اصول انتخاب شیرآلات صنعتی

پترو ایلیا در این مقاله یک چک لیست ۱۰ آیتمی را در خصوص انتخاب اصول انتخاب شیرآلات صنعتی برای شما تهیه کرده که می‌تواند در انتخاب محصول به شما کمک کند.
چک لیست‌های زیادی برای انتخاب شیرآلات در مارکت وجود دارند که برخی از آن‌ها ساده اما ناقص هستند و برخی آنقدر پیچیده هستند که یک فرد عادی نمی‌تواند چیز زیادی از آن دستگیرش شود. ما بر اساس تجربه‌ای که سال‌ها در خصوص کاربری‌های مختلف صنعتی نظیر نفت و گاز، نیروگاه‌ها و خطوط آبرسانی داشته‌ایم، یک چک لیست تهیه کرده‌ایم که امیدواریم برای شما مفید فایده واقع شود. سعی شده تا در این چک لیست مهمترین نکات لازم ذکر شود. البته این مقاله برای متخصصان در زمینه شیرآلات چیز جدیدی نخواهد داشت اما می‌تواند برای افراد تازه کار مفید باشد.

۱۰ اصل مهم انتخاب شیرآلات صنعتی عبارتند از:

۱- استاندارد اصلی قابل اجرا – DIN (EN)/ASME و …

گرچه این بخش اغلب فراموش می‌شود اما یکی از مهمترین نکاتی است که هنگام انتخاب شیرآلات باید به آن دقت کنید. دو استاندارد اصلی در بازار شیرآلات صنعتی وجود دارد: EN (اروپا) و ASME (آمریکا). معمولاً این اطلاعات را می‌توان در قسمت مشخصات فنی پروژه پیدا کرد.

سایر استانداردها شامل GHOST (روسیه) ، AWWA (انجمن آبرسانی آمریکا) و … می‌باشد. برای مثال در اتحادیه اروپا اکثر شیرآلات تحت استاندارد PED هستند. بنابراین نصب یک شیر کشویی بزرگ فشار قوی که ساخت آمریکا است و فاقد علامتگذاری CE و تاییدیه PED می‌باشد در اروپا غیر ممکن است.

بر اساس استاندارد EN، کلاس فشار با PN و سایز با DN نشان داده می‌شود؛ در حالیکه بر اساس استاندارد آمریکا، کلاس فشار با (lbs)# و سایز با “ (Inch) نشان داده می‌شود. زمانیکه بر روی یک پروژه جدید یا تعویضی کار می‌کنید، نباید این را به عنوان یک قاعده در نظر بگیرید. شیری با سایز DN 400 و کلاس فشار PN100 لزوماً تحت استاندارد EN نیست. در مارکت شیرآلات صنعتی سردرگمی زیادی وجود دارد، زیرا بسیاری از افراد استانداردهای EN و ASME را با هم ترکیب می‌کنند و ترکیبات این چنینی زیاد است.

۲- نوع شیرآلات

نوع شیر مورد نیاز معمولاً توسط فرآیند و عملکرد اصلی شیر مشخص می‌شود. باید مشخص شود که شیر فقط برای ایزوله کردن جریان (قطع و وصل) و یا برای کنترل جریان استفاده می‌شود یا خیر. آیا برای جلوگیری از برگشت جریان از آن استفاده می‌شود یا به عنوان شیر اطمینان؟ آیا شیر در کاربری بخار استفاده می‌شود یا کاربری آبی؟ برای کاربری بخار معمولاً از شیر کشویی و برای کاربری آبی معمولاً از شیر پروانه ای استفاده می‌شود.

یکی از نکات مهم دیگر این است که باید ببینید آیا به شیری نیاز دارید که در هر دو جهت بسته شود (مانند شیر پروانه ای هم مرکز با نشیمنگاه نرم) و یا باید فقط در یک جهت بسته شود (مانند شیر پروانه ای غیر هم مرکز دابل آفست).

اگر بر روی پروژه‌های تعویضی کار می‌کنید، انتخاب آسان است، زیرا معمولاً می‌توان شیرهای موجود در خط را با نوع مشابه جایگزین کرد.
یکی از بهترین منابع برای کسب اطلاعات در مورد شیر، کاتالوگ تولید کننده شیر است. معمولاً در کاتالوگ‌ها موارد استفاده هر کدام از شیرها را ذکر می‌کند. مثلاً شیر کشویی و شیر کروی برای کاربری بخار مناسب می‌باشند.

