شیرآلات صنعتی و کاربرد آنها در پایپینگ
شیرآلات صنعتی یک تجهیز مکانیکی هستند که در خطوط لوله به منظور دستیابی به اهداف ذیل نصب می گردد:
- قطع و وصل کامل جریان
- جلوگیری از برگشت جریان
- کنترل و تنظیم جریان سیال
- کنترل و تنظیم فشار سیال
- کنترل و تنظیم دمای سیال
- کنترل و تنظیم سطح در مخزن
- انتخاب جهت حرک سیال
- خروج جریان اضافی
- کنترل هوای خط لوله
- مخلوط کردن دو یا چند سیال
اجزاء و قطعات اصلی ولوها:
بدنه (Body):
بدنه شیرآلات صنعتی در واقع فشار سیال را تحمل می کند. سایر قطعات ولو به بدنه اصلی متصل یا در آن قرار می گیرند. نوع اتصال بدنه به خط لوله غالباً به یکی از مدل هی اتصال فلنجی (Flange) ، رزوه ای (Threaded) و انتها جوشی BW، ساکتی SW و Ring Joint می باشد. انتخاب موارد مذکور بستگی به طراحی، فشار ، دما و سایز ولو دارد. در صنایع آب و فاضلاب عمدتاً از متریال چدن داکتیل (نشکن) با گرید GGG40 استفاده می شود. در صنایع نفت و گاز و پتروشیمی از متریال فولاد کربنی ریخته گری شده با گرید A216 WCB ، فولاد فورج A105 ، استنلس استیل های 304 ، 316، 304L و 316L و در خطوط آب دریا از متریال داپلکس 22Cr و متریال پایه مس مانند نیکل آلومینیوم برنز استفاده می شود.
کلاهک/ درپوش (Bonnet/ Cover):
قطعه ای نگهدارنده شفت یا ماردون است و همچنین باعث ایزوله شدن اجزای داخل شیرآلات صنعتی می شود. در صورتیکه این قطعه بصورت یکپارچه و فاقد سوراخ محل عبور شفت باشد به آن درپوش گفته می شود ( بطور مثال در شیر یکطرفه لولایی) و در صورتیکه شفت یا ماردون از آن عبور کند به این قطعه کلاهک اطلاق می شود (شیر کشویی و گلوب). اتصال درپوش یا کلاهک به بدنه می تواند به روش پیچی(Bolted Bonnet) ، جوشی (Welded Bonnet) و یا روش رزوه ای (Threaded Bonnet) باشد. متریال این قطعه مطابق بدنه ساخته می شود.
قطعه مسدودکننده (Closure/ Obturator):
قطعه ای داخل بدنه اصلی ولو که با چرخش یا حرکت خطی آن، مسیر عبور سیال باز شده یا جریان آن کنترل می شود. طراحی و نامگذاری این قطعه بسته به نوع ولو متفاوت است. بطور مثال در شیرهای پروانه ای بنام دیسک یا پروانه، در شیر کشویی بنام زبانه (Wedge) ، در بال ولوها بنام توپی و (Ball) و در شیرهای هوا بنام شناور (Float) شناخته می شوند. متریال این قطعه در برخی شیرها مشابه بدنه و درپوش است ولی در شیرهایی مانند توپی و پروانه ای ویفری متفاوت و با مقاومت بالاتری به خوردگی است.
-
شفت/ ماردون (Shaft/ Stem):
این قطعه وظیفه انتقال نیرو و گشتاور از عملگر به عضو مسدودکننده (دیسک) را بر عهده دارد. نام های دیگر این قطعه، ساقه و استم است. در شیر پروانه ای و توپی بصورت شفت توپر است که توسط خار یا پین به عملگر و دیسک شیر متصل می شود و در شیر کشویی بصورت ماردون (مارپیچ رزوه دار) ساخته می شود. متریال این قطعه علاوه بر مقاومت کافی به خوردگی سیال لازم است در برابر گشتاور خروجی عملگر نیز مقاوم باشد.
آب بندهای شفت/ ماردون و بدنه (O-Ring/ Packing):
به منظور آب بند بودن بدنه و درپوش ولو و عدم نشتی از محل قرارگیری شفت/ ماردون و همچنین محل اتصال درپوش به بدنه و جلوگیری از ورود گرد و غبار به داخل ولو، از قطعات آب بندی لاستیکی اورینگی یا جنس پکینگ (گرافیتی یا تفلونی) استفاده می شود. نوع و جنس این قطعات به نوع سیال، فشار و دمای آن بستگی دارد. جهت نصب پکینگ ها، قطعات محفظه پکینگ و گلند جهت سفت نمودن آن نیاز می باشد.
سطوح آب بندی (Seat) و تریم (Trim):
برای اینکه ولو بتواند آب بندی در حد نشتی صفر (Zero Leakage) داشته باشد لازم است سطوح آب بندی بدنه و دیسک با نیرو و گشتاور کافی روی هم قرار بگیرند. تریم به قطعاتی از ولو گفته می شود که در تماس مستقیم با سیال هستند و در صورت خرابی یا خوردگی این قطعات، آب بندی ولو دچار مشکل می شود. بنابراین قطعات تریم از متریال مقاوم به خوردگی انتخاب می شوند . سطوح آب بندی (سیت) بدنه، سطوح آب بندی (سیت) عضو مسدود کننده، دیسک (Disc) ، شفت یا ماردون (Stem)، بوش یا آببند (Gland) تریم به حساب می آیند.
عملگر (Actuator):
عملگر یک اهرم است که شیر توپی و پروانه ای بوسیله آن باز و بسته می شود.
انواع دیگر عملگرها شامل فلکه، زنجیر، عملگر برقی، عملگر پنوماتیکی (بادی) و هیدرولیکی است. گروهی از ولوها نیاز به عملگر نداشته و بصورت خودکار و تحت فشار سیال کار می کنند از جمله شیرهای یکطرفه، فشارشکن و اطمینان.