرد.
انواع مختلف دستگاه محرکه (اعم از ساده یا پیچیده) با کمک نیروی هوای فشرده یا آب یا الکتریسیته با استفاده از دو نیروی مختلف با در کنترل، سیستم محرکه شیر بکار می‌رود.
هوای فشرده با کمک دیافراگم و فنر یا با استفاده از پیستون به شرح زیر برای حرکت ساده به کار می‌رود.
1. در مورد استفاده از دیافراگم و فنر: شیر دیافراگمی مجهز به یک دیافراگم می‌باشد که از جنس لاستیک و در داخل بدنه قرار دارد هوای فشرده روی دیافراگم فشار آورده و متعاقبا باعث فشرده شدن فنر و حرکت ساقه می‌شود. با تعویض فنر می‌توان با همان شرایط قبلی فشار و حرکت جدیدی روی ساقه بدست آورد.
2- در مورد استفاده از پیستون: طرز کار دستگاه بدین ترتیب است که فشار هوا در هر طرف روی پیستونی که در سیلندر حرکت می‌کند وارد شده که متعاقبا باعث حرکت ساقه می‌شود با نصب دستگاهی به نام ” پاسیونر” می‌توان راندمان دستگاه را بالا برد محرک‌های هیدرولیکی بواسطه قدرت زیادی که دارند می‌توانند در مورد ساقه‌هایی که وزن سنگینی دارند مورد استفاده قرار گیرند.
محرک‌های برقی برای کنترل دستگاه از راه دور بکار می‌روند. در این مورد شیرهای صنعتی با محرک دستی نیز مجهز است که در صورت نبودن برق، مورد استفاده قرار می‌گیرند.
الف – ارائه خدمات به دكل هاي حفاري :
در طول حفاري يك چاه جديد گروه عملياتي سرچاهي در سه الي چهار مرحله به درخواست كارفرما در محل حاضر شده و ارائه خدمات مي نمايد كه شامل
[list=1]در طول حفاري يك چاه جديد گروه عملياتي سرچاهي در سه الي چهار مرحله به درخواست كارفرما در محل حاضر شده و ارائه خدمات مي نمايد كه شامل
عمليات جداره گذاري و نصب ماسوره مبنا ” 20 ( براي بعضي از كارخانه هاي سازنده )عمليات جداره گذاري 8/3 13 و نصب ماسوره سر لوله جداريعمليات جداره گذاري 8/5 9 و نصب ماسوره سرلوله مغزيعمليات تكميل چاه[/list]
در كليه خدمات سرچاهي كارشناس مربوطه وسايل و تجهيزات موجود را ابتدا بررسي و انطباق آنها را با استانداردهاي مورد تائيد شركت ملي نفت ايران , مورد بررسي قرار داده و موارد عدم انطباق را به نماينده كارفرما گزارش مي نمايد .
در عمليات هاي جداره گذاري نصب نگهدارنده لوله هاي جداري و آزمايش فشارآن بريدن لوله جداري به ارتفاع مناسب سپس نصب ماسوره بعدي و Pack كردن آكند ها( P Seal ) و آزمايش فشار آنها مهمترين و ظيفه گروه خدمات سرچاهي مي باشد.ب- ارائه خدمات به دكل هاي تعميراتي
در طول تعمير يك چاه توسط دكل تعميراتي گروه خدمات سرچاهي در دو الي سه مرحله به درخواست كارفرما به ارائه خدمات به شرح ذيل مي پردازد .
در طول تعمير يك چاه توسط دكل تعميراتي گروه خدمات سرچاهي در دو الي سه مرحله به درخواست كارفرما به ارائه خدمات به شرح ذيل مي پردازد .
1. هنگام شروع به كار دكل تعميراتي گروه در محل حاضر شده و اقدامات و بررسي هاي لازم را با رعايت كليه نكات ايمني و فني انجام مي دهد .
2. در صورتي كه تعويض ماسوره در برنامه تعمير چاه موجود باشد عمليات تعويض ماسوره سرلوله مغزي يا جداري يا هر دو انجام مي گيرد .
3. عمليات تكميل تاج چاهدر عمليات تكميل تاج چاه قرار دادن آويزه لوله هاي مغزي (Tubing Hanger) درون سر لوله مغزي( Tubing Head Spool) و همچنين نصب مسدود كننده درون آن و پس از برداشتن شيرهاي فور انگير نصب شير آلات تاج چاه و آزمايش فشار آانها و نهايتاً خارج كردن مسدود كننده از اهم مسؤليت هاي گروه خدمات سرچاهي مي باشد.
ج- ارائه خدمات به چاههاي بهره برداري :
در مواردي كه چاههاي در حال بهره برداري نياز تعمير در هر قسمتي از تجهيزات سرچاهي شامل ماسوره ها و شيرهاي جانبي و شيرهاي كنترل كننده چاه و غيره داشته باشد در محل چاه حاضر شده و با رعايت نكات ايمني وقتي اقدام به رفع اشكال مي نمايد .
د- تعمير وسايل و تجهيزات سرچاهي
در صورتي كه وسايل و تجهيزات سرچاهي نياز به تعمير اساسي داشته باشند اين كار در محل كارگاه آزمايش انجام مي گيرد بدين ترتيب كه قطعات معيوب تعميرويا تعويض و سپس از آزمايش فشار مي شوند.
شيرها ( (VALVEدر صنعت نفت
شيرها وسائلي هستند كه در صنايع نفت و گاز، لوله كشي آب و ساير موارد مشابه، به منظور كنترل، شروع يا توقف حركت سيالات يعني مايعات و گازها در لوله ها، مخازن، برجهاي تفكيك، تلمبه و كمپرسور بكار مي روند.
