مزایا و معایب شیر توپی یا بال ولو Ball Valve

مزایای شیر توپی یا بال ولو عبارتست از:

• باز و بسته شدن سریع با یک حرکت چرخشی 90 درجه (ربع گرد)
• اطمینان از ساختار بسیار محکم آن بدون نیاز به نیروی گشتاوری بالا
• داشتن یک طراحی متراکم و کم حجم (این تفاوت اصلی بین شیر توپی و شیر گیت
  Gate Valve یا دروازه ای است – که هر دو وسیله ای برای باز / بسته کردن می باشند.)

معایب بال ولو عبارتند از:

• این نوع شیر از قابلیت تنظیم و کنترل ضعیفی برخوردار است، زیرا برای انسداد و قطع جریان طراحی شده نه تعدیل آن. (برای شیرهای گلوب Globe Valves، این عملکرد ایده آل است.) کنترل جریان باعث می شود که سیت (Seat) به دلیل سرعت بالا و فشار زیاد جریان در شیر، تا حدی معرض فرسایش قرار بگیرد. این سایش و اصطکاک به مرور سبب نشت شیرها خواهد شد.

• از شیر توپی نمی توان برای عبور مخلوط مایع و جامد استفاده کرد زیرا تجمع ذرات معلق و باقی مانده باعث نشت دریچه می شود. این ذرات در حفره هایی در مجاورت بال Ball و سیت (Seat) حالت جامد پیدا کرده و سفت شوند. شیرهای توپی برای گازها و سایر جریانات مایع بسیار کارآمد هستند (حتی مواد شیمیایی نظیر کلر خشک، اسید هیدروفلوئوریک یا اسید هیدروکلریک، و اکسیژن را نیز به چالش می کشند.)
• ممکن است تمیز کردن آنها دشوار باشد (به جز طراحی های ورودی از بالا)

باز، بسته یا نیمه باز بودن موقعیت شیر را می توان با مشاهده وضعیت اهرم تشخیص داد:

• وقتی که اهرم هم تراز لوله است، شیر باز بوده و هنگامی که عمود بر لوله است، شیر بسته می باشد.
• در هر وضعیت دیگری، شیر نیمه باز (یا نیمه بسته) و در حال تعدیل جریان است.

شیرهای توپی متعلق به خانواده شیرهای “چرخش ربع گرد” یا “شیر چرخش 4/1” هستند. (همراه با شیر پروانه ای Butterfly Valve و شیر پلاگ Plug Valve)؛ زیرا عمل باز و بسته شدن با چرخاندن 90 درجۀ یک اهرم متصل به دیسک انجام می شود.

مشخصات کلیدی شیر توپی عبارتند از:

• API 6D ، BS 5351 (فورج)
•  ASME B16.34 (درجه بندی فشار و دما)
• ASME B16.5 / B16.47 (انتهای فلنج)
•  ASME B16.25 (پایانه های جوش)

شیر توپی چگونه کار می کند؟

توپ درون شیر دارای مجرایی است که هنگامی که کاملاً با دو انتهای شیر تراز شود، جریان آزادانه از طریق آن عبور می کند و هنگامی که مجرا کاملاً بر انتهای دستگاه عمود است، شیر به طور کامل مسدود می شود.

مجرا در هر وضعیت دیگری قرار بگیرد، جریان به طور جزئی قطع می شود.

شیر توپی Ball Valve در مقایسه با شیر دروازه ای Gate Valve

شیر توپی عملکردی مشابه شیر دروازه ای ندارد. تفاوت بین آنها در این است که اولی از یک توپ کروی برای باز و بسته کردن جریان استفاده می کند در حالیکه دومی از یک دیسکی که به روی سیت قرار گرفته است؛ در واقع این تفاوت مربوط به طراحی و فشردگی آنهاست.

شیر توپی Ball Valve در مقایسه با شیر گلوب Globe Valve

شیرهای توپی به اندازۀ شیرهای گلوب برای کنترل جریانات سیال دقیق نیستند زیرا به جای موقعیت های افزایشی، دارای چرخش های (0، 45 و 90 درجه) می باشند. علاوه بر این، اگر شیر در طولانی مدت در موقعیت نیمه باز (یا مکررا باز / بسته) قرار بگیرد، آسیب می بیند. (البته این مسئله ای برای شیرهای گلوب وجود ندارد).

انواع شیرهای توپی

شیرهای توپی را می توان با توجه به معیارهای مختلف طبقه بندی کرد:

• از لحاظ طراحی: فلوتینگ Floating یا شناور، ترونیون Trunnion و دابل بلک اند بلید Double Block and Bleed یا شیر انسداد و تخلیه
• تعداد پورت ها (ورودی): نوع استاندارد با 2 پورت (1 ورودی، 1 خروجی)، 3 طرفه نیز موجود است (1 ورودی و 2 خروجی یا برعکس)
• اندازه مجرا: مجرای کامل (Full Bore یا کاهنده Reduced Bore FB در مقابل RB)، و V شکل
• مونتاژ بدنه: یکپارچه (بدنه توپ از یک قطعه کست یا استیل فورج ساخته شده است)، 2 یا 3 قطعه (بدنه حاصل از مونتاژ دو یا سه قسمت مختلف است)
• مدخل توپ: ورودی جانبی یا ورودی بالایی
• نوع سیت: فلزی یا نرم (تفلون)

شیرهای توپی فلوتینگ Floating

در این نوع شیر توپی، توپ در مایع در حال جریان معلق است و با فشرده سازی دو سیتِ الاستومری در مقابل آن، در موقعیتش نگه داشته می شود. شافت نیز در بالای توپ وصل شده و اجازه می دهد تا با حرکت ربع گرد (90 درجه) از حالت باز به حالت بسته تغییر یابد.

وقتی که شافت حرکت می کند، یک باری بر روی توپ اعمال شده که سبب می شود در مقابل سیت فشرده شود.

این طراحی سبک و اقتصادی بوده و اندازه مجرای آن تا 10 اینچ مناسب است: اگر اندازه مجرا بیش از این باشد، سیت قادر به تحمل توپ های سنگین تر نبوده و شیر توپی نمی تواند عملکردی ایمن و کارآمد داشته باشد.

شیرهای فلوتینگ امکان باز و بسته جریان را به صورت دو طرفه (همانند نوع Trunnion) فراهم می کنند.

شیرهای توپی ترونیون Trunnion

شیرهای ترونیون برای مقابله با محدودیت های اندازه شیرهای فلوتینگ معرفی شده اند. در واقع، در این نوع شیرها، شافت، توپ و استوانه نگهدارنده به عنوان یك مونتاژِ واحد عمل کرده كه قادر به تحمل بارهای سنگین تولید شده توسط توپ هایی با ابعاد بزرگ هستند.

علاوه بر مزیت انعطاف پذیری در اندازه، شیر ترونیون دارای گشتاور کمتری در مقایسه با شیر فلوتینگ بوده (و از آنجا که محرک های کوچکتر و اقتصادی می تواند برای کار با شیر تعبیه شود، این ویژگی می تواند در صورت نیاز به فعال شدن دریچه، سودمند واقع شود).

شیر توپی از جنس استنلس استیل، نوع نصب شده بر روی ترونیون ورودی جانبی Side Entry در مقایسه با ورودی بالایی Top Entry

تفاوت بین ورودی جانبی و ورودی بالایی در یک شیر توپی چیست؟

این اصطلاحات مربوط به راهی است که به وسیله آن توپِ شیر و قسمتهای داخلی آن، از طرف پهلو (ورودی جانبی) یا از بالا (ورودی بالا) قابل دسترسی باشند.

شیرهای توپی فلوتینگ و ترونیون با طراحی “ورودی جانبی” و “ورودی بالا” در دسترس هستند.

Top Entry هنگامی مورد استفاده قرار می گیرد که فعالیت های مکرر نگهداری درون خطی در شیر انتظار می رود. این بدان علت است که شیرهای توپی ورودی بالا، امکان دسترسی آسانتر و سریعتر به توپ و برشِ شیر را در مقایسه با شیرهای ورودی جانبی فراهم می کنند. (که برای کارهای مشابه، نیاز به زمان و فضای بیشتری برای نگهداری نیاز دارند).

