شیر اطمینان چیست؟

توضیحات

شیر اطمینان چیست؟

شیر اطمینان (Relief Valve) یا ریلیف ولو، یکی از شیرآلات ابزار دقیق است که در صنایع مختلف به عنوان نوعی شیر فشار شکن مورد استفاده قرار می گیرد. در بعضی از صنایع، گاهی فشار سیال به صورت غیرعادی افزایش می یابد و لازم است تا این فشار سریعا به سطح ایمن و بی خطر کاهش یابد. این شیرآلات به عنوان یک سوپاپ ایمنی برای تجهیزات حساس نیز شناخته می شوند و در مقایسه با سایر راه حل های کاهش سریع فشار سیال، در دسترس تر و با قیمت مناسب تری هستند. در این مقاله در مورد این شیر، انواع و کاربردهای آن صحبت خواهیم کرد.

 

شیر اطمینان ابزار دقیق

محصول مرتبط: کلمپ و سر لوله استیل

در بخش های مختلف صنایع، سیالات سهم بسیار گسترده را در اختیار دارند. گاهی این سیالات در مسیر حرکت و فرایندهایی که بر روی آنها انجام می شود، از بویلرها یا مخازن تحت فشار عبور می کنند و به علت تغییراتی که درون این بخش ها بر روی آنها انجام می شود، دچار افزایش فشار خواهند شد. این فشار در بعضی از مواقع برای جریان یافتن در لوله، مشکلی ایجاد نخواهد کرد اما در بسیاری از مواقع، می تواند به تجهیزات و خطوط لوله در مسیر خود به ویژه تجهیزاتی که در نزدیکی بویلر و … قرار دارند، آسیب جدی برساند و در صورت دارا بودن فشار بالا، باعث انفجار نیز شود.

از این رو، باید فشار سیال به یک سطح ایمن برسد و پس از آن از لوله خارج شود. انواع شیر اطمینان، به شکلی طراحی شده اند که با افزایش فشار سیال، شیر به صورت خودکار باز شده و تا زمانی که فشار سیال به محدوده کمتر از فشار Blow Down یا فشار ایمن برسد، سیال از شیر به بیرون جریان می یابد.

انواع شیر اطمینان

شیرهای ریلیف ولو با توجه به نوع طراحی بدنه و جنس ماده مورد استفاده در ساخت آنها، در دسته بندی های مختلفی به شرح زیر قرار می گیرند.

تقسیم بندی بر اساس نوع طراحی بدنه

شیرهای اطمینان با توجه به نوع طراحی بخش بدنه، در دسته بندی های زیر قرار می گیرند :

• شیرهای ایمنی یا ریلیف ولو

این دسته از شیرآلات معمولا در صنایع حاوی سیالات تحت فشار مانند صنعت نفت، گاز و پتروشیمی، پالایشگاه ها، صنایع غذایی و دارویی و در مواردی نیز در بخشی از صنعت آب و فاضلاب مورد استفاده قرار می گیرند. در این نوع از شیرهای اطمینان، پس از بالا رفتن فشار سیال و گذشتن آن از حد مجاز، شیر با سرعت باز می شود و سیال اضافی تا زمان به تعادل رسیدن سطح فشار، از شیر تخلیه خواهد شد.

• شیرهای اطمینان فنری یاSpring Loaded

در این دسته از شیرآلات اطمینان، فرایند باز شدن شیر بر اساس وارد شدن فشار بر روی فنر تعبیر شده در قسمت دیسک میانی شیر است. این فنر، پس از آنکه فشار سیال در محفظه داخلی شیر افزایش می یابد، آزاد شده و بخش دیسک میانی کنار می رود و سیال از داخل شیر به بیرون هدایت می شود. این روند تا زمانی که فشار سیال به حد ایمنی برسد ادامه خواهد داشت. در صنایعی که از مخازن تحت فشار برای اجرای عملیات مورد نیاز خود بر روی سیالات استفاده می کنند، شیرهای اطمینان مدل فنری، کارایی بسیار مناسبی دارند.