كاربرد كلي شيرها
1-شير دروازه اي (كاملاً باز يا بسته) GATE VALVE (ON AND OFF FLOW)
2- شير توپي (كاملاً باز يا بسته) BELL VALVE (ON AND OFF FLOW)
3-شير پلاك دار (كاملاً باز يا بسته) PLUG VALVE (ON AND OFF FLOW)
4-شير سوزني (نيم باز يا كند كننده جريان) NEEDLE VALVE (THROTTLING FLOW)
5-شير كروي (نيم باز يا كند كننده جريان) GLOBE VALVE (THROTTLING FLOW)
6-شير پروانه‌اي (نيم باز يا كندكننده جريان) BUTTERFLY VALVE (THROTTLING FLOW) 7-شير يكطرفه (جلوگيري از برگشت جريان) CHECK VALVE (PREVENT BACK FLOW)
8-شير ايمني SAFETY OR RELIEF VALVE
تشريح وسايل تاج چاهشيرها وسائلي هستند كه در صنايع نفت و گاز، لوله كشي آب و ساير موارد مشابه، به منظور كنترل، شروع يا توقف حركت سيالات يعني مايعات و گازها در لوله ها، مخازن، برجهاي تفكيك، تلمبه و كمپرسور بكار مي روند.
كاربرد كلي شيرها
1-شير دروازه اي (كاملاً باز يا بسته) GATE VALVE (ON AND OFF FLOW)
2- شير توپي (كاملاً باز يا بسته) BELL VALVE (ON AND OFF FLOW)
3-شير پلاك دار (كاملاً باز يا بسته) PLUG VALVE (ON AND OFF FLOW)
4-شير سوزني (نيم باز يا كند كننده جريان) NEEDLE VALVE (THROTTLING FLOW)
5-شير كروي (نيم باز يا كند كننده جريان) GLOBE VALVE (THROTTLING FLOW)
6-شير پروانه‌اي (نيم باز يا كندكننده جريان) BUTTERFLY VALVE (THROTTLING FLOW) 7-شير يكطرفه (جلوگيري از برگشت جريان) CHECK VALVE (PREVENT BACK FLOW)
8-شير ايمني SAFETY OR RELIEF VALVE
شيرهاي جانبي: براي اطلاع از فشارهاي احتمالي پشت لوله هاي جداري چاه و تخليه آن از اين شيرها استفاده مي شود.
شيرهاي اصلي
الف- شير اصلي تحتاني BOTTOM MAIN VALVE
ب-شير اصلي فوقاني TOP MAIN VALVE
شير ايمني سطحي
در هنگام عمليات بهره برداري معمولاً با دو مشكل روبرو هستيم، فشار زياد و فشار كم مخزن كه ممكن است در سيستم بوجود آيد. لذا در اين رابطه بر روي تشكيلات سرچاهي اين شير را نصب مي كنند تا در موقع بروز هر كدام از اين اشكالات شير بطور اتوماتيك عمل نموده و جريان را قطع مي نمايد. مدلهاي متداول شير ايمني مورد استفاده در صنعت نفت ساخت كارخانه OTIS مي باشند كه در نوعهايUX-TYPE) و (X-TYPE مورد استفاده قرار مي گيرد.
ساختمان و تعميرات شيرها
شيرها از مهمترين وسائلي هستندكه در صنعت نفت بكار مي روند. اين شيرها براي كنترل تنظيم شروع توقف حركت سيالات (مايع و گاز) در لوله ها، مخازن تلمبه وكمپرسورها مورد استفاده قرار مي گيرند.
شيرها در اندازه ها و انواع مختلفي ساخته شده اند، هر يك از اين شيرها براي انجام دادن كار خاصي طراحي و ساخته شده اند، اكثريت شيرها در كارخانه هاي گاز و گاز مايع از فولاد يا استيل ساخته شده اند. مواد ديگري نيز در ساختمان اين شيرها بكار مي روند، بعضي از اين مواد عبارتند از: فولاد زنگ نزن يا (STAINLESS STEEL) چدني (COST-IRON) برنجي (BRASS) و پلاستيك (PLASTIC).
سه طرح اصلي در ساختمان شير عبارتند از:
1- شكل بدنه (BODY)
2- دروازه يا وسيله اي كه اجازه عبور جريان را ميدهد، معمولاً از روي شكل همين قسمت شير نامگذاري مي شود مانند (PLUG, GATE)
3- ساقه يا (BONNET) كه شامل ميله (STEM) و وسائل عمل‌كننده و آب بندي است.
انواع شيرها (TYPES OF VALVES)
1-شير دروازه اي:
فقط براي قطع و وصل كردن جريان بكار مي رود، داراي صفحه محكمي است كه با بالارفتن و پائين آمدن آن اجازه مي دهد جريان گاز يا مايع قطع و وصل شود.
2-شير توپي (BALL VALVES):
مانند شير دروازه اي فقط براي باز و بسته كردن جريان بكار مي رود. همانطور كه از نامش پيداست از يك جسم توپي تشكيل شده كه در محوطه داخلي بدنه بوسيله اتصالاتي بحركت در مي آيد كه با اين حركت اجازه عبور جريان يا قطع آنرا مي دهد.
3-شير پلاك دار (PLUG VALVE):
اين شير نيز فقط براي باز و بسته كردن بكار مي آيد و همانطور كه از اسمش پيداست از يك جسم بيضي شكل تشكيل شده كه در بعضي موارد درون محفظه بدور خود مي چرخد و در بعضي مواقع بالا و پايين رفته و بدين وسيله اجازه عبور و يا قطع جريان سيال را مي دهد.
4-شير پروانه اي (BUTTERFLY VALVE) :
داراي صفحه‌اي گرد و پهن است كه محوري از قطر آن مي گذرد. صفحه متصل به ميله در جهت چرخش تا 90 درجه مي تواند بچرخد كه اين چرخش باعث باز و بسته شدن يا تنظيم جريان مي شود. ناگفته نماند كه شيرهاي پلاك دار و توپي نيز داراي چرخش 90 درجه هستند.
ميله ها (محورها) و آب بند شير
هر يك از شيرهاي ذكر شده فوق احتياج به يك محور دارند كه اين محور به قسمت متحرك منتقل شده است بنابراين ميله (STEM) مي تواند بالا و پايين برود يا بچرخد. براي جلوگيري از نشت سيال از اطراف ميله به بيرون به موادي احتياج است كه به آنها آب بند مي گويند. اين مواد مي تواند يكي از چند نمونه موادي باشد كه براي آب بند بكار مي روند مانند:
نسوز (ASBESTOS) زغالي (GRAPHITE) پلاستيك (PLASTIC) كه معمولاً از نوع تفلون است.