تفاوت های اصلی بین طراحی این دو شیر توپی وجود دارد:

• شیرهای توپی ورودی بالا، عموما با بدنه های کست استیل ساخته شده درحالیکه شیرهای ورودی جانبی با بدنه های فورج استیل ساخته می شوند.
• شیرهای توپی ورودی بالا دارای ساختاری یکپارچه بوده (ساخته شده توسط یک قطعه واحد) اما شیرهای ورودی جانبی مونتاژ دو یا سه تکه دارند.
• شیرهای توپی ورودی بالا به دلیل جنس بدنه شان، در مقایسه با شیرهای ورودی جانبی، نیاز به آزمایش های غیر مخرب بیشتری دارند.
• مونتاژ و ساخت شیرآلات ورودی جانبی نسبت به شیرآلات ورودی بالا آسانتر بوده زیرا که برای گروه دوم، جهت درستی انجام کار، به تجربه طولانی و استادکاری نیاز است.
• شیرهای توپی ورودی بالا معمولاً از نوع ورودی جانبی گرانتر بوده چرا که عملیات ریخته گری که برای ساخت بدنه آنها انجام می گیرد، مدت زمان زیادی را می طلبد.

سه طرفه 3-Ways

معمولا یک شیر توپی دارای دو ورودی (یا دو راه) است.
با این حال در برخی موارد، ممکن است یک شیر توپی 3 طرفه مورد استفاده قرار گیرد. این نوع شیر به جای دو پورت، دارای 3 پورت (ورودی) است.

این طرح چند منظوره برای انتقال مایعات از ورودی شیر اصلی به دو جهت مختلف مورد نیاز است، که هر یک توسط دو خروجی جداگانه انجام می شود. یکی دیگر از کاربردهای معمول شیر توپی 3 طرفه، داشتن خط جریان اصلی است که توسط دو ورودی جداگانه و جایگزین ارائه شده است.

توپِ یک شیر توپی 3 طرفه ممکن است دارای طرح L یا T باشد که در تصویر زیر نشان داده شده است. این نوع خاص از شیرهای توپی در طراحی فلوتینگ یا ترونیون، با هر نوع انتهای شیری (فلنج، سوکت یا اتصال رشته ای) و مواد مختلفی از پلاستیک گرفته تا کربن، آلیاژ و فولاد ضدزنگ موجود است.

شیر فول پورت Full port در مقایسه با شیر کاهنده Reduced Port

این مفاهیم به رابطه بین قطر مجرای شیر و سیستم لوله کشی متصل به آن اشاره دارد. جزئیات بیشتر:

“فول پورت” (FB) دارای اندازه مجرایی است (سوراخ توپ) که مطابق با سایز مجرای لوله متصل شده است. این شیرها افت فشار را که توسط شیرهای کاهنده Reduced Port ایجاد می شود، به حداقل می رسانند که البته حجیم تر، سنگین و گران نیز هستند. شیرهای FB نسبت به شیرهای RB برای کنترل جریان مناسب تر هستند.

شیر “کاهنده یا مجرای کاهش یافته” (RB) دارای اندازه مجرایی است که از اندازه مجرای لوله متصل به آن، کوچکتر است. جریانی که از طریق شیر در حال عبور است، در این حالت عموما بین 60 تا 70 درصد محدود می شود. این نوع شیرها سبب افت فشار در خط لوله می شوند.

مواد سازنده

این نوع شیرها با بدنه ای از جنس کست یا فورج (مونوبلاک یا اسپلیت) در دسترس هستند.

به طور کلی شیرهای کمتر از قطر 2 اینچ (5 سانتی متر)، دارای 2 قطعه از سه قطعۀ بدنه فورج هستند. (رایج ترین آن ASTM A105 برای سرویس با درجه حرارت بالا ، ASTM A350 LF2 و LF3 برای سرویس با درجه حرارت پایین وASTM A182 F304 ، F316 برای شیرآلات استیل ضدزنگ یا درجات بالاتر، مانند شیرهای دوبلکس ASTM A182 F51 و فوق العاده دوبلکس ASTM A182 F53 / F55).

بدنه های فورج برای شیرهای فشار قوی در مجراهای سایز بزرگ استفاده می شود (ساخته شده با بدنه اسپیلت 2 یا 3 قطعه).

نمونه هایی از شیرهای توپی فورج (سایز کوچک و شیر استیل ضدزنگ با بدنه فورج ، نصب شده بر روی ترونیون).

شیرهای با اندازه های بالاتر از 2 اینچ دارای بدنه کست (معمول ترین درجات ASTM A216 WCB برای سرویس با درجه حرارت بالا، ASTM A352 برای سرویس با دمای پایین و ASTM A351 CF8 ، CF8M برای شیرهای استیل ضدزنگ است).

انواع لوله گالوانیزه

لوله های گالوانیزه را بر اساس روش تولید به دو دسته ی گرم و سرد می توان دسته بندی کرد اما بر اساس وزن، لوله های گالوانیزه به سه دسته ی سبک، متوسط و سنگین تقسیم می شوند.

تفاوت لوله های گالوانیزه سرد و گرم

همان‌طور که گفته شد لوله های گالوانيزه از نوع لوله های درزدار هستند بدین معنا که ورق آهنی را به شکل لوله در می آورند و سپس محل اتصال ورقه های آهنی را با جوشکاری به هم متصل می کنند. معمولاً لوله های گالوانیزه را به دو نوع سرد و گرم می شناسند و تفاوت لوله های گالوانیزه گرم و سرد در روش تولید آن‌ها است. به پوشاندن سطح لوله های فولادی با فلز روی گالوانیزاسیون می گویند.

در روش گالوانیزاسیون گرم، لوله ها را درون وان مذاب روی قرار می دهند و این لوله ها با روی مذاب پوشانده می شوند که روش گالوانيزاسیون گرم سطحی براق و منعکس کننده را به لوله می دهد اما در روش سرد، لوله ها را درون محلول الکترولیت روی قرار می دهند و روی به روش الکترولیز بر سطح لوله گالوانيزه قرار می گیرد.

گالوانیزاسیون سرد باعث ایجاد روکشی مات بر روی لوله گالوانیزه می شود. در این روش ضخامت روی بسیار کمتر از ضخامت روی در روش گالوانیزاسیون گرم است. ضخامت روی در روش گالوانیزاسیون سرد در حدود 25 میکرون است. از لوله ی گالوانیزه سرد به علت ضخامت کم در مصارف خانگی استفاده می شود.

مزیت های گالوانیزاسیون گرم نسبت به گالوانیزاسیون سرد استحکام بیشتر، هزینه کمتر و راحت تر بودن انجام آن است اما در گالوانیزاسیون گرم میزان فلز روی مصرفی آن نسبت به روش سرد بیشتر است. به طور کلی گالوانیزاسیون برای پوشش نسبت به سایر روش ها مانند رنگ آمیزی لوله ها ، نیروی انسانی و هزینه کمتری می خواهد به همین دلیل دارای محبوبیت بیشتری نسبت به سایر روش ها است. مطالعه انواع لوله ها مانند لوله مانیسمان و لوله کیسینگ نیز راهنمای مفیدی است.

کاربرد لوله های گالوانیزه

لوله گالوانیزه همانند سایر لوله ها وظیفه انتقال سیال از محلی به محل دیگر را دارند. از اصلی ترین و مهم ترین کاربردهای لوله گالوانيزه انتقال سیالات (آب و گاز) در گلخانه ها و منازل است.

از دیگر کاربردهای این لوله می توان به استفاده در سازه های فلزی و دکل های مخابراتی، محافظت از کابل های شبکه و برق، پایه فنس، انتقال آب در صنایع کشاورزی حصار کشی مناطق مختلف زمین و در برخی موارد تخلیه فاضلاب اشاره کرد. این لوله ها را می توان به صورت توکار یا روکار استفاده کرد.

معمولاً لوله های گالوانیزه از داخل دچار زنگ زدگی می شوند که مشکلات فراوانی ازجمله پوسته پوسته شدن لوله ها، شکست لوله و تغییر مزه آب را در پی دارند. لازم به ذکر است امروزه در لوله کشی منازل، لوله های گالوانیزه جای خود را به لوله های پلاستیکی داده اند.