برشی از مقطع عمودی یک شیر اطمینان

محصول مرتبط: مهره ماسوره استیل

• شیرهای اطمینان دارای پیلوت یا Pilot Operated

در این شیرها، ساختمان داخلی شیر یک بخش نیست و از دو قسمت مجزا شامل یک شیر اصلی و یک پایلوت تشکیل شده است. با وارد آمدن فشار به بخش پایلوت و انتقال آن به پیستون شیر، شیر باز شده و اجازه عبور سیال اضافی از داخل محفظه شیر داده خواهد شد. به دلیل خاص بودن این نوع از طراحی، شیرهای اطمینان دارای پیلوت، در سیالات دارای فشار بالا، عملکرد بسیار بهتری در مقایسه با سایر مدل های شیرهای اطمینان دارند.

• شیرهای اطمینان متعادل یا Balanced Bellows

گاهی در بخشی از صنایع، سیالات عادی و غیر آسیب رسان در داخل شیرها جریان ندارند و سیالات خورنده و قوی از شیرها و خطوط لوله عبور خواهند کرد که با گذشت زمان منجر به آسیب رساندن به محفظه داخلی شیر به ویژه فنر نگهدارنده اهرم شیر خواهند شد. در این حالت، برای جلوگیری از آسیب رسیدن به این بخش، ساختاری شبیه به یک فانوس در زیر فنر قرار می گیرد و مانع از تماس آن با سیال جریان یافته در داخل شیر خواهد شد و فنر را از خوردگی و پوسیدگی محافظت می کند.

• شیرهای اطمینان وزن خالص یا Dead-Weight

در این شیرها، پس از افزایش فشار داخل شیر، بخشی شبیه به دیسک که بخشی از آن متصل به اهرم بالایی شیر است، باز می شود و اجازه عبور سیال از داخل شیر را خواهد داد. طراحی این شیر به گونه ای است که به دلیل سنگین شدن دیسک در نمونه های بزرگتر، امکان استفاده از این مدل در شیرهای اطمینان صنعتی مناسب برای صنایع نفت و گاز و …. در اندازه های بزرگ وجود ندارد و در این صنایع بیشتر از شیرهای با مدل های دیگر مانند انواع ریلیف ولوها یا شیرهای اطمینان پایلوت استفاده می شود.

شَمای ساده شده عملکرد شیرهای اطمینان پایلوت

محصول مرتبط: فیمیل کانکتور

تقسیم بندی بر اساس جنس ماده مورد استفاده در ساخت شیر

انواع شیر اطمینان بر اساس میزان فشار سیال، نوع سیال و نوع کاربرد شیر، از مواد مختلفی شامل استیل یا فولاد و استنلس استیل یا فولاد ضد زنگ ( شامل گریدهای A182 F11، A182 F22، A182 LF9، A182 F5A,F5، A217 C12، A217 WC6، A350 LF3، A350 LF3، A352 LC3 )، برنج، ترکیب استیل و برنج، الوی استیل، چدن و برنز ساخته می شوند. به دلیل کاربرد خاص این شیرآلات و مقاومت بالایی که لازم است در برابر سیالات فشار قوی از خود نشان دهند، معمولا از موادی مانند PVC یا پلی اتیلن و … در ساخت بدنه اصلی یا قسمت های کنترل کننده داخلی این شیرآلات استفاده نمی شود.

کاربرد شیر اطمینان

انواع شیر اطمینان به دلیل توانایی بالایی که در کنترل فشار سیالات و کاهش آن تا حد استاندارد و ایمن دارند، در صنایع مختلفی مانند نفت، گاز و پتروشیمی یا بخشی از صنایع دارویی و غذایی که فشار سیال در ابتدای امر یا پس از عبور از تجهیزاتی مانند انواع بویلر، توربین یا مخازن تحت فشار به صورت ناپایدار در می آید، کاربرد دارد. کلاس های فشاری تعریف شده برای این شیر شامل کلاس های 150، 300، 600، 900، 1500، 2500، 3000 و 6000 psi است که هر یک از این کلاس ها قابلیت تحمل میزان مشخصی از نوسان فشاری را دارند و در بخش خاصی از صنایع مورد استفاده قرار می گیرند.