5-شير ايمني (SOFETY OR RELIEF VALVE) :
اين شير معمولاً از نوع پيستوني است كه در اثر فشار معيني كه از طرف گاز موجود در يك مخزن وارد مي شود، باز و مازاد فشار را به خارج هدايت مي كند. معمولاً‌هر وسيله يا مخزني براي فشار معيني طرح و در مقابل آن مي تواند مقاومت كند،از اين رو براي جلوگيري از تركيدن و يا خرد شدن وسائل وجود شيرهاي ايمني لازم و ضروري است.
روغنكاري محور شير (VALVE STEM LUBRICATION)
در پشت آب بندها براي اطمينان بيشتر در جلوگيري از نشت گاز يا مايع، روغنها و يا گريس هاي مخصوصي استفاده مي شود كه در درجه حرارتهاي خيلي بالا و خيلي پايين مقاوم مي باشند. اين مواد روغني همچنين به آسان چرخيدن شير نيز كمك كرده و يكي از مهمترين وظايف مسئولين يا اپراتورها مواظبت كردن از شيرها مي باشد.
شيرها وسائلي هستند كه در صنايع نفت و گاز، لوله كشي آب و ساير موارد مشابه، به منظور كنترل، شروع يا توقف حركت سيالات يعني مايعات و گازها در لوله ها، مخازن، برجهاي تفكيك، تلمبه و كمپرسور بكار مي روند.
كاربرد كلي شيرها
1-شير دروازه اي (كاملاً باز يا بسته) GATE VALVE (ON AND OFF FLOW)
2- شير توپي (كاملاً باز يا بسته) BELL VALVE (ON AND OFF FLOW)
3-شير پلاك دار (كاملاً باز يا بسته) PLUG VALVE (ON AND OFF FLOW)
4-شير سوزني (نيم باز يا كند كننده جريان) NEEDLE VALVE (THROTTLING FLOW)
5-شير كروي (نيم باز يا كند كننده جريان) GLOBE VALVE (THROTTLING FLOW)
6-شير پروانه‌اي (نيم باز يا كندكننده جريان) BUTTERFLY VALVE (THROTTLING FLOW) 7-شير يكطرفه (جلوگيري از برگشت جريان) CHECK VALVE (PREVENT BACK FLOW)
8-شير ايمني SAFETY OR RELIEF VALVE
تشريح وسايل تاج چاه
شيرهاي جانبي: براي اطلاع از فشارهاي احتمالي پشت لوله هاي جداري چاه و تخليه آن از اين شيرها استفاده مي شود.
شيرهاي اصلي
الف- شير اصلي تحتاني BOTTOM MAIN VALVE
ب-شير اصلي فوقاني TOP MAIN VALVE
شير ايمني سطحي
در هنگام عمليات بهره برداري معمولاً با دو مشكل روبرو هستيم، فشار زياد و فشار كم مخزن كه ممكن است در سيستم بوجود آيد. لذا در اين رابطه بر روي تشكيلات سرچاهي اين شير را نصب مي كنند تا در موقع بروز هر كدام از اين اشكالات شير بطور اتوماتيك عمل نموده و جريان را قطع مي نمايد. مدلهاي متداول شير ايمني مورد استفاده در صنعت نفت ساخت كارخانه OTIS مي باشند كه در نوعهايUX-TYPE) و (X-TYPE مورد استفاده قرار مي گيرد.
ساختمان و تعميرات شيرها
شيرها از مهمترين وسائلي هستندكه در صنعت نفت بكار مي روند. اين شيرها براي كنترل تنظيم شروع توقف حركت سيالات (مايع و گاز) در لوله ها، مخازن تلمبه وكمپرسورها مورد استفاده قرار مي گيرند.
شيرها در اندازه ها و انواع مختلفي ساخته شده اند، هر يك از اين شيرها براي انجام دادن كار خاصي طراحي و ساخته شده اند، اكثريت شيرها در كارخانه هاي گاز و گاز مايع از فولاد يا استيل ساخته شده اند. مواد ديگري نيز در ساختمان اين شيرها بكار مي روند، بعضي از اين مواد عبارتند از: فولاد زنگ نزن يا (STAINLESS STEEL) چدني (COST-IRON) برنجي (BRASS) و پلاستيك (PLASTIC).
سه طرح اصلي در ساختمان شير عبارتند از:
1- شكل بدنه (BODY)
2- دروازه يا وسيله اي كه اجازه عبور جريان را ميدهد، معمولاً از روي شكل همين قسمت شير نامگذاري مي شود مانند (PLUG, GATE)
3- ساقه يا (BONNET) كه شامل ميله (STEM) و وسائل عمل‌كننده و آب بندي است.
انواع شيرها (TYPES OF VALVES)
1-شير دروازه اي:
فقط براي قطع و وصل كردن جريان بكار مي رود، داراي صفحه محكمي است كه با بالارفتن و پائين آمدن آن اجازه مي دهد جريان گاز يا مايع قطع و وصل شود.
2-شير توپي (BALL VALVES):
مانند شير دروازه اي فقط براي باز و بسته كردن جريان بكار مي رود. همانطور كه از نامش پيداست از يك جسم توپي تشكيل شده كه در محوطه داخلي بدنه بوسيله اتصالاتي بحركت در مي آيد كه با اين حركت اجازه عبور جريان يا قطع آنرا مي دهد.
3-شير پلاك دار (PLUG VALVE):
اين شير نيز فقط براي باز و بسته كردن بكار مي آيد و همانطور كه از اسمش پيداست از يك جسم بيضي شكل تشكيل شده كه در بعضي موارد درون محفظه بدور خود مي چرخد و در بعضي مواقع بالا و پايين رفته و بدين وسيله اجازه عبور و يا قطع جريان سيال را مي دهد.
4-شير پروانه اي (BUTTERFLY VALVE) :
داراي صفحه‌اي گرد و پهن است كه محوري از قطر آن مي گذرد. صفحه متصل به ميله در جهت چرخش تا 90 درجه مي تواند بچرخد كه اين چرخش باعث باز و بسته شدن يا تنظيم جريان مي شود. ناگفته نماند كه شيرهاي پلاك دار و توپي نيز داراي چرخش 90 درجه هستند.