ویژگی های لوله های گالوانيزه

لوله ها گالوانيزه در بازار به طول شش متر در دسترس هستند. بعد از تولید، ابتدا و انتهای آن ها رزوه شده است و استاندارد دنده های این لوله طبق استاندارد NPT است و به وسیله دنده های پیچی که در ابتدا و انتهای لوله ها است، به هم متصل می شوند و سپس آب بندی می شوند.

تذکر: به هیچ وجه برای اتصال لوله های گالوانيزه، جوشکاری نباید انجام بگیرد زیرا حرارت جوشکاری باعث از بین رفتن روکش فلز روی این لوله ها شده و باعث تولید دود سفید می شود. این دود سفید موجب آلودگی محیط، مسمومیت و آسیب به دستگاه تنفسی می شود.

بر اساس روش تولید به دو دسته ی سرد و گرم تقسیم می شوند و بر اساس وزن، به سه دسته ی سبک، متوسط و سنگین تقسیم می شوند.

• از نوع لوله های درزدار هستند.
• از جنس آهن سفید نورد یا فولاد نرم هستند.
• دارای مقاومت کمتری در مقایسه با لوله آهنی هستند.
• قطر داخلی لوله های گالوانیزه از 1.2 تا 6 اینچ و ضخامت آن ها 2 و 2.5 اینچ است.
• دارای طول عمر بیش از 50 سال هستند.
• مقاومت بالایی در برابر زنگ زدگی و خوردگی دارند.
• دارای ساختاری واحد که باعث بالا رفتن استحکام و مقاومت در برابر ضربات می شود.
• کلیه اسیدهایی که خورنده فلز روی هستند باعث تخریب لوله های گالوانیزه می شوند.

قیمت لوله های گالوانیزه به فاکتورهای زیادی وابسته است که از مهم ترین آن ها می توان قیمت لوله خام، قیمت روی و هزینه های کارگاهی را نام برد. قیمت لوله خام نیز به دو صورت شاخه ای و وزنی اعلام می شود. با مطالعه درباره لوله داربستی و لوله فولادی اطلاعات بیشتری کسب کنید.

کاربرد انواع شیرآلات صنعتی

پیش از معرفی انواع مختلف شیرآلات صنعتی بهتر است نگاهی به کاربردهای اصلی این ولوها داشته باشیم:

• قطع و وصل جریان
• تنظیم فشار سیال
• جلوگیری از بازگشت سیالات عبور کرده
• ایمن نگه داشتن دستگاه ها
• کنترل مقدار جریان سیالات

در قسمت معرفی انواع شیرآلات پایپینگ، کاربردهای مذکور را بررسی و کاربردهای بیشتری را معرفی خواهیم کرد.

انواع مختلف شیرآلات پایپینگ و ولو

شیرآلات پایپینگ را می توان به دو روش کلی دسته بندی کرد که عبارتند از:

تقسیم بندی با توجه به نحوه کارکرد:

• شیر خودکار یا اتوماتیک (Actuator Valve): به تمامی شیرهایی که بدون نیاز به اپراتور یا دیگر منابع انرژی کار می کنند، ولو خودکار می گویند.
• شیر متصل به منبع انرژی: این شیرها با استفاده از انرژی الکتریکی موتور و یا هیدرولیکی پمپ، وضعیت جریان را بررسی می کنند و اگر نیاز بود، آن را تغییر می‌ دهند.
• شیر دستی (Manual Valve): شیرهای دستی همان طور که از نامشان پیداست، با نیروی دست اپراتور باز و بسته می شوند.

تقسیم بندی با توجه به ساختار:

• شیر کروی (Globe valve): این شیر به دلیل شکل ظاهری اش که کروی است، شیر کروی نامیده می شود. از این ولو می توان برای کنترل جریان استفاده کرد به طوری که جریان سیال بر خلاف شیر کشویی تغییر جهت می یابد اما این تغییر جهت، باعث ایجاد تلاطم می شود و به دلیل تغییر ناگهانی مسیر سیال، باز و بسته کردن آن، بسیار سریع تر از سایرین انجام می شود. لازم به ذکر است که جنس شیر کروی معمولاً فولاد زنگ نزن یا نیکل است.
• شیر سماوری (Plug valve): شیر سماوری یکی از انواع شیرآلات صنعتی است که با حرکت دورانی کار می کند و معمولاً برای کنترل جریان سیالات مورد استفاده است. المانی که در این ولو راه سیالات را مسدود می کند، به شکل استوانه یا مخروط با مجرایی برای عبور است.

• شیر کشویی یا شیر دروازه ای (Gate valve): شیرهای کشویی یکی از محبوب ترین شیرآلات صنعتی هستند که اکثراً در مکان هایی که بخواهند جریان سیال را کاملاً ببندند یا باز کنند، به کار می روند. از مزیت های این ولو می توان به کم بودن افت فشار در طول آن اشاره کرد که همین باعث شده برای لوله های طولانی از استفاده شود. زمانی که گیت کاملاً پایین باشد، سیال به دلیل برخورد با آن و تغییر مسیر، دچار تلاطم و افت فشار می شود. همچنین شایان ذکر است که شیر کشویی دو نوع چاقویی و گوه ای دارد.
• شیر سوزنی (Needle valve): نام شیر سوزنی از شکل دیسکش گرفته شده زیرا دیسک این ولو متشکل از یک میله مخروطی نازک است که ظرافت و کنترل دقیقش سبب شده تا در پروژه های مهمی مانند آزمایشگاه های پتروشیمی به کار گرفته شود. همچنین جالب است بدانید که این شیر از لحاظ ساختاری، خود، جزو شیرهای کروی به حساب می آید.

• شیر دیافراگمی (Diaphragm valve): این ولو سه قسمت بدنه، دیافراگم و سرپوش دارد. دیافراگم، مجرای عبور سیال را کم و زیاد و در کل می توان گفت که مقدار سیال را تنظیم می کند. استفاده از شیر دیافراگمی برای سیستم هایی با درجه حرارت بالا توصیه نمی شود زیرا در دماهای زیاد، دیافراگم ذوب می شود پس بهتر است از این نوع شیر در دما و فشار پایین استفاده شود.
• شیر پروانه ای (butterfly valves): این مدل یکی از پرکاربردترین شیرآلات صنعتی در صنایعی مانند نفت و گاز و پتروشیمی است. ساختار شیر پروانه ای از یک صفحه مدور و یک بدنه معمولی است. صفحه مدور، دور میله ای 90 درجه می چرخد و به وسیله یک اهرم به قسمت حرکت دهنده وصل است که این محرک می تواند برقی یا دستی باشد. از ویژگی های این ولو می توان به حداکثر رساندن سرعت سیال در کمترین زمان، قابلیت کنترل، آسانی کاربرد، قیمت پایین و … اشاره کرد.

• شیر یکطرفه (check valve): شیرهای یک طرفه، از انواع شیرآلات پایپینگ بدون بازگشتی هستند که برای جلوگیری از حرکت سیال در خلاف مسیر موردنظر مورد استفاده اند. این ولوها، جریان بدون مانع و بستن مسیر در صورت پایین بودن فشار را ممکن می کنند و در صنعت و وسایل خانگی کاربرد دارند.
• شیر اطمینان (safety valve): دیگ های بخار، کمپرسورها، توربین ها و دیگر تاسیسات تحت فشار، ممکن است بعضی اوقات خراب شوند و باعث بالا رفتن بیش از حد فشار دستگاه ها شوند که در این حالت خسارات مالی و حتی جانی به همراه دارد. برای جلوگیری از این اتفاق از شیرهای ایمنی استفاده می شود تا در صورت بالا رفتن فشار به صورت خودکار باز شوند و مقداری از محتوا را خالی کنند تا فشار پایین بیاید. شیرهای اطمنیان به سه دسته safety, relief, safety relief تقسیم می شوند.

اجزای سازنده ساختار شیرآلات صنعتی

برای شناخت کامل شیرآلات صنعتی باید اجزای سازنده آنها را بشناسیم که در ادامه آنها را نام خواهیم برد.