۳- سایز شیرآلات

معمولاً برای نصب شیرآلات در یک خط لوله، ابتدا سایز لوله‌ها داده می‌شود. اگر اینطور باشد کار بسیار ساده است چراکه سایز شیرآلات با سایز خط لوله یکسان می‌باشد. با این وجود عواملی وجود دارند که می‌توانند بر روی انتخاب سایز شیر تاثیر بگذارند:

• حداکثر افت فشار مجاز
• حداکثر نرخ جریان

هنگام انتخاب سایز شیر باید این دو عامل را مد نظر قرار داد. برخی موارد استثنایی وجود دارند که ممکن است در آن‌ها سایز شیر بزرگتر یا کوچکتر از سایز لوله باشد.
توجه داشته باشید که برای بسیاری از شیرآلات مانند شیرهای کروی و شیرهای توپی دو گزینه مختلف در بازار وجود دارد: دهانه کامل (Full Bore)، دهانه معمولی یا تبدیلی (Regular Bore, Reduced bore). برای انتخاب نوع درست باید مطمئن شوید که آیا به حداکثر افت فشار مجاز نیاز دارید یا خیر.

برای مثال اگر در انتهای یک خط لوله شیری برای تخلیه آب دارید، ممکن است اُفت فشار خیلی مهم نباشد بنابراین می‌توانید از شیر با دهانه تبدیلی استفاده کنید. اما اگر شیری در سیستم بخار دارید که بخار را به سمت توربین هدایت می‌کند، اُفت فشار برای عملکرد توربین یک مساله مهم محسوب می‌شود.

۴- کلاس فشار شیرآلات

در بسیاری از موارد کلاس فشار شیرآلات باید مطابق با کلاس فشار سیستم لوله‌کشی باشد. در غیر این صورت باید بدانید که کلاس فشار از ترکیب فشار، دما و متریال بدنه اصلی یا بونت شیر به دست می‌آید. برای اینکه کلاس فشار را به درستی تعیین کنید بسیار مهم است که فشار و دمای سیستم لوله‌کشی را بدانید. اگر کلاس فشار را مطابق با شرایط عملیاتی سیستم تعیین کنید، ممکن است شیر انتخابی شما نتواند در بدترین حالت دوام بیاورد.

۵- متریال بدنه و بونت

انتخاب متریال ساخت قسمت‌های اصلی شیرآلات (بدنه/بونت) بسته به نوع سیال داخل خط می‌باشد. یکی از وظایف اصلی مهندسی که شیر را انتخاب می‌کند بررسی سازگاری (مقاومت) متریال شیر نسبت به سیال داخل خط (گاز، بخار، مایع) می‌باشد. علاوه بر این شرایط طراحی سیستم لوله‌کشی باید در نظر گرفته شود (برای مثال ریخته‌گری در WCB محدودیت دمایی تا ۴۲۵ درجه سانتیگراد را دارد).
اگر متریال سیستم لوله‌کشی از قبل مشخص شده باشد، کار شما بسیار راحت است چراکه می‌توانید همان گرید متریال را برای شیرآلات خود انتخاب کنید. فراموش نکنید که شرایط محیط نیز می‌تواند عامل مهمی برای انتخاب متریال شیر باشد.

برای مثال ممکن است در اروپای مرکزی برای شیر کروی از کربن استیل A105 استفاده شود، در حالیکه ممکن است در روسیه به دلیل سردتر بودن در زمستان مجبور به استفاده از متریال LF2 باشید. در محیط‌های نمکی می‌توان برای بدنه شیر بجای استنلس استیل از آلومینیوم برنز استفاده کرد.

۶- متریال تریم

متریال تریم (اِستم/نشیمنگاه/دیسک یا توپ) به احتمال زیاد با متریال بدنه و بونت یکسان است، البته این موضوع به نوع سیال، طراحی سیستم و میزان نشتی بستگی دارد. زمانیکه درباره تریم صحبت می‌کنیم باید درباره انتخاب متریال سیلینگ (مانند گسکت‌ها، پکینگ‌ها و …) که مستقیماً به تریم متصل می‌باشد نیز صحبت کنیم.
عوامل دیگری که باید در نظر گرفت، نوع کاربری شیر و مدت زمان استفاده از آن است. بسته به این عوامل بهتر است متریال تریم را با گریدهای بالاتر انتخاب کنید. اگر در هنگام کارکرد شیر امکان ایجاد شرایط خلاء وجود داشته باشد، متریال و طراحی تریم متفاوت خواهد شد.