ميله ها (محورها) و آب بند شير
هر يك از شيرهاي ذكر شده فوق احتياج به يك محور دارند كه اين محور به قسمت متحرك منتقل شده است بنابراين ميله (STEM) مي تواند بالا و پايين برود يا بچرخد. براي جلوگيري از نشت سيال از اطراف ميله به بيرون به موادي احتياج است كه به آنها آب بند مي گويند. اين مواد مي تواند يكي از چند نمونه موادي باشد كه براي آب بند بكار مي روند مانند:
نسوز (ASBESTOS) زغالي (GRAPHITE) پلاستيك (PLASTIC) كه معمولاً از نوع تفلون است.
5-شير ايمني (SOFETY OR RELIEF VALVE) :
اين شير معمولاً از نوع پيستوني است كه در اثر فشار معيني كه از طرف گاز موجود در يك مخزن وارد مي شود، باز و مازاد فشار را به خارج هدايت مي كند. معمولاً‌هر وسيله يا مخزني براي فشار معيني طرح و در مقابل آن مي تواند مقاومت كند،از اين رو براي جلوگيري از تركيدن و يا خرد شدن وسائل وجود شيرهاي ايمني لازم و ضروري است.
روغنكاري محور شير (VALVE STEM LUBRICATION)
در پشت آب بندها براي اطمينان بيشتر در جلوگيري از نشت گاز يا مايع، روغنها و يا گريس هاي مخصوصي استفاده مي شود كه در درجه حرارتهاي خيلي بالا و خيلي پايين مقاوم مي باشند. اين مواد روغني همچنين به آسان چرخيدن شير نيز كمك كرده و يكي از مهمترين وظايف مسئولين يا اپراتورها مواظبت كردن از شيرها مي باشد.
شیرهای صنعتی valve
شیر وسیله ای است که برای مهار کردن جریان و فشار سیالات به کار می رود وظایف اصلی شیرهای صنعتی عبارتند از :
1) قطع و وصل کامل جریان
2) جلوگیری از بازگشت مایعات و گازهای عبور کرده
3) تنظیم عبور مقدار مورد نیاز مایعات و گازها
4) تنظیم و کنترل مقدار و فشار مایعات و گازها
5) کنترل و ایمن نگه داشتن دستگاه های تحت فشار
و اصولا شیرها در مواردی به کار می روند که برای جریان سیال (اعم از مایع و گاز ) اختلاف فشار وجود داشته باشد .
تاریخچه
اولین شیرهایی که به‌وسیله انسان اختراع شد، همان چیزی است که اکنون به عنوان (دریچه) آب‌بند میشناسیم. دریچه‌ای که با گذاشتن یا برداشتن آن در مسیر آب، جریان را بسته، باز یا نیمه باز می گذاشتند. شیرهای دروازه‌ای امروزی در واقع همان آب بند های قدیمی هستند.
جنس و مواد
بنا به کاربرد، مصالحی که در ساخت شیر بکار برده می‌شود، مختلف است. در کارهای ساختمانی شیرهای چدنی، برنزی، برنجی و گاهی استیل (SS) استفاده می‌شود. در کارهای صنعتی مانند، نیروگاهها، کارخانه‌های پتروشیمی، پالایشگاهها، کشتی سازی و صنایع دارویی / غذایی، بسته به نوع سیالی که از شیر عبور می‌کند ویا محیطی که شیر در آن قرار دارد، بدنه و دیگر اجزای آنرا از فولاد کربنی، فولاد آلیاژی، فولاد زنگ نزن(Stainless Steel) میسازند.
شیرها یا به‌وسیله دست یا عملگر خودکار (Actuator) باز و بست می‌شوند.
نکات مهم در طراحی و ساخت شیرها عبارتند از:
1- نیروی راه انداز وتجهیزات خاص راه اندازی
2- ارتعاش شیر
3- کاویتاسیون
4- تاثیر در جریان
5- میزان تحمل فشار
6- آب بندی وموادمصرفی درآب بندها
7- سهولت تعمیرو نگهداری ونصب وتنظیم آنها
8- حوضچه های آرامش
انواع مختلف شیرها
1) شیرهای دستی که با نیروی انسان کار می کنند manual valves
2) شیرهای خودکار که با نیروی هوا ، مایعات و گازهای کنترل شونده کار می کنند control valves
3) شیرهای خودکار که با نیروی برق کار می کنند . electric motor operated valves
شیرهایی که در این قسمت بررسی می شود عبارتند از:
1)شیرهای سوزنی needle valves
2)شیرهای سماوری plug or clock valves
3)شیرهای کروی globe valves
4)شير زاويه اي ANGLE VALVE
5)شير توپي BALL VALVE
6)شیرهای کشویی gate valves
7)شیرهای دیافراگمی diaphragm valves
8)شير برگشت معكوس فاضلابي BAKE WATER VALVE
9)شير فشار شكPRESSURE REDUCING VALVE
10)شیرهای یکطرفه non return or check valves
11)شیرهای پروانه ای butterfly valves
12)شیرهای اطمینان safety valves
13)شير تخليه
14)شير سه راهه دستي CROSS GLOBE VALVE
15)شير زانويي ANGLE VALVE
16)شير شلنگي HOSE VALVE
17)شير آب نما WATER GAUGE VALVE
18)شير هاي خاص SPECIAL PURPOSE VALVES
19)شیرهای خودکار control valves
20) شيرهاي متعادل كننده BALANCING VALVES
21 ) شير هاي تخليه كننده فشارPRESSURE RELIEF VALVES
که در زیر به تفصیل آنها را توضیح می دهیم:
1) شیرهای سوزنی needle valves
شیر سوزنی که اسم خود را از شکل دیسک و نشیمنگاه خود گرفته از لحاظ ساختمان و طرز کار جزو خانواده شیرهای کروی می باشد با این شیرها می توان کنترل دقیق جریان سیال را به خصوص در لوله های باریک و ظریف برقرار کرد. ساختمان این شیر طوری است که جریان به یک حفره کوچک هدایت می شود و پس از چرخش °90 به نوک یک مخروط هدایت می شود و همانگونه که از شکل پیداست جریان از بین این حفره و یک قطعه سوزنی شکل به خروجی راه می یابد ..دیسک این نوع شیر از میله مخروطی شکل نازکی تشکیل شده که از داخل سوراخ مدور صفحه عبور می کند و جریان حرکت سیال را محدود می سازد .ساختمان این شیرها بیشتر در کاربراتورها به کار می رود .
