معرفی کامل شیر فشار شکن و انواع آن
تامین امنیت در سیستم های لوله کشی در صنایع مختلف بسیار حائز اهمیت است. صنایعی مانند نفت و گاز، پتروشیمی، آب و فاضلاب، انرژی و صنایع شیمیایی از این سیستم ها برای انتقال مواد و سیالات بهره می برند و بروز هرگونه مشکل در آنها می تواند عواقب جدی به همراه داشته باشد. در چنین مواقعی از شیر فشار شکن استفاده می شود.
با افزایش فشار جریان سیالات در لوله ها و شبکه ها، خطرات مختلفی وجود دارند که می توانند به خسارت های مالی و جانی منجر شوند. برخی از مشکلات ممکن شامل شکستگی یا ترکیدگی لوله‌ها، انفجار، نشت و ناپایداری سیستم‌ها می‌شود. برای جلوگیری از بروز اینگونه مشکلات و حفظ امنیت سیستم، شیرهای فشارشکن یا شیرهای ایمنی از اهمیت بالایی برخوردار هستند؛ اما کاربرد و مزایای این شیرها چیست؟
شیر فشار شکن چیست و چه اهمیتی در صنایع مختلف دارد؟
شیر فشارشکن یا شیر فشار قابل تنظیم نوعی تجهیزات ایمنی است که در سیستم های لوله کشی صنعتی استفاده می شود. این شیرها طراحی شده اند تا در صورت افزایش ناگهانی فشار جریان سیال، عملکردی خاص نشان دهند و به طور خودکار و سریع جریان را قطع کنند. برخی از دلایل اهمیت استفاده از شیرهای فشارشکن عبارتند از:
- ایمنی کارکنان
- حفظ تجهیزات و سازمان ها
- حفظ محیط زیست
- کاهش خسارات مالی
مکانیزم عملکرد شیر فشار شکن
عملکرد این شیرها بر اساس کنش و واکنش میان دو نیروی متضاد مجاور یکدیگر است. نیروی اولیه در این شیرها از سوی سیالی که در داخل سیستم فشار قرار دارد، به وجود می آید. زمانی که فشار سیال به مقدار تعیین شده ای افزایش می یابد، نیروی سیال بر روی شیر اعمال شده و سبب بستن مسیر جریان می شود.
در عین حال، نیروی مخالف از سوی فنر در شیر وجود دارد. این فنر تمایل به باز کردن مسیر جریان داشته و در نتیجه نیروی مخالف بر روی شیر اعمال می شود. نیروی فنر با توجه به خاصیت واکنشی متغیری که در نظر گرفته شده است، تغییر می کند.
هدف استفاده از شیرهای فشار شکن، خنثی سازی نیروهای متضاد است. به این صورت که تا زمانی که فشار سیال در محدوده مجاز قرار دارد، شیر باز می ماند و جریان سیال ادامه می یابد. اما در صورت افزایش فشار به فراتر از مقدار تنظیم شده، نیروی سیال بر روی شیر بیشتر می شود و بر نیروی فنر غلبه می کند. این امر باعث باز شدن شیر و تخلیه سیال اضافی به محیط می شود که کاهش فشار و حفاظت از سیستم را به همراه دارد.
اجزای اصلی شیر فشار شکن و نقش هر قسمت
شیرهای فشار شکن ساختارهای پیچیده ای دارند و از تعداد زیادی اجزا تشکیل شده اند که در کنار هم کار می کنند. اجزای اصلی این تجهیزات عبارتند از:
قسمت بدنه (Body)
بدنه شیر، قسمت اصلی و بیرونی آن است که جریان سیال را تحمل می کند و به سیستم اتصال پیدا می کند. این قسمت معمولا از جنس فولاد یا آلیاژهای دیگر ساخته می شود و باید مقاومت کافی در برابر فشار سیال را داشته باشد.
قسمت دریچه (Disc)
دریچه یا صفحه شیر، قسمتی است که جریان سیال را کنترل می کند. این قسمت معمولا یک صفحه مسطح یا مخروطی است که به وسیله نیروهای خارجی نظیر نیروی سیال و فنر، روی صورت برشی محل قرارگیری شیر فشار شکن فشرده می شود.
فنر (Spring)فشار شکن
فنر در شیرهای فشار شکن نقش کلیدی دارد. این قسمت بر روی دریچه اعمال نیروی مخالف به نام نیروی بازکننده (Opening Force) قرار دارد. هدف از این نیرو، باز کردن شیر در صورت افزایش فشار سیال بیش از مقدار تنظیم شده است.
قسمت محفظه (Casing)
محفظه شیر فشار شکن مکانی است که در آن بدنه، دریچه و فنر قرار می گیرند. این محفظه نقش مهمی در محافظت از اجزای داخلی شیر و بهبود عملکرد آن دارد. با دارا بودن این قسمت، شیرهای فشار شکن، عملکرد بهتری دارند.
صفحه دیافراگم (Diaphragm)
در برخی از شیرهای فشار شکن، به جای فنر از صفحه دیافراگم استفاده می شود. این صفحه توسط فشار سیال بر روی آن فشرده می شود و نیروی لازم برای باز کردن شیر را به وجود می آورد. عملکرد این صفحه مشابه فنر است.
