یکی از ابزارآلات پرکاربرد در پالایشگاه پتروشیمی، ولو (valve) می باشد. وسیله ای که برای قطع کردن و یا وصل کردن مسیر جریان سیالات به کار می رود. کاربردهای دیگری نظیر تنظیم میزان جریان و یا منحرف کردن مسیر جریان مایع یا گاز دارد. شیرها انواع مختلفی دارند و در پایپینگ مورد استفاده قرار می گیرند. انواع ولوهای صنعتی به صورت دستی کار می کنند و یا یک محرک برای تغییر و کنترل نیز دارند. برای قراردادن ولوها در یک سیستم هزینه های زیادی صرف می شود. پس باید هنگام انتخاب آنها دقت زیادی داشت. به همین دلیل در این مقاله به ارائه توضیح پیرامون شیرآلات صنعتی می پردازیم.
معرفی بیشتر شیرآلات صنعتی
از شیرآلات صنعتی یا همان ولو برای کنترل جریان مایعات یا گازها درون خطوط لوله سیستم ها استفاده می شود. این ولوها عملکردهای مختلفی دارند. مانند باز و بسته کردن مسیر جریان، تنظیم فشار یا جلوگیری از بازگشت جریان عمل. شیرآلات صنعتی در صنایع مختلفی همچون نفت و گاز، پتروشیمی، آب و فاضلاب و نیروگاه ها به کار می روند.
ولوها به دلیل دارا بودن ویژگی های منحصر به فرد مانند مقاومت بالا در برابر فشار و دما و کنترل دقیق جریان از اجزای کلیدی سیستم ها به شمار می آیند. به کمک آنها می توان ایمنی و کارایی سیستم ها را بالا برد و به نوعی تضمین کرد. همچنین به کمک آنها می توان از نشتی یا خرابی نیز جلوگیری کرد.
کاربردهای ولو صنعتی
ولوها نقش کلیدی و مهمی در کنترل جریان و مدیریت جریان سیالات در سیستم های مختلف صنعتی ایفا می کنند. این ولوها در صنایع مختلف مانند نفت و گاز، پتروشیمی، آب و فاضلاب، انرژی و صنایع شیمیایی مورد استفاده قرار می گیرند. وظیفه اصلی آنها قطع و وصل کردن و تنظیم جریان و فشار و جلوگیری از بازگشت سیالات در سیستم های مختلف صنعتی و حفاظت از سیستم ها در برابر تغییرات ناگهانی فشار می باشد. البته کاربردهای دیگری نیز دارند که در ادامه به آنها اشاره می کنیم:
تنظیم فشار سیستم: ولوهای صنعتی برای تنظیم فشار صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند. به حفظ فشار در یک سطح مشخص استفاده می شود. این عملکرد در سیستم های که نیاز به فشار کنترل شده یا ثابت دارند بسیار موثر می باشد.
حفاظت از سیستم ها در برابر افزایش فشار: مانند شیرهای اطمینان، طراحی شده اند تا از سیستم در برابر افزایش ناگهانی فشار محافظت کنند. این ولوها به طور خودکار باز می شوند تا فشار اضافی تخلیه شود و از خرابی سیستم جلوگیری شود
جلوگیری از برگشت جریان: برخی از ولوها به طور خاص طراحی شده اند تا از بازگشت جریان سیال در سیستم جلوگیری کنند. این عملکرد به ویژه در جلوگیری از آسیب به تجهیزات و جلوگیری از تداخلات در فرآیندها اهمیت دارد.
1. شیر توپی (Ball Valve)
شیر توپی دارای یک توپ سوراخدار در داخل بدنه است که با چرخش آن جریان سیال قطع یا وصل میشود.
- ویژگیها: سرعت عمل بالا، آببندی قوی، مناسب برای قطع و وصل سریع.
- کاربرد: صنایع نفت و گاز، پتروشیمی، خطوط انتقال.
2. شیر پروانهای (Butterfly Valve)
این شیر دارای دیسکی است که با چرخش محور، جریان سیال را تنظیم یا قطع میکند.
- ویژگیها: وزن کم، قیمت مناسب، مناسب برای خطوط با سایز بزرگ.
- کاربرد: صنایع آب و فاضلاب، تهویه مطبوع، نیروگاهها.
3. شیر کشویی (Gate Valve)
این نوع شیر برای قطع و وصل کامل جریان استفاده میشود و در حالت باز، مقاومت کمی در برابر جریان ایجاد میکند.
- ویژگیها: مناسب برای فشار بالا، آببندی قوی.
- کاربرد: پالایشگاهها، خطوط انتقال نفت و گاز.
4. شیر سوزنی (Needle Valve)
برای تنظیم دقیق جریان سیال استفاده میشود و معمولاً در کاربردهای فشار بالا استفاده میشود.
- ویژگیها: دقت بالا، کنترل جریان کم.
- کاربرد: سیستمهای ابزار دقیق، صنایع شیمیایی.
5. شیر اطمینان (Safety Valve)
این شیر برای حفاظت از سیستم در برابر فشار بیش از حد طراحی شده است.
- ویژگیها: واکنش خودکار به فشار بالا.