این نوع شیر از لحاظ ساختمان بسیار ظریف و تقریبا کوچک می باشد و بعلت داشتن مکانیسم مورد اعتماد در عملیات حساس و دقیق به کار گرفته می شود . در آزمایشگاه های نفت یا پتروشیمی و وسائل ابزار دقیق کاربرد آن بسیار می باشد . قطر شیرهای سوزنی معمولا از 2 اینچ تجاوز نمی کند و شیر سوزنی را بیشتر در محل هایی به کار می برند که محدودیت لازم باشد و منظور از محدودیت یعنی تاخیر زمانی و تغییر آرام فشار است .
2) شیرهای سماوری plug or clock valves
اين شيرها براي جريان هاي كم مي باشد و سه راهه ساخته مي شوند : شير هاي پيسوار از اين نوع هستند . اين نوع شيرها تشكيل شده از ميله اي كه در ميان آن حفره اي براي عبور جريان آب به وجود آورده شده است و در ميان يك محفظه اي كه در سطح داخلي آن ماشين كاري و پرداخت شده , قرار گرفته است . اين نوع شيرها نيز مانند شير دروازه اي مقاومت بسيار كمي در مقابل جريان آب به وجود مي آورند . براي باز و بسته كردن شير سماوري فقط كافي است دسته آن را به اندازه 90 درجه بگردانيم . .معمولا اين شيرها به عنوان وسيله كنترل دو حالته (قطع/ وصل) استفاده مي شوند . زيرا (1) نسبتا ارزان هستند , (2) وقتي تنظيم شوند در همان وضعيت باقي مي مانند , و (3) كاركنان مي توانند وضعيت باز يا بسته بودن آن را به وضوح مشاهده كنند . اگر مساحت سطح روزنه شيرORIFICE) برابر با مساحت سطح مقطع لوله باشد , از بازده شير به عنوان يك وسيله كنترل كننده جريان , كاسته خواهد شد .
3) شیرهای کروی globe valves
این شیر اسم کروی را از روی شکل ظاهری بدنه خود که کروی شکل است گرفته و ساختمان داخلی آن طوری است که مایع از نقطه ورود به شیر تا خروج از آن 180 درجه تغییر جهت می دهد . ساختمان دریچه و نشیمنگاه آن طوری است که به مجرد برقرار شدن جریان تماس آنها با هم قطع می شود .همچنین باز نبودن کامل شیر کروی موجب فرسودگی ان نمی شود . ولذا از آن می توان برای تنظیم و کنترل جریان استفاده کرد. متناسب بودن تعداد دور دسته شیر با حجم مجرای خروجی مایع کار تنظیم مقدار جریان را با دست آسان می سازد .
ازمشخصات شیرهای کروی می توان به موارد زیر اشاره کرد :
جهت جریان سیال بر خلاف شیر کشویی تغییر می کند .
تغییر جهت جریان سیال ایجاد تلاطم می نماید .
تلاطم افت فشار را افزایش می دهد .
در شیر کروی افت فشار بیشتر از شیر کشویی می باشد .
در شیر کروی به محض قطع اتصال صفحه انتهایی ساقه و نشیمنگاه سیال کاملا جریان می یابد
در شیر کروی فرسودگی به علت اصطکاک خیلی کمتر از شیر کشویی می باشد .
یکی از انواع شیرهای کروی شیر کروی زاویه ای می باشد که در آن تغییر جهت سیال کمتر از شیر کروی معمولی می باشد و تلاطم سیال در شیر کروی زاویه ای کمتر از شیر کروی معمولی است .
در آخر در مورد شیرهای کروی باید گفت که این نوع شیر برای کنترل سیال طراحی شده است و بعلت تغییر ناگهانی مسیر سیال ، باز کردن و بستن شیر ، خیلی سریعتر انجام می شود . درضمن باید گفت که مواد مختلف که در ساخت آنها به کار می رود در دسترس می باشد . و تعمیرات آنها از شیر کشویی کمتر و سهلتر می باشد به طوری که تعمیر آنها بدون خارج کردن آنها از مسیر لوله کشی امکان پذیر می باشد و جنس شیر اغلب از نیکل یا فولاد زنگ نزن می باشد.
4) شير زاويه اي ANGLE VALVE
اين نوع شير همان شير كروي است , با اين تفاوت كه يك زاويه 90 درجه بين ورودي و خروجي آن وجود دارد0 اين نوع شير نسبت به شير كروي افت فشار كمتري ايجاد مي كند و نيز به علت شكل مخصوص آن , در مصرف اتصالات لوله كشي و همين طور وقت مورد نياز براي نصب صرفه جويي مي كند .
5) شير توپي BALL VALVE
اين نوع شيرها ضربه اي نيز ناميده مي شوند . جريان آب در اين نوع شيرها از ميان سوراخ يك ساچمه كروي كه در جايگاه كروي كاملا صيقلي شده اي قرار دارد , عبور مي كند . براي باز و بسته كردن اين نوع شيرها نيز مانند شير هاي سماوري فقط گردش 90 درجه اي دسته آن كافي است . اين شيرها نيز مقاومت كمي در برابر جريان آب ايجاد مي كنند . از اين نوع شيرها در لوله كشي آب گرم و سرد و همچنين لوله كشي گاز فشار ضعيف مي توان استفاده كرد .
6) شیرهای کشویی gate valves
این شیرها بیشتر در محل هایی به کار می رود که بخواهند جریان سیال را به طور کامل بسته یا باز نمایند . از خواص این شیرها کم بودن افت فشار در طول آن می باشد به همین دلیل در سر راه لوله های طویل از این شیرها به کار می رود . هنگامی که کشو یا بند آور (gate) کاملا به بالا هدایت شده و از مسیر جریان سیال خارج گردیده و در نتیجه هیچ مقاومتی در مقابل عبور جریان ندارد ولی اگر کشو به پایین ترین محل خود هدایت شده باشد در نتیجه سیال بعلت تغییر مسیر و تصادم با کشو ایجاد تلاطم و افت فشار می نماید . در لوله کشی ها اغلب لوله و شیر به هم پیوسته اند (بوسیله جوشکاری یا بوسیله پیچ ) ولی به طور کلی اتصال شیر و لوله بوسیله فلنچ و پیچ و مهره انجام گردیده و برای جلوگیری از نشتی بین لوله فلنج شیر لائی آب بندی یا gasket گذارده می شود .