• بدنه (Body): بدنه درواقع محفظه ای توخالی برای عبور سیالات است که به خطوط لوله متصل می شود و شامل اجزای درونی شیر است. جنس این بدنه معمولاً از پلاستیک است اما گاهی از برنج، برنز، چدن، فولاد و … نیز استفاده می شود.
• نشیمنگاه (Seat): نشیمنگاه در واقع همان سطح داخلی بدنه است که به دلیل تماس با عضو مسدودکننده جریان، عمل آب ‌بندی را انجام می‌ دهد.
• کلاهک (Bonnet): کلاهک کامل کننده بدنه است و به صورت اتصال فلنجی یا رزوه‌ ای به آن وصل می ‌شود. در اغلب مواقع بعد از قرار دادن اجزای داخلی شیر، برای بستن و حفظ همه این اجزا از کلاهک استفاده می کنند اما بعضی شیرها مانند شیر توپی یا سماوری کلاهک ندارند.
• ساقه (Stem): ساقه یا استم میله ای است که وظیفه انتقال نیرو از سمت اپراتور به عضو مسدودکننده را بر عهده دارد. نکته حائز اهمیت در این قطعه این است که شکل انتهای ساقه باید به صورتی باشد که دیسک در جای خود نچرخد و به هیچ عنوان از دیسک جدا نشود.
• هندل یا عملگر (Handle or Actuator): شکل ظاهری این جزء مانند فرمان است و با چرخاندن آن با دست، می توان شیر را باز یا بسته کرد اما بعضی شیرها مثل ولوهای اتوماتیک، نیاز به هندویل ندارند.

• مهره (Hand-Wheel Nut): با استفاده از مهره‌، هندل به استم سفت می‌شود و جنس آن از فولاد ساده کربنی در نظر گرفته می‌شود.
• عضو مسدودکننده (Obturator): این عضو قسمتی از شیر است که همان طور که از نامش پیداست، قطع و وصل کردن جریان را عهده دار است. این قطعه در هر شیر شکل متفاوتی دارد مثلاً در شیر سماوری مخروطی، در شیر توپی کروی و در گیت ولو به شکل گوه است.
• واشرها (Gaskets): در شیرهایی که بدنه، کلاهک و … با فلنج متصل می ‌شوند، بهتر است به منظور آب بندی، بین این فلنج ها گسکت‌ قرار گیرد. شایان ذکر است که هنگام انتخاب واشر باید به این نکته توجه کرد که گسکت موردنظر باید بتواند فشار سیال آن شیر را تحمل کند.

نکات انتخاب صحیح ولو مورد نیاز

حال که با انواع شیرآلات صنعتی به طور کامل آشنا شدیم، شاید این سوال برای شما پیش بیاید که چگونه می توان بین شیرهای نام برده شده، بهترین آنها را انتخاب کرد؟ در انتهای این مقاله نکات مهمی را که باید هنگام انتخاب ولو رعایت کرد را نام خواهیم برد:

• نوع کاری که انتظار داریم شیر انجام دهد: مثلاً توجه به این که آیا می خواهیم شیر در دما و فشار بالا کار کند یا خیر و یا شیر باید به صورت کامل بسته شود یا خیر، می تواند انتخاب ما را تحت تاثیر قرار دهد.
• اندازه شیر: نکته مهم دیگری که نباید نادیده بگیریم، اندازه است که باید اندازه لوله و ظرفیتش محاسبه شود تا در ادامه حجم شیر مورد نیاز انتخاب شود.
• دمای سیال: هنگام انتخاب شیر باید به درجه حرارت سیال توجه ویژه ای داشت. به همین منظور استانداردهایی برای انواع ولوها وجود دارد تا بتوانیم بهترین گزینه را در این مورد انتخاب کنیم.
• افت فشار: زمانی که ولوی در خطوط لوله نصب می شود به دلیل تغییر جهت سیال و اصطکاک لوله، فشار افت می کند که اگر به آن توجه نشود، ممکن است شیر نامناسبی را انتخاب کنیم.

• ماده سازنده شیر: در مورد سیال هایی که به دلیل زنگ زدگی یا رسوبات می توانند شیرها را دچار خورندگی کنند، باید برای جلوگیری از این امر شیر را از جنس پلاستیک انتخاب کرد و یا با شیشه یا سرامیک پوشاند. جالب است بدانید موادی که در شیرها به کار می روند معمولاً برنز، آلیاژهای چدن، نیکل، فولاد، مس، آلومینیوم، تیتانیوم و … هستند.
• سیستم محرکه شیر: یکی دیگر از مسائلی که هنگام انتخاب شیر تاثیر می گذارد، سیستم به کار اندازی شیر است که امکان دارد هیدرولیکی، مکانیکی و یا برقی باشد. محرک ،در واقع قسمتی از شیر است که فرمان ها را تبدیل به انرژی مکانیکی می کند و سبب باز یا بسته شدن شیر می شود .فرمان های برقی اما به دلیل هزینه بالایی که دارند، چندان معمول نیستند.

با توجه به مواردی که از ابتدا تا کنون ذکر کردیم، شناخت انواع شیرآلات پایپینگ اهمیت زیادی هنگام احداث خطوط لوله دارد و اگر به نکاتی که نام بردیم توجه نشود، امکان وقوع خسارات جبران ناپذیری وجود دارد.

در ابتدا به معرفی فلنج پرداخته و در بخش های بعدی با ویژگی های اتصالات فلنجی و انواع مختلف فلنج و محل های کاربرد آن ها آشنا می شویم. همان طور که می دانید روش های متفاوتی به منظور اتصال لوله و اقلام آن به یکدیگر و یا به تجهیزات دیگر مانند پمپ، لرزه گیر و … وجود دارد. یکی از روش های متداول جوشکاری است اما روش های دیگری نیز وجود دارد، که یکی از این موارد اتصالات فلنجی است.

فلنج ها به صورت قطعه ای دیسکی شکل هستند که همیشه به صورت جفت به کمک پیچ و مهره دو قطعه را به یکدیگر متصل می سازد و به آسانی باز و بسته می شوند. این قطعات برای فشارهای کم و زیاد مناسب هستند و در آن ها آب بندی بین دو فلنج توسط گسکت (آب بند) که در بین آن ها قرار داده می شود انجام می گیرد. جنس فلنج ها معمولا از فولاد و آلیاژهای آن و یا از چدن و سایر مواد ساخته می شود.

ویژگی های اتصال به وسیله انواع فلنج

انواع فلنج که به علت ویژگی های منحصر به فرد خود از پر کاربرد ترین اتصالات در صنعت هستند. اتصالات به وسیله فلنج دارای ویژگی ها و مزیت هایی هستند که برای انتخاب فلنج ها در صنایع مختلف نیاز است تا با آن ها آشنا شویم. در ادامه به برخی از ویژگی های فلنج اشاره می کنیم.

مهمترین ویژگی اتصالات توسط انواع فلنج، قابلیت جداسازی آن است. به زبان ساده این بدان معناست که در حالت معمولی در صورتی که دو عدد لوله را که به یکدیگر جوش داده شده اند، داشته باشیم و بخواهیم آن ها را جدا کنیم، باید برشکاری انجام شده و دوباره جوشکاری کنیم. این درحالی است که با استفاده از فلنج ها، از آن جایی که اتصال توسط پیچ و مهره صورت می گیرد، می توانیم با باز و بسته کردن پیچ و مهره ها جداسازی را به راحتی انجام دهیم.

نحوه اتصال توسط فلنج ها به صورت ساده به شرح زیر است:

• به هر یک از دو قسمت لوله یک فلنج اتصال داده می شود (تجهیزات لوله کشی مثلا پمپ ها همراه فلنج هستند).
• دو فلنج از قسمت سطح فلنج (Face) روبروی یکدیگر قرار می گیرند.
• سپس توسط پیچ و مهره ها به یکدیگر متصل و فشرده می شوند.

نکته ای که در اتصال به وسیله فلنج ها باید در نظر داشته باشیم مسئله آب بندی بین سطوح است که جهت جلوگیری از نشتی بین آن ها از واشر آب بندی(گسکت) استفاده می شود.