- کاربرد: دیگهای بخار، مخازن تحت فشار، صنایع گاز.
6. شیر یک طرفه (Check Valve)
این شیر به جریان سیال اجازه میدهد تنها در یک جهت حرکت کند و از برگشت آن جلوگیری میکند.
- ویژگیها: جلوگیری از برگشت جریان، عملکرد خودکار.
- کاربرد: پمپها، خطوط انتقال آب و گاز.
8. شیر دیافراگمی (Diaphragm Valve)
با استفاده از دیافراگم انعطافپذیر جریان سیال را کنترل میکند.
- ویژگیها: مناسب برای سیالات خورنده، آببندی خوب.
- کاربرد: صنایع داروسازی، غذایی، شیمیایی.
9. شیر کروی (Globe Valve)
این نوع شیر برای تنظیم جریان و فشار سیال استفاده میشود.
- ویژگیها: دقت در تنظیم جریان.
- کاربرد: سیستمهای بخار، خطوط سوخت.
هر نوع از این شیرآلات با توجه به شرایط کاری نظیر فشار، دما، نوع سیال و محیط عملیاتی انتخاب میشود. برای خرید و استفاده صحیح از شیرآلات صنعتی، شناخت ویژگیها و کاربردهای آنها ضروری است.
اجزای سازنده شیرآلات صنعتی
شیرآلات صنعتی از اجزای مختلفی تشکیل شدهاند که هر کدام نقش مهمی در عملکرد و دوام این تجهیزات ایفا میکنند. اجزای سازنده شیرآلات صنعتی بر اساس نوع و طراحی شیر ممکن است متفاوت باشند، اما به طور کلی، اجزای اصلی آنها شامل موارد زیر است:
1. بدنه (Body)
- توضیح: بخش اصلی شیر که سایر اجزا در داخل آن نصب میشوند.
- ویژگیها: از موادی مانند فولاد، استیل، برنج یا پلاستیک ساخته میشود و باید مقاوم به فشار، دما و خوردگی باشد.
2. کلاهک (Bonnet)
- توضیح: پوششی که بر روی بدنه قرار میگیرد و به حفاظت از اجزای داخلی کمک میکند.
- ویژگیها: قابلیت باز و بسته شدن برای تعمیر و نگهداری اجزا.
3. توپی یا دیسک (Disc/Ball)
- توضیح: بخشی که وظیفه کنترل جریان سیال را بر عهده دارد. نوع و طراحی آن بسته به نوع شیر متفاوت است:
- در شیر توپی: یک توپ با سوراخ عبور سیال.
- در شیر پروانهای: یک دیسک چرخشی.
- در شیر کشویی: یک صفحه تخت یا گوهای.
4. ساقه یا شافت (Stem)
- توضیح: محور اتصال دهنده دسته یا عملگر به دیسک یا توپی.
- ویژگیها: معمولاً از جنس فولاد ضدزنگ برای مقاومت در برابر سایش و خوردگی ساخته میشود.
5. عملگر (Actuator)
- توضیح: وسیلهای برای باز و بسته کردن شیر.
- انواع عملگرها:
- دستی: دسته یا چرخ دستی.
- اتوماتیک: پنوماتیکی، هیدرولیکی یا برقی.
6. محفظه آببندی (Packing or Gland)
- توضیح: اجزایی که وظیفه جلوگیری از نشت سیال از قسمت اتصال شافت و بدنه را بر عهده دارند.
- ویژگیها: معمولاً از مواد مقاوم به حرارت و خوردگی مانند گرافیت ساخته میشود.
7. واشرها و حلقههای آببندی (Seals and Gaskets)
- توضیح: برای جلوگیری از نشت سیال بین قطعات مختلف شیر استفاده میشوند.
- مواد: لاستیک، تفلون، فلزات نرم یا کامپوزیتها.
8. پورتها یا مسیرهای عبور سیال (Ports)
- توضیح: ورودی و خروجیهای سیال در بدنه شیر.
- ویژگیها: تعداد و نوع آنها بسته به طراحی شیر (دوطرفه، سهطرفه یا چندطرفه) متفاوت است.
9. نشیمنگاه (Seat)
- توضیح: سطحی که دیسک یا توپی روی آن قرار میگیرد تا جریان سیال قطع شود.
- ویژگیها: باید مقاومت بالا در برابر سایش، فشار و دما داشته باشد.
10. فنرها (Springs)
- توضیح: در برخی شیرها مانند شیر اطمینان یا یکطرفه برای اعمال نیرو و بازگشت دیسک به حالت اولیه استفاده میشوند.
- ویژگیها: ساختهشده از فولاد فنری مقاوم به دما و خوردگی.
11. روکشها (Coatings)
- توضیح: برای حفاظت از بدنه و اجزا در برابر خوردگی و عوامل محیطی استفاده میشود.
- مواد روکش: نیکل، کروم، تفلون یا پوششهای سرامیکی.
این اجزا با توجه به نوع شیر و شرایط کاری آن (فشار، دما و نوع سیال) طراحی و انتخاب میشوند تا عملکرد و عمر مفید سیستم بهینه شود.