ساختمان ساقه (stem)
ساقه میله بلند و باریکی است که از یک طرف به فلکه دست (hand wheel) و ازطرف دیگر به کشویی (gate) متصل می باشد .
ساقه متصل به کشوی شیر از جعبه ای به نام (stuffing box) عبور می کند .
دو نوع gate valve وجود دارد:
1) نوع اول كه به نام موازي معروف است بر اساس استفاده از يك ديسك تخت دروازه اي كه در بين دو نشيمنگاه موازي قرار گرفته تشكيل گرديده است.(جريان بالادست وجريان پائين دست) اين ولوها همچنين داراي يك لبه تيزي در قسمت پائين خود مي باشند كه اين لبه تيز براي برش واز بين بردن ذرات جامد ورودي به ولو مي باشد.
مزيت مهم اين قبيل ولوها اينستكه اين ولوها علاوه بر بكار رفتن براي valve seat هاي نامتقارن ، مي توانند براي valve seat هاي زاويه اي نيز بكار روند.
2) نوع ديگر ازgate valve ها بنام gate valve هاي با gate گوه اي شكل مي باشند.
دراين نوع از ولوها از دو seat مورب ويك gate مورب استفاده مي گردد.(به منظور امكان بسته شدن در حالت shut off)
همان طور که می دانیم ساقه کشو را بالا و پایین می برد و بدین ترتیب مقدار باز و بسته کردن شیر را کنترل می کند . فراموش نکنیم که در شیر کشویی جهت حرکت سیال کاملا مستقیم بوده و در صورتی که شیر کاملا باز باشد کشو از مسیر جریان خارج شده و افت فاشر به حداقل می رسد همچنین تلاطم جریان بسیار کم است .
7) شیرهای دیافراگمی diaphragm valves
شیر پرده ای یا دیافراگمی ساختمان ساده و جالبی دارد . این نوع شیر از سه قسمت مهم تشکیل شده است بدنه (body) ، دیافراگم (diaphragm) ، و سرپوش (bonnet)
دیافراگم از پرده لاستیکی تقویت شده یا جنس قابل ارتجاع دیگر ساخته شده که با حرکت دسته شیر پرده قابل ارتجاع بالا و پایین شده و مجرای عبور سیال را کم و زیاد و در نتیجه مقدار سیال را کنترل می نماید .دیافراگم محتوای شیر را از مکانیسم باز و بستن آن جدا می کند لذا احتیاج به وسائل آب بندی ندارد .در صورتی که مواد از اطراف شیر بیرون بریزد نشان سوراخ بودن پرده می باشد که باید تعویض شود از این نوع شیر برای کنترل مواد خورنده مثل اسیدها استفاده می گردد.
باید توجه داشت که بکار بردن شیر دیافراگمی برای مواقعی که درجه حرارت زیاد باشد بی فایده خواهد بود زیرا در درجه حرارت زیاد دیافراگم ذوب می شود . می توان دیافراگم را از مواد پلاستیکی مقاوم در برابر حرارت ساخت ولی مقرون به صرفه نمی باشد . این نوع شیرها دارای خاصیت خوب بستن می باشند به طوری که در حالت بسته شدن به هیچ وجه سیال از آن عبور نمی کند از این نوع شیر در فشار ها ودرجه حرارت پایین استفاده می شود .
ولوهاي ديافراگمي بر اساس شكل بدنه به دو گروه زير تقسيم بندي مي شوند:
1) نوع با برامدگي داخل بدنه(weir type)
در اين نوع يك قسمت برامدگي در داخل بدنه بصورت ريخته گري تعبيه مي گرددو درهنگام بسته شدن ولو ، ديافراگم بر روي اين برامدگي مي نشيند و عبور جريان را محدود مي كند.
2) نوع بدون برامدگي داخل بدنه (straight-through type )
در اين نوع ولوها ، ديافراگم بصورت يك شكل گوه اي در مي آيد
از ولوهاي ديافراگمي مي توان در كنترل نمودن جريان نيز استفاده نمود.نوع( weirداراي برامدگي سد كننده در وسط) براي كنترل جريان گزينه مناسبي بوده ولي عيب آن محدود بودن منطقه عبور سيال مي باشد.
از ولوهاي ديافراگمي همچنين براي كنترل جريانهاي كوچك وهنگامي كه سيال داراي خاصيت خورندگي بوده وسيالات راديواكتيو، مي توان استفاده نمود.
عمر مفيد ديافراگم بستگي به نوع ماده اي كه از داخل ولو مي گذرد وهمچنين دما، فشار و تعداد دفعات استفاده از ولو بستگي دارد.
در بعضي از انواع مواد تشكيل دهنده ديافراگمهاكه از نوع الاستومري مي باشند ، اين ديافراگمها مقاومت بسيار خوبي در دماهاي بسيار بالا دارند.هرچند كه بايد توجه داشت خواص مكانيكي مواد الاستومري در دماهاي بالا پائين خواهد آمد وامكان از بين رفتن آن نيز در فشار هاي بالا وجود دارد.
بيشتر مواد الاستومري در دماي پائين تر از 150 F بهترين عملكرد را دارا مي باشند.
از موارد ديگر مزاياي اين ولوها ايزوله كردن قسمتهاي مختلف ولو در مقابل سيال عبوري مي باشد.بگونه اي كه ديافراگم خود باعث ايزوله كردن قسمتهاي مختلف ولو در مقابل سيال عبوري مي گردد.با توجه به اين خاصيت اين ولوها براي سيالات خورنده و همچنين سيالاتي كه داراي مواد جامد معلق مي باشند مناسب خواهند بود..باتوجه به اينكه مجموعه درپوش ولو در معرض تماس با سيال عبوري قرار نمي گيرد لذا در تهيه متريال آن مي توان از مواد ارزانتري استفاده نمود.با توجه به پيشرفتي كه در طراحي ديافراگم ومواد آن صورت پذيرفته ، امروزه ديافراگم هاي جديد قادر به عملكرد با انواع سيالات عبوري مي باشند.