انواع مختلف فلنج ها در سایز ها، جنس ها و کلاس های فشاری خاصی تولید شده و به فروش می رسند. به طور کلی ویژگی هایی که باید درباره فلنج ها و مشخصات کلی آن ها بدانیم در ادامه آمده است. لازم به ذکر است که این ویژگی ها معمولا روی بدنه فلنج حک می شوند:

• نام تجاری تولید کننده فلنج
• سایز نامی لوله (قطر خارجی لوله که فلنج به آن جوش داده می شود.)
• مقدار فشار قابل تحمل (کلاس فشاری فلنج)
• شکل سطح فلنج (مهم ترین قسمت تشکیل دهنده یک فلنج است.)
• سوراخ ها (گاهی به عنوان ضخامت دیواره نیز بیان می شود.)
• مواد تشکیل دهنده فلنج
• شماره یا کد مربوط به عملیات حرارتی صورت گرفته بر روی فلنج

انواع فلنج

فلنج ها انواع مختلفی دارند که در این بخش تعدادی از پر کاربردترین آن ها را نام برده و معرفی می کنیم.

فلنج گلودار

فلنج گلودار (Weld Neck Flange) نوعی از فلنج‌ بوده که دارای گردنی مخروطی شکل و متصل به مرکز خود است.

فلنج کور

فلنج کور (Blind Flange) همانند یک دیسک است که جهت مسدود کردن مسیر عبور سیالات در انتهای مسیر خط لوله استفاده می‌شود به همین دلیل فلنج کور برخلاف سایر فلنج‌ها، مقطعی برای عبور مایعات ندارد.

فلنج ساکت ولد

جهت اتصال فلنج و لوله، پس از قرارگیری لوله در داخل فلنج های ساکت ولد ، از بیرون جوشکاری فیلت (Fillet Weld) انجام می‌شود.

فلنج دنده ای (رزوه ای)

فلنج رزوه­ ای (Threaded Flange) که با نام فلنج دنده­ ای نیز شناخته می‌شود، دارای رزوه­ هایی در درون خود است و به ‌صورت پیچی به لوله مورد نظر متصل می ­گردد.

فلنج اسلیپون

این فلنج به ‌وسیله جوشکاری به لوله متصل می‌شود. جهت متصل کردن لوله و فلنج اسلیپون ، ابتدا لوله در درون فلنج قرار می‌گیرد و سپس از داخل و خارج به روش Fillet جوشکاری می‌شود تا آب ‌بندی بهتری داشته باشند.

فلنج رینگ جوینت

فلنج رینگ جوینت (RTJ) یکی از انواع فلنج ‌ها است که دارای یک شیار بر روی بدنه خود است. این شیار یا فرورفتگی در سمت سطح (Face) فلنج وجود دارد و باعث می شود تا این فلنج آب ‌بندی مناسبی در دما و فشار بالا داشته باشد.

برای استعلام قیمت انواع فلنج ها با کارشناسان فروش ما تماس بگیرید.

کاربرد های اتصال به وسیله انواع فلنج

به علت ویژگی های شرح داده شده درباره انواع فلنج برای آن ها کاربردهای زیاد و مختلفی وجود دارد که در ادامه به تعدادی از آن ها اشاره شده است:

• اتصال به شیرها و دیگر اقلامی که در مسیر لوله قرار داشته و نیاز به تعمیرات احتمالی و نگهداری زیاد وجود دارد.
• اتصال لوله به تجهیزات مانند مخازن تحت فشار، پمپ ها ، کمپرسورها و… .
• تغییر متریال در لوله.
• اتصال به تجهیزات ابزار دقیق که نیاز به تعمیرات احتمالی و یا کالیبراسیون دارند.
• کلیه موارد دیگری که نیاز به جداسازی اتصالات وجود دارد.

فلنج ها از قطعات بسیار مهم برای متصل کردن قسمت های مختلف مورد استفاده در لوله کشی هستند. کاربرد فلنج در صنایع مختلف بسیار گسترده بوده و بر خلاف انتظار تنها محدود به لوله کشی های ساختمان و نیروگاه ها نمی شود. به دلیل کاربرد وسیع فلنج ها و انواع مختلفی که دارند، انتخاب فلنج و خرید فلنج مناسب برای استفاده مورد نظر در صنعت، بسیار دارای اهمیت است.

در ابتدا به این پرسش پاسخ می دهیم که فلنج چیست؟ تعریف فلنج را به زبان ساده می توان در ادامه مشاهد کرد.

فلنج‌ ها در دسته ی اتصالاتی هستند، که خطوط لوله انتقال (با هر نوع سیال) را به یکدیگر متصل می کنند. فلنج ها در کنار اتصال خطوط لوله به یکدیگر، قابلیت متصل کردن شیرآلات را به لوله‌های جوش داده شده، دارند. فلنج ها قطعاتی معمولا فولادی به شکل دیسک هستند که به راحتی از هم جدا می شوند و دارای انواع مختلفی نیز هستند. در فلنج برای اینکه از نشتی سیال جلوگیری شود، از درزبند (Gasket) استفاده می شود که خود انواع مختلفی دارد.

در اینجا لازم است به این پرسش پاسخ دهیم که فلنج ها از چه جنسی ساخته می شوند؟

به طور معمول جنس فلنج ها بر حسب لوله ای که قرار است به آن متصل شوند، مشخص می گردد. به عبارتی می توان گفت مواد اولیه تولید هر دو یکسان است. با علم به این نکته، جنس فلنج ها معمولا از فولاد و آلیاژهای آهنی مثل چدن، استیل و … است.

و در این بخش به این پرسش پاسخ دهیم که مزیت اتصال فلنجی چیست؟

از جمله قابلیت های مفید فلنج می توان اتصال لوله به تجهیزات لوله کشی دیگر مانند لرزه گیر، شیرآلات، پمپ و … را نام برد. مهم ترین مزیت فلنج ها قابلیت اتصال ساده آن ها است که می توان به راحتی آن ها را باز یا بسته کرد و این مزیت باعث تفاوت اصلی فلنج ها با سایر روش های اتصال و کاربرد فلنج در صنایع مختلف می شود.

در ادامه این مطلب نگاه عمیقی به کاربرد فلنج در صنایع مختلف می‌ اندازیم. همان طور که پیش تر اشاره شد، کاربرد فلنج بسیار گسترده بوده و محدود به یک صنعت خاص نیست. پیش از بررسی کاربرد های فلنج در صنایع مختلف، با کلاس بندی فلنج ها و انواع آن ها آشنا خواهیم شد.

کلاس بندی فلنج و استاندارد های آن

اتصالات به وسیله فلنج می توانند دارای قابلیت های تحمل فشار و  ابعاد متفاوتی باشند. به منظور یکسان سازی فاکتور های مختلف مربوط به فلنج ها، کلاس بندی های فشاری و استاندارد های ابعادی خاصی به وجود آمده اند که در ادامه آن ها را معرفی می کنیم.

• کلاس بندی فشار مطابق استاندارد ASME B16.5

مطابق این استاندارد فلنج های فولادی و آلیاژ های آن به كلاس های 150، 300، 400، 600، 900، 1500 و 2500 تقسیم بندی می شوند كه این اعداد ماكزیمم فشار برحسب PSI هستند. فلنج ها در حداكثر دمای مجاز می توانند این مقدار فشار را تحمل كنند. همچنین، هر 1 PSI معادل 6.9 کلیو پاسکال است.

• کلاس بندی فشار مطابق استاندارد DIN

استاندارد مورد نظر برای فلنج ها بر اساس PN مطابق DIN 2527 است. در این استاندارد فلنج هایی با قابلیت تحمل فشار 10 بار، 16 بار، 20 بار و … وجود دارد.

• کلاس بندی فشار مطابق استاندارد API (6A-6B-6BX)

فلنج های منطبق بر این نوع استاندارد، دارای قابلیت تحمل فشار بیشتری نسبت به فلنج های گروه ANSI هستند. فلنج ها بر اساس کلاس بندی فشار مطابق استاندارد API (6A-6B-6BX) به كلاس های 2000، 3000، 5000، 10000 و 15000 تقسیم می شوند.

انواع فلنج و کاربرد فلنج

فلنج قطعه ایی دیسکی شکل است که نوعی مرسوم از اتصال به شمار می رود و معمولا به صورت جفت، برای اتصال دادن لوله ها، شیرآلات و دستگاه ها استفاده می شود.

فلنج ها بر اساس ویژگی ظاهری، کاربرد و نحوه اتصالشان به لوله یا قطعه مورد استفاده در صنایع لوله کشی انواع مختلفی دارند. در ادامه به معرفی تعدادی از انواع فلنج ها پرداخته ایم.