محدود کننده (Adjustment Screw)
این قسمت به طور معمول در برخی از شیرهای فشار شکن وجود دارد و به کاربر امکان تنظیم فشار مورد نظر را می دهد. با چرخاندن پیچ تنظیم، فشار مورد نظر برای باز شدن شیر قابل تغییر است و به این ترتیب، امکان استفاده راحت از آن وجود دارد.
مزایا و معایب شیر فشار شکن
یکی از مزایای استفاده از شیر فشار شکن، حفاظت از تجهیزات و سیستم ها در برابر خطرات فشار بیش از حد مجاز است. زمانی که فشار سیال در سیستم افزایش می یابد و به حداکثر مجاز می رسد، شیر فشار شکن به طور خودکار جریان اضافی را به محیط تخلیه می کند. این اقدام باعث جلوگیری از خرابی و آسیب دیدگی تجهیزات می شود.
همچنین، استفاده از شیرهای فشار شکن به ایمنی کارکنان کمک می کند. زمانی که فشار سیال به حداکثر مجاز برسد، این شیرها جریان را قطع می کنند و در نتیجه خطرات جانی مختلف مانند انفجار را کاهش می دهند.
استفاده از شیرهای فشار شکن، یکسری معایب نیز دارند. یکی از معایب اصلی این شیرها هزینه بالای آنها است. ساخت و نگهداری این شیرها هزینه بر بوده و ممکن است برای برخی سیستم ها یا شرکت ها به صرفه نباشند. همچنین، شیرهای فشار شکن نیاز به تنظیم و نگهداری منظم دارند. فشار تنظیم شده باید به طور دوره ای بررسی و تنظیم شود و در صورت نیاز، قطعات داخلی آن ها تعویض شوند. این موارد نیازمند زمان و هزینه بیشتری هستند.
انواع شیر فشار شکن بر اساس عملکرد
شیرهای فشار شکن به چندین نوع مختلف تقسیم می شوند که هر کدام، قابلیت های متنوعی دارند. طبقه‌بندی این شیرها بر اساس عملکرد و نوع سیالی که آنها استفاده می شود، صورت می گیرد. برخی از انواع شیرهای فشار شکن مورد استفاده در صنعت، عبارتند از:
- شیرهای با عملکرد مستقیم
- شیرهای با عملکرد پیلوت دار
- شیرهای پیلوت دار دیافراگمی
- شیرهای پیلوت دار پیستونی
دسته بندی شیر فشار شکن بر اساس سیالات کاربری
شیرهای فشار شکن بر اساس نوع سیال که در آن ها استفاده می شود، به دو دسته شیرهای پنوماتیکی و هیدرولیکی تقسیم می شوند. انواع پنوماتیکی از هوا یا گاز و مدل های هیدرولیکی از روغن یا مایع هیدرولیک به عنوان سیال استفاده می کنند.
شاخص های اصلی در انتخاب شیر فشار شکن
در انتخاب شیر فشار شکن، شاخص های اصلی شامل نوع سیال، فشار کاری، دما، جریان، کاربرد و قیمت هستند. شیر باید با نوع سیال سازگار بوده و تحمل فشار مورد نیاز را داشته باشد. همچنین باید در شرایط دمایی و جریان مورد نظر کار کرده و نیازهای خاص سیستم را برآورده کند. همچنین قیمت و اقتصادی بودن نیز مهم است.
نصب اصولی شیر فشار شکن
نصب اصولی شیرهای فشار شکن از اهمیت بالایی برخوردار است. مراحل اصلی شامل انتخاب مکان مناسب، قطع سیستم، آماده‌سازی و نصب شیر، اتصالات صحیح، بررسی کلی، آزمایش و راه‌اندازی است. توصیه می شود اگر تخصص و تجربه کافی ندارید، از تکنسین مجرب کمک بگیرید.
نکات شاخص در نگهداری و عیب یابی شیر فشار شکن
در نگهداری و عیب یابی شیرهای فشار شکن، نکات شاخص شامل بررسی دوره ای شیر، تعویض قطعات فرسوده، تنظیم و تعمیر، تمیزی و پاکسازی، آزمایش عملکرد و آموزش و داشتن اطلاعات کافی در مورد عملکرد این تجهیزات است. با رعایت این نکات، می توان نگهداری صحیح و عیب یابی بهینه را برای شیرهای فشار شکن انجام داد و عمر مفید آن را تضمین کرد.
جمع‌بندی
امروزه استفاده از انواع شیرهای فشار شکن در صنایع مرسوم شده است. این تجهیزات با قابلیت تنظیم و کنترل فشار سیالات، می توانند از بروز خطرات مالی و جانی برای اپراتورها جلوگیری کنند. نکته مهم در مورد استفاده از ابزار و وسایل مختلف هیدرولیکی، نصب اصولی و آگاهی از عملکرد اجزای مختلف آن ها است. شما می توانید جهت مشاوره و خرید شیر فشار شکن با کارشناسان ما تماس بگیرید.