8) شير برگشت معكوس فاضلابي BAKE WATER VALVE
اين نوع شيرها فقط در لوله كشي فاضلاب مورد استفاده , قرار مي گيرند و كاملا شبيه شير هاي يك طرفه آزاد عمل مي كند . در حالاتي كه به علل مختلف , فاضلاب به سمت مجراهاي ورودي فاضلاب ساختمان برگشت مي كند , اين شيرها از اين عمل جلوگيري مي كند . اين نوع شيرها , معمولا در جاهايي نظير زير زمين ساختمان كه ارتفاع كمي نسبت به محل دفن فاضلاب دارد , براي جلو گيري از برگشت فاضلاب نصب مي شود .
9) شير فشار شكنPRESSURE REDUCING VALVE
شير فشار شكن يا شير تنظيم كننده فشار , به طور معمول نزديك كنتور آب ساختمان ها بعد از انشعاب از لوله اصلي آب شهر نصب مي شود تا فشار هاي زياد و تغييرات فشار آب شهر را تقليل دهد . اين شير را مي توان يك وسيله تمام خود كار خواند , زيرا براي انجام تغييرات و تقليل فشار داراي ساختماني مخصوص است كه اين عمل را بدون انتقال انرژي انجام مي دهد . اين شيرها يك پيچ مخصوص تنظيم فشار دارد كه به وسيله آن فشار خروجي شير تنظيم مي شود. همان طور كه در شكل پيدا است , بايد يك آشغال گير يا صافي به شير فشار شكن متصل كرد تا مواد خارجي احتمالي باعث خرابي مكانيزم داخلي اين شير نشود
10) شیرهای یکطرفه non return or check valves
از شیرهای یکطرفه برای جلوگیری از بازگشت مایع یا گاز که بمقصد فرستاده شده انتقال می گردد . دلائل استفاده از آنها در صنعت و وسائل خانگی به شرح زیر می باشد.
الف- در منازل : روی ورودی آب را به طرف ساختمان قرار می دهند که در صورت قطع آب مقدار آبی که در وسائل خانگی و داخل لوله ها ذخیره شده به لوله اصلی باز نگردد.
ب- روی لوله ورودی آب گرمکن ها قرار می دهند که بر اثر قطع آب و یاشکستن لوله در داخل ساختمان آب ذخیره شده در مخزن آب گرمکن خالی نشود . زیرا ممکن است کوره به کار ادامه دهد و باعث سوختن آب گرمکن گردد.
ج- در پالایشگاه ها شیر یکطرفه را روی لوله خروجی تلمبه قرار می دهند که پس از انتقال مقدار لازم مواد نفتی ، و بستن تلمبه یا خاموش شدن اضطراری تلمبه مواد ارسال شده نتواند برگردد زیرا در اثر برگشت علاوه بر هدر رفتن انرژی مصرف شده برای ارسال آن ممکن است طرف دریافت کننده مواد را نیز با کمبود فوری مواجه سازد از این مهمتر ممکن است فشار مایع برگشتی که از همان مسیر رفته معکوس شود و در نتیجه تلمبه گریز از مرکز را با سرعت فزاینده بچرخاند و سرعت آنقدر زیاد شود که تلمبه داغ شده از کار بیفتد و حتی منفجرشود .
طرز کار آنها به این صورت می باشد که فشار مایع یا گاز دریچه شیر را بلند می کند و باعث عبور مایع یا گاز می شود تا زمانی که فشار زیر دریچه بیشتر از فشار روی آن باشد شیر باز می ماند و عبور مایع یا گاز ادامه می یابد اگر به هر علتی فشار زیر دریچه کمتر از فشار روی آن شود وزن خود دریچه و فشار موادی که قصد برگشتن دارند باعث بسته شدن شیر و جلوگیری از برگشت مواد می شود .
11) شیرهای پروانه ای butterfly valves
یکی از ساده ترین شیرهای است که کاربرد آن ها در واحد های نفت و پتروشیمی متداول می باشد . ساختمان آنها تشکیل شده از یک بدنه معمولی و یک صفحه مدور که تقریبا در وسط قرار دارد .این صفحه حول میله ای در حدود 90 درجه می گردد و بوسیله اهرمی بقسمت حرکت دهنده شیر وصل می باشد. این محرک می تواند دستی یا بوسیله فشار هوا و یا برق باشد .