• فلنج های گلودار جوشی (Weld Neck): یکی از پرکاربردترین انواع فلنج های فولادی است که دارای یک گلویی بلند است و قسمت گلویی آن به لوله فولادی جوشکاری می شود.
• فلنج های ساکت ولد (Socket Weld): فلنج های ساکت ولد تقریبا به صورت تخت است و نوع جوشکاری آن ها به صورت ساکت ولد است. فلنج ساکت ولد یک فضای تورفتگی دارد که لوله در آن قرار می گیرد و سپس جوشکاری بر روی آن انجام می شود که این امر باعث می شود تا این نوع فلنج از آب بندی بسیار خوبی برخوردار باشد.
• فلنج های رینگ جوینت (RTJ): فلنج رینگ جوینت (RTJ) یکی از انواع فلنج‌ها است که دارای یک شیار بر روی بدنه خود است. این شیار یا فرورفتگی در سمت پیشانی یا همان سطح فلنج وجود دارد و باعث می‌شود تا این فلنج آب‌بندی مناسبی در دما و فشار بالا داشته باشد که از ویژگی های خوب آن است.
• فلنج های دنده ای (Threaded): فلنج های دنده ای ویژه ی اتصال به لوله های گالوانیزه هستند و در این نوع فلنج هیچ گونه جوشکاری بین فلنج و لوله نداریم. فلنج دنده ای قطعه ای دیسکی شکل بوده که با استفاده از پیچ و مهره لوله را به شیرآلات و سایر تجهیزات متصل می کند و اتصال آن با لوله به صورت رزوه ای است.
• فلنج ته کوب (Stub End): این نوع از فلنچ یعنی فلنج ته کوب، یکی از انواع فلنج هایی است که بیشتر در فشار های پایین و غیر حساس کاربرد دارد. فلنج ته کوب یکی از ارزان ترین نوع فلنج ها بوده و در محل های غیر حساس که فشار کاری پایین است، به کار می رود. این فلنج در کنار فلنج لپ جوینت به کار می رود. در ادامه تصویر این فلنج را می توانید مشاهده کنید.

کاربرد فلنج در صنایع مختلف

حال پس از آشنایی با انواع مختلف فلنج و استاندارد های موجود برای آن، به مبحث اصلی این مطلب یعنی کاربرد فلنج می رسیم. کاربرد فلنج در صنعت بسیار گسترده و وسیع است و در این مطلب تنها امکان اشاره به صورت خلاصه به موارد کاربرد فلنج وجود دارد. کاربرد عمومی و کلی فلنج در واقع متصل نمودن لوله ها به سایر تجهیزات و اقلام مرتبط با پایپینگ مانند تجهیزات ابزار دقیق، ضربه گیر ها، مخازن تحت فشار، شیرآلات، کمپرسور، پمپ و … است.

در این بخش به توضیح کاربرد فلنج در صنایع مختلف می پردازیم و با کاربردهای وسیع فلنج آشنا می شویم.

• کاربرد فلنج در صنعت نفت و گاز

کاربرد فلنج در صنعت نفت و گاز به علت کاربرد گسترده و استفاده زیاد از لوله و لوله کشی زیاد است چرا که در خطوط لوله کشی نفت و گاز، استفاده از اتصالات مناسب دارای اهمیت بالا است. در این صنعت از فلنج های مختلفی استفاده می شود که از این میان می توان : فلنج گلو دار جوشی، کور، لبه دار، جوشی محفظه ای، دنده ای و روکار را نام برد. این فلنج ها برحسب نوع کاربری در بخش های مختلف این صنعت به کار می روند.

• کاربرد فلنج در صنعت غذایی

صنایع مواد غذایی استفاده بالایی از خطوط لوله کشی و تجهیزات اتصال دارند. از آن جایی که تجهیزات مورد استفاده در این صنعت باید قوانین بهداشتی سخت گیرانه ای را رعایت کنند، نیاز به خطوط لوله ای دارند که در مقابل خوردگی و آلودگی های سطحی مقاومت بالایی داشته باشند. همچنین مطلوب است که امکان تعویض، بررسی و تعمیرات قسمت های مختلف به راحتی فراهم باشد که اتصالات فلنجی این امکان را فراهم می کنند.

همان طور که اشاره شد، برای رعایت اصول بهداشتی، نیاز است تا  لوله ها، مخزن های نگهدارندی مواد، تجهیزات موجود در خطوط لوله به صورت مداوم و مرتب بررسی و ضدعفونی شوند. دلیل مناسب بودن اتصالات فلنجی این است که قابلیت جداسازی ساده دارند و در اتصال آن ها جوشکاری وجود ندارد. عدم استفاده از جوشکاری، احتمال بالای خوردگی در لوله ها در محل جوش را به همراه ندارد.

• کاربرد فلنج در ساخت محفظه خلا

امروزه به صورت رایج از سیستم­ های خلا در صنایع مختلف استفاده می شود. از کاربردهای تحقیقاتی و آزمایشگاهی گرفته تا کاربرد های روزمره مانند جاروبرقی. در این سیستم­ ها کاربرد فلنج خلا (Vacuum flange) در انتهای تیوب، متصل کردن محفظه­ های مختلف و پمپ ­های خلا به یکدیگر است که بسیار دارای اهمیت است.

• کاربرد فلنج در اتصال دکل های مخابراتی

نکته مهم در دکل های مخابراتی این است که ابزار استفاده شده در ساخت این دکل­ ها باید توانایی تحمل وزن چند تنی این مجموعه را داشته باشند. نکته جالب توجه این است که در اتصال بخش­‌های مختلف دکل­ ها از فلنج ­ها استفاده می ­‌شود. نوع دیگری از فلنجها که فلنج هدایت کننده امواج هستند نیز در این صنعت استفاده می شود. کاربرد فلنج­ هدایت کننده امواج در دکل ­های مخابراتی، به عنوان متصل کننده بخش‌­های مختلف آنتن‌­ها است.

• کاربرد فلنج در تجهیزات بیمارستانی

فلنج در تجهیزات پزشکی و بیمارستانی نیز کاربرد فراوان دارد. از آنجایی که کپسول­ های اکسیژن در تعداد زیاد به منظور کمک به تنفس بیمارها استفاده می­‌شوند باید به امنیت آن ها توجه بسیار داشت. احتمال نشتی یا انفجار کپسول اکسیژن از جمله خطراتی است که وجود دارد و در هنگام انتخاب کپسول لازم به توجه است.

کاربرد فلنج در کپسول های اکسیژن بسیار مفید است. در این کپسول­ ها در قسمت­‌ انتهایی از فلنج استفاده می­‌شود تا احتمال بروز خطرات نشتی و انفجار، کاهش داده شود.

• کاربرد فلنج در تجهیزات آتشنشانی

در سیستم­‌ های به کار رفته برای آتشنشانی (سیستم اطفا حریق) آب و در برخی مواقع دیگر سیالات با فشار بسیار بالا جریان دارند. همچنین تجهیزات مورد استفاده برای اطفا حریق عموما در مجاورت دماهای بالا قرار می­گیرند. به دلیل مجاورت این سیستم ها با فشار ها و دما های بالا  استفاده از ابزاری که بتواند این شرایط دشوار را تحمل کند دارای اهمیت است. کاربرد فلنج در شیر های آتشنشانی، اتصالات لوله‌­ها و شیرهای باز و بسته کردن آب است و فلنج بسیار در این صنعت کاربردی است.

• کاربرد فلنج در صنعت آب و فاضلاب

کاربرد فلنج به طور کلی در سیستم­ های انتقال سیالات و انواع خطوط لوله کشی و به صورت گسترده در لوله­ های انتقال آب می­‌باشد. جنس فلنج با توجه به فاکتور های مختلفی از جمله سیالی که در آن جریان دارد، فشار کاری خط لوله و … تعیین می­‌گردد. فلنج ها به علت دارا بودن مزیت های بسیار از جمله: نشتی بسیار کم سیال، مقاومت در برابر خوردگی و نصب و جداسازی آسان دارای اهمیت و کاربرد های فراوان در صنایع مختلف از جمله صنعت آب و فاضلاب دارند.

انواع شیر دروازه ای  

کست استیل Cast Steel

کست استیل رایج ترین نوع شیر دروازه ای بوده که با API 600 (کربن و آلیاژ استیل) و API 603 (استیل ضد زنگ و درجه بالاتر) پوشانده می شود. این نوع شیر در اندازه های بالاتر از 2 اینچ (5 سانتیمتر) و حداکثر 80 اینچ (200 سانتیمتر) موجود است.

فورج استیل Forged Steel

شیر فورج استیل گیت ولو به طور کلی برای لوله کشی های مجرای کوچک (کمتر از 5 سانتیمتر) استفاده می شود. مشخصات پوششی آن عبارتست از: API 602 و BS 5352

 API 6Dبرای خط لوله ها

این شیر دروازه ای برای خطوط لوله ها بوده و در دو طرح اصلی، اسلب Slab و Expanding وجود دارد.

بست فشار Pressure seal

شیر بست فشار گیت ولو برای کاربردهای فشار قوی بوده و متداول ترین آنها گوۀ انعطاف پذیر و شیر موازی یا کشویی است. آنها معمولاً با بدنه های کست یا فورج، در ابعاد 2 تا 24 اینچ (5 تا 60 سانتیمتر) و درجه فشار از 600 # به 4500 # در دسترس بوده و با جوش سوکت یا جوش لب به لب، برای اطمینان از اتصالات محکم فلنج، پایان بندی می شوند.

برای کسب اطلاعات بیشتر خواندن مقاله شیر پروانه ای (Butterfly Valves) پیشنهاد میشود.

نوع چاقویی Knife Type

شیر دروازه ای چاقویی ابتدا در صنعت خمیر کردن کاغذ معرفی شد؛ جایی که شیرهای انسداد به دلیل ماهیت مایعات منتقل شده در فرآیند تولید کاغذ، نمی توانستند به درستی کار کنند. این نوع شیرها هرگز نباید به عنوان دریچه های تعدیل کننده برای تنظیم جریان مورد استفاده قرار گیرند؛ چون عبور جریان سیال از طریق دریچه نیمه بسته، تا حدودی لرزش ایجاد کرده و سبب سائیدگی دیسک و سیت می شود. لذا شیرهای چاقویی باید مانند همه انواع شیرهای دروازه ای به صورت کاملاً بسته یا باز استفاده شوند (شیرهای کروی یا گلوب برای تنظیم جریان توصیه می شوند). این نوع شیر برای محافظت در برابر اثر ضربات چکشی آب، از سرعت باز و بسته شدن بسیار کندی برخوردار است. شیر چاقویی را می توان از آهن تا فولاد ضدزنگ و در اندازه های بین 2 تا 24 اینچ (5 تا 60 سانتیمتر) – معمولا با بدنه کست – با درجات فشار کم (<300 پوند) تولید کرد.

انواع مختلفی از این نوع شیر دروازه ای وجود دارد. مانند سیت نرم (نوع ارتجاعی با سیت الاستومری)، سیت فلزی (سیت و دیسک، مهر و موم فلزی شده اند)، انواع دروازه کشویی Slide Gate و کلاهکی Bonneted

یک شیر چاقویی سیت فلزی (سمت چپ)، یک شیر چاقویی سیت ارتجاعی (سمت راست)

تفاوت آن با طراحی های استاندارد عبارتست از:

• شیر استاندارد با اتصالات جوش فلنج، لب به لب و سوکت در دسترس بوده اما نوع چاقویی عمدتا اتصالات لاگ یا ویفری دارد.
• شیر استاندارد یک بسته بندی با حلقه V شکل دارد که شافت متصل به دروازه را به خوبی به آن مهر و موم می کند اما نوع چاقویی با یک بسته بندی غده ای شکل به اطراف دروازه متصل شده است.
• شیرهای دروازه ای دو طرفه هستند، در حالی که نوع چاقویی معمولاً یک طرفه است.
• شیر چاقویی مقطع عرضی کمتری نسبت به شیر دروازه ای ANSI که حجیم تر و پالاینده است، دارد.
• نوع چاقویی سبک تر و ارزان تر از انواع API و ASME می باشد.

برای آشنای با انواع دیگر شیرها میتوانید مقاله شیر سماوری و شیر دیافراگمی را بخوانید.

نمودار شیر دروازه ای

نمودار شير دروازه ای، طرح مونتاژ استاندارد این شیر را نشان می دهد. بسته به پیکربندی قطعات آن، تغییراتی در طراحی ممکن است داشته باشد:

• مواد سازنده بدنه: فورج یا کست
• طراحی و اتصال کلاهک: می تواند استاندارد یا بست فشار Pressure Seal (دریچه های فشار قوی) و یا پیچ شده و جوش داده شده و … باشد.
• پایانه های اتصال: شیرآلات دروازه ای با طرح های پایانه ای متعددی در دسترس هستند (جوش سوکت و رشته ای برای شیرهای دروازه ای فورج و جوش لب به لب برای شیرهای دروازه ای با بدنه کست)
• نوع گوه: جامد / انعطاف پذیر / تفسیم شده / موازی
• نوع استم (Stem): بالارونده / غیربالارونده
• قاعده تولید: شیرآلات استاندارد API در مقایسه با استاندارد EN اندکی طراحی متفاوتی دارند.
• نوع عملکرد شیر: دستی / دنده ای یا پنوماتیک / هیدرولیک / برقی

نمودار شیر دروازه ای، قسمت های اصلی آن را برای لوله کشی نشان می دهد.

انواع گوه

تصویر زیر نشان می دهد که چگونه گوۀ شیر دروازه ای با یک حرکت عمودی (که می تواند به صورت دستی یا توسط یک محرک اداره شود) جریان سیال را باز و بسته می کند.

گوه بین دو سیت موازی (یا مایل) قرار دارد که عمود بر جریان است. جریان سیال از طریق شیر های دروازه ای به صورت افقی جریان پیدا کرده و در معرض افت فشار نیست. گوه ها می توانند انواع مختلفی داشته باشند:

• گوه جامد (Solid-Wedge) : در این مورد گوه با یک قطعه فولادی جامد تولید می شود.
• گوه انعطاف پذیر(Flexible-Wedge): در این نمونه، دیسک برای افزایش توانایی شیر در اصلاح تغییرات در زاویه بین سیت ها، محدود می شود.
• گوه تقسیم شده (Split-Wedge) : (دیسک برای تنظیم گوه بروی سیت، ساختمانی دو تکه دارد)
• گوه موازی – کشویی (Parallel-Slide Wedge)

انواع استم Stem

شیر دروازه ای ممکن است دارای یک استم بالارونده باشد (هنگام باز شدن شیر، استم بالا می رود) یا دارای استم غیر بالارونده باشد (هنگام باز شدن شیر به طرف بالا حرکت نمی کند).

طراحی OS&Y در مقایسه با IS&Y

اصطلاح ” OS&Y ” مربوط به شیرهای دروازه ایست. این اصطلاح به این معنی است که وقتی دسته ی شیر برای باز یا بسته کردن دریچه چرخانده می شود، به دلیل ارتباطی که با استم شیر دارد، دیسک را مستقیماً بالا و پایین می برد. در یک “شیر OS&Y”، در حالی که دسته در حالت ثابت قرار دارد، استم به خودی خود در خارج از بدنه شیر، از مسیری قابل روئیت بالا و پایین می رود. وقتی استم بالا می رود، دیسک داخل بدنه شیر، از سیت بالا رفته و اجازه می دهد جریان سیال از طریق دریچه (دریچه باز) جریان یابد. بنابراین با وجود شیر دروازه ای OS&Y، وضعیت واقعی شیر (بسته یا باز) همیشه برای اپراتورها مشهود است.

از طرف دیگر، وضعیت شیر برای “شیرهای IS&Y” بلافاصله قابل مشاهده نیست، زیرا در هنگام چرخش دسته، استم در خارج از بدنه شیر بالا و پایین نمی رود.

مواد سازنده شیر دروازه ای

بدنه

بدنه شیرهای دروازه ای کمتر از 2 اینچ (5 سانتیمتر) معمولاً از جنس فورج استیل ساخته شده است (رایج ترین درجات مواد بدنه ASTM A105 برای سرویس با درجه حرارت بالا، ASTM A350 برای سرویس با دمای پایین و، ASTM A182 F304 / F316 برای سرویس خورنده می باشد).

در عوض بدنه شیرهای دروازه ای با اندازه مجرای بالاتر از 2 اینچ از جنس کست استیل ساخته شده است (درجات اصلی کست ASTM A216 WCB برای سرویس با درجه حرارت بالا، ASTM A351 برای شرایط دمای پایین و ASTM A351 CF8 و CF8M – به عبارت دیگر شیرهای دروازه ای 304 و 316 استیل ضد زنگ هستند).

تریم TRIM

در مجموع قسمت های قابل جابجایی و قابل تعویض شیر به عنوان “تریم” تعریف می شوند (برای شیر دروازه ای: سیت، دیسک، قسمت پشت سیت و استم)

مشخصات API 600 تعدادی از ترکیب های استاندارد تریم مطابق جدول زیر تهیه شده است:

انتخاب ماده

ابعاد شیر دروازه ای

جداول ابعاد و وزن شیرآلات دروازه ای API 600 را نشان می دهد (کلاهک پیچ شده / استم (Stem) بالارونده)

CLASS 150 ابعاد به اینچ (میلی متر)

CLASS 300 ابعاد به اینچ (میلی متر)

CLASS 600 ابعاد به اینچ (میلی متر)

CLASS 900 ابعاد به اینچ (میلی متر)

CLASS 1500 ابعاد به اینچ (میلی متر)

CLASS 2500 ابعاد به اینچ (میلی متر)

این شیر از جمله قطعاتی است که به صورت خودکار عمل می کند، یعنی هیچگونه دسته شیر مانندی در خارج از آن به منظور باز و بسته کردن شیر وجود ندارد.

انواع شیر یک طرفه

شیر یک طرفه لولایی Swing check valve

چک ولوها معمولا دارای يك قطعه‎ی مسدود‎کننده صفحه‎ای هستند كه به لولايی خارج از صفحه سیت (seat) متصل است و با حركت شبه آونگی خود مسير عبور سيال را باز يا مسدود می‎كند. درپوش و بدنه توسط پیچ و مهره به هم متصل شده اند. آب بندی به صورت فلز به غیر فلز انجام میگرد. برای استفاده از مواد غیر خورنده، مایعات، گاز و بخار در صنعت آب، فاضلاب، نیروگاه ها و صنایع کاربرد دارد.

شیر یک طرفه فشاری Lift Check Valves

طراحی سیت (seat) بسیار شبیه شیرهای کروی است اجزا این نوع شیر یک طرفه شامل یک پیستون یا یک کره است که به جای دیسک به کار می رود. کره یا پیستون در این شیرها کاملا” در سیت (seat)  قرار می گیرد و هم به صورت عمودی، هم افقی می توانند در خط لوله نصب شوند. نحوه عملکرد آن ها بر اساس اصل جاذبه است به این صورت که هنگامی جریان در زیر سیت (seat) ایجاد می شود کره را از جدا سیت (seat) می کند وسیال از اطراف توپ عبور می کند و در صورت توقف یا برگشت جریان، کره یا پیستون به دلیل نیروی جاذبه موجود به پایین می آید، به سیت (seat) می چسبد و باعث آب بندی و جلوگیری از بازگشت جریان می شود. با توجه به این ساختار و عملکرد این نوع از شیر های یک طرفه برای سرویس هایی که در آنها جریان، فشار و سرعت بالایی دارد و ویسکزیته ی سیال بالا باشد مناسب هستند.

شير يك طرفه ديسكي Disk Check Valve

شير يكطرفه ديسكي داراي 4 قسمت تشكيل دهنده است:

• بدنه
• مجرابند (ديسك)
• فنر
• نگهدارنده فنر

در شیر یک طرفه دیسکی مجرابند در محلي كه وجود دارد، با زاويه 90 درجه در جهت مسير سیال حركت كرده و ميزان حركت آن توسط فنری كه در پشت مجرابند قرار گرفته است كنترل می گردد . بدنه به گونه ای طراحي شده است كه دور تا دور مجرابند را در بر مي گيرد.

شير يك طرفه ديسكي را در مواردي كه جريان ضربه اي (پالسي) سنگيني در خطوط وجود دارد نبايد مورد استفاده قرار داد. براي مثال نبايد در قسمت خروجي كمپرسورهاي رفت و برگشتي از اين نوع شير يك طرفه ها استفاده نمود چون ضربات متعدد بر روي مجرابند مي تواند موجب از بين رفتن نگهدارنده فنر شده و نهايتاً باعث تمركز زيادي بر روي فنر گردد و آنرا از بين ببرد.

شیر یک طرفه کره‌ای Sphere Check Valves

شير يك طرفه کره ای در دو نوع كره اي افقي و عمودي وجود دارد. در نوع عمودي مسير جريان مستقيم است و اين شير بيشتر در جاهائي كه قطع جريان به صورت فوري لازم باشد بكار مي رود. نحوه كار اين نوع شيربدين صورت است كه مسير سيال ورودي يك كره را در داخل سيال معلق نگه داشته و سيال از اطراف آن به طرف ديگر مي رود و وقتي كه جريان سيال برعكس شود كره مورد نظر در سیت (seat) خود نشسته كه مانع از عبور سيال به طرف ورودي مي شود. از مزاياي اين نوع شير يك طرفه می توان به استفاده ازآنها در سيالاتي كه ويسكوزيته آنها بسيار زياد است اشاره کرد.

کاربرد چک ولو ها

پمپ آب

شیر های یک طرفه معمولا بعد از انواع پمپ آب مورد استفاده قرار می گیرند. پمپ های تغذیه یا انژکتور هایی که آب بویلرهای بخار را تأمین می کند از شیرهای یک طرفه برای جلوگیری از برگشت جریان استفاده می کنند. شیرهای یک طرفه هم چنین در پمپ هایی استفاده می شود که آب را برای اسلایدهای تامین آب تامین می کنند.

پروژه های صنعتی

در هواپیما و هوافضا در جایی که لرزش، دما و خورندگی مایعات زیاد است از شیر یک طرفه برگشتی استفاده می شود. برای مثال، از فضاپیماها و موشک های پرتاب کننده جهت سیستم کنترل واکنش (RCS) و سیستم های کنترل نظارت (ACS) و سیستم هیدرولیک هواپیما به کار برده می شود.

هم چنین چک ولو معمولا” در جایی که گازهای مختلف با هم ترکیب می شوند و به یک جریان گاز ختم می شوند به کار برده می شود. شیر یک طرفه بر روی هر جریان گاز منحصر به فردی برای جلوگیری از ترکیب گازها به حالت اولیه نصب می شود. برای مثال اگر یک سوخت و اکسید کننده جهت اطمینان حاصل کردن از اینکه سیلندر اصلی گاز خالص و غیر قابل اشتعال باقی می ماند، استفاده می شود.

مصارف خانگی

شیر های یک طرفه یا چک ولوها در سیستم های گرمایشی خانگی جهت جلوگیری از انتقال عمودی، مخصوصا در ترکیب با تاسیسات حرارتی خورشیدی که به عنوان ترمز های گرانشی نیز شناخته می شوند، کاربرد دارند. سیستم های جمع آوری آب باران که در تامین آب اصلی قرار می گیرد ممکن است نیاز به یک یا چند شیر یک طرفه جهت جلوگیری از آلودگی عرضه آب اولیه توسط آب باران را داشته باشند. جک های هیدرولیک نیز برای ایجاد فشار بر روی بالابر های جک از شیر های یک طرفه استفاده می شود.

کنترل ولو چیست یا شیر کنترل Control Valve

کنترل ولو ها همانطور که نامشان نیز مشخص است برای کنترل جریان سیال مورد استفاده قرار می گیرند. شیرهای کنترل اتوماتیک بوده و عملگر آن ها در یکی از سه نوع الکتریک، هیدرولیک و یا پنوماتیک تولید می شود. عملگر های پنوماتیکی به وسیله فشار هوا عمل می کنند و خود دارای دو نوع پیستونی و دیافراگمی هستند. لازم است که شیر کنترل حتما به صورت اتوماتیک عمل کند زیرا در صورتی که به طور دستی باز و بسته شود دیگر نام کنترل برای این شیر معنای درستی نخواهد داشت. نحوه کنترل توسط کنترل ولو بدین صورت است که، کنترل ولوها قابلیت پذیرش دستورالعمل را دارند، پس میزان فشار مورد نظر برای خط لوله را برای شیر کنترل تعیین کرده و