۷- میزان نشتی

یکی از مواردی که مستقیماً با تریم مرتبط است و اغلب فراموش می‌شود، ” حداکثر میزان نشتی مجاز ” می‌باشد. ممکن است کاربری‌هایی باشند که این موضوع در آن‌ها اهمیتی نداشته باشد، اما زمانیکه شروع به صحبت در مورد این نیازمندی می‌کنیم، باید مطمئن شویم که کدام استاندارد قابل اجراست.

۸- نوع اتصال

متداول‌ترین اتصالاتی که برای شیرآلات صنعتی وجود دارد عبارتند از رزوه‌ای یا پیچی (مانند NPT یا Gaz)، جوشی (SW یا BW) و فلنجی. معمولاً انتخاب اتصالات بسته به طراحی سیستم لوله‌کشی است. هنگام انتخاب نوع اتصال باید جنبه‌های ایمنی و تعمیر و نگهداری نیز در نظر گرفته شود. توجه داشته باشید که نوع اتصال شیرآلات باید با اتصالات خطوط لوله یکسان باشد. بر حسب تجربه گرایش بازار برای استفاده از انوع اتصالات انتهایی در صنایع مختلف ازین قرار است:

• سیستم‌های بخار نیروگاه‌ها: اتصالات جوشی (تا ۲ اینچ SW و بزرگتر از آن BW)
• پالایشگاه‌ها: فلنجی
• سیستم‌های گاز: جوشی
• سیستم‌های گرمایش خانه: پیچی (رزوه‌ای)
• سیستم‌های توزیع آب و فاضلاب: فلنجی

۹- اکچویتور (عملگر)

زمانیکه شیر مورد نظر خود را انتخاب کردید باید نحوه عمل کردن آن را نیز مشخص نمایید. متداول‌ترین عملگرهای شیر عبارتند از:

• اکچویتور دستی یا اهرمی
• اکچویتور الکتریکی
• اکچویتور پنوماتیک
• اکچویتور هیدرولیک
• اکچویتور خودفعال (که توسط نیروی سیال کار می‌کند)

توجه داشته باشید که برای اکچویتورهای الکتریکی، ولتاژها بسته به محل نصب متفاوت است. این موضوع باید هنگام انتخاب اکچویتور مشخص شود. سایز اکچویتورهای هیدرولیک و پنوماتیک به حداقل فشار هوا یا روغن بستگی دارد.

۱۰- رنگ شیرآلات

در بسیاری از پروژه‌ها مشخصات رنگ‌آمیزی یا کد رنگ‌ها تعیین شده است. انتخاب رنگ می‌تواند به عوامل مختلفی نظیر میزان مقاومت در برابر دما (دمای محیط و سیال)، مکان پروژه، کد رنگ‌ها، ضخامت رنگ مورد نیاز و … بستگی داشته باشد. گرچه این مورد اغلب در فرآیند انتخاب شیرآلات فراموش می‌شود اما یکی از عوامل مهم است.
در حالیکه معمولاً شیرآلات استنلس استیل یا آلومینیوم برنز به صورت بدون رنگ عرضه می‌شوند، اما در برخی تاسیسات که کد رنگ تعیین شده این شیرآلات را نیز رنگ می‌کنند.
عوامل دیگری که باید هنگام انتخاب شیرآلات صنعتی مد نظر قرار دهید عبارتند از:

• لوازم جانبی (سوئیچ‌های محدود کننده، رینگ‌های لنترن و …)
• نویز
• میزان تخلیه
• وزن
• ابعاد
• جهت نصب (افقی یا عمودی)

انتخاب شیرآلات مناسب برای پروژه می‌تواند کمی سخت باشد، اما نباید اینطور باشد. استفاده از این چک لیست ساده که نکات مهم و کلیدی در انتخاب شیرآلات در آن ذکر شده می‌تواند کمک خوبی در این زمینه باشد و کار شما را آسان‌تر کند.