شیرهای پروانه ای کوچک را در اندازه های 4 اینچ الی 24 اینچ می سازند تعمیرات آنها ساده است ولی باید مرتبا گریسکاری شود . بعضی از آنها را در موارد خاصی بوسیله فلکه دستی که به میله گرداننده صفحه وصل می باشد و مکانیزم آن د ر یک جعبه چرخ دنده قرار دارد مجهز می کنند . تا چنانچه اگر گرداننده اصلی که هوا یا هیدرولیک می باشد از کار بیفتد بتوانند با آزاد کردن آن از دنده با اهرم یا فلکه دستی صفحه را درهر حالت که باشد نگهدارند . کاربرد شیرهای پروانه ای در واحدهایی که فشار آنها حین کار کم باشد بعلت حداقل بودن افت فشار بسیار متداول می باشد و اصولا طراحان کارخانجات صنعتی تا آنجایی که ممکن است سعی می کنند که از بوجود آمدن افت فشار در سیستم ها جلوگیری کنند زیرا در غیر این صورت از لحاظ هزینه نصب آنها مقرون به صرفه نمی باشد . ویژگی دیگر این شیرها به حداکثر رساندن سرعت جریان سیال در حداقل زمان و حرکت شیر می باشد مخصوصا درمورد کنترل فشار سیالات در مخازن یا برج های تحت فشار، همچنین این نوع شیرها در حجم زیاد انتقال سیالات مورد استفاده قرار می گیرد . با توجه به سبکی وزن و ارزانی قیمت همکاری جدی بین طراحان شیر پروانه ای و متخصصان در رشته فلز شناسی و رشته های پلاستیک و لاستیک سازی به وجود آمده که جنس صفحه دیسک و نشیمنگاه به صورت های گوناگون سبک و قابل ارتجاع ساخته شود . اهمیت و شهرت شیر پروانه ای به این جهات می باشد : آسانی کاربرد، نداشتن قطعات لغزنده و کشویی ، کاهش افت فشار ، قابلیت کنترل ، ارزانی و سبک بودن ، عدم ترکیب جنس ساخته شده صفحه با فرآورده های عبور کننده اعم از شیمیایی یا پتروشیمی
موارد استفاده از شیرهای پروانه ای عبارتند از :
ایستگاه نیروی حرارتی ، ایستگاه نیروی هیدروالکتریکی ، صنایع به خصوص نفت و گاز ،لوله کشی آب و فاضلاب
12) شیرهای اطمینان safety valves
کمپرسورها و دیگ های بخار ،توربین ها ، ظروف ولوله ها وسایر تاسیسات تحت فشار که محتوای گاز یا مایعات هستند اغلب شرایط کارشان طوری است که با فشار بالا رونده ولی کنترل شده مواجه می باشند . بعضی اوقات ممکن است که دستگا ه های کنترل کننده خراب و وظیفه خود را درست انجام ندهند و باعث بالا رفتن بیش از حد مجاز فشار دستگاه ها گردند د این صورت امکان صدمه دیدن ،ترکیدن و در نتیجه وارد آوردن خسارت جانی و مالی فراوان می باشد . برای جلوگیری از این گونه حوادث علاوه بر دستگاه های کنترل کننده وسیله دیگری بنام شیر ایمنی روی دستگاه ها ی تحت فشار نصب می نمایند . که در صورت بالا رفتن از حد مجاز فشار بطور خودکار باز و با خارج کردن مقداری از محتوای دستگاه فشار آن را تا حد مجاز پایین می آورند .
Safety valves فقط برای گازها ، هوا ، بخار و غیره (به استثنای مایع ) بکار برده می شود این شیرها به طور خودکار از افزایش غیر مجاز فشار بر روی ظروف تحت فشار و سیستم لوله کشی جلوگیری می کنند . همچنین این شیرها دارای گواهینامه بوده که قبل از مصرف باید آنها را حتما چک کرد .
شیر ایمنی بطور خودکار از افزایش فشار فشار گاز قبلا تعیین شده جلوگیری می نماید بعبارت دیگر در مواقع لزوم مقدار لازم گاز ،بخار آب یا هوا را تخلیه می نماید تا فشار دستگاه به اندازه مجاز برسد . دریچه ی اطمینان راباید طوری انتخاب کرد که در صورت بهم خوردن تعادل فشار ظرف (در حدود 10 درصد بیش از فشاری که ظرف باید معمولا نگهدارد و یا در حد بالاترین فشاری که ظرف می تواند تحمل کند ) شیر اطمینان باز شده و مقادیر مایع یا گاز را خارج می کند.
سطح دریچه شیر اطمینان بایستی مساوی و یا بالاتر از سطح دریچه شیر ورودی ظرف و یا مخزن مورد نظر باشد . شیرهای اطمینان طوری انتخاب می گردند که نه فقط در فشار معینی باید باز شوند بلکه ظرفیت آنها طوری است که مقادیر زیادی مایع یا گاز محتوی را ک در اثر حرارت (تبخیر مایعات یا انبساط گازها ) تغییر حالت داده است باید خارج کنند و این شیرها به سه نوع مشخص می شوند :
شیرهایی که روی منابع ظروف و دستگاه های محتوی گاز نصب می شوند و بنام safety valve نامیده می شوند .
شیرهایی که روی منابع و دستگا ه های محتوی مایع نصب می شوند بنام relief valve نامیده می شوند .
شیرهایی که بر روی منابع و دستگاه های محتوی گاز و مایع نصب می شوند و بنام safety relief valve نامیده می شوند .
شیرهای اطمینان بر سه نوع تقسیم می شوند :
1- شیراطمینان با فنر :
این نوع شیرها بهترین محافظ برای ظروف تحت فشار می باشند که روی صفحه دریچه آنها فنر مناسبی تعبیه شده و در بالای فنر مهره ای قرار دارد که بوسیله ی آن فشار روی دریچه فشار مخزن را در حد ایمنی مورد نظر کم و زیاد می کند .
2- شیرهای اطمینان وزنه ای :
این نوع شیرها ،شیرهای هستند که بانیروی وزنه های روی دریچه فشار درون مخزن را در حد مجاز ایمنی مهار می کنند .
3- شیرهای اطمینان با فنر و دیاگرام :
برای کنترل مواد و سیالات در ظروف از این نوع شیرها استفاده می شود زیرا با این شیرها هم فشار و هم سطح مایع در یک ظرف یا مخزن را می توانند کنترل نمایند . باید اطمینان حاصل کرد که ظرفیت گواهی شده شیر اطمینان صحیح باشد برای اینکه ظرفیت شیر را بدست آورند آ ن را با هوا یا بخار اشباع شده و یا گاز طبیعی آزمایش می کنند .
13) شير تخليه
شير تخليه كه بيشتر در ديگ هاي بخار تعبيه مي شوند و در پايين ترين قسمت ديگ نصب مي شوند و در صورت لزوم با استفاده از آن , رسوب و جرم و ديگر ناخالصي هايي كه ته نشين مي شوند , تخليه مي كنند
14) شير سه راهه دستي CROSS GLOBE VALVE
[size=medium][font=Iransans][b]هدف از كاربرد اين نوع شيرها , كنترل كردن درجه حرارت سيال خروجي از شير سه راهه مخلوط كننده است . اين شير همواره دو راه را به هم مرتبط مي كند . اين شير مي تواند در يك مسير اصلي نصب شود و طرف سوم آن به يك انشعاب وصل گردد و توسط آن مي توان ميزان عبور آب به انشعاب را تنظيم كرد . عملكرد شير هاي سه راهه مخلوط كننده و تقسيم كننده با يكديگر تفاوت دارد . در شير هاي سه راهه مخلوط كننده , دو جريان با يكديگر مخلوط مي شوند و يك جريان مشترك را به وجود مي آورند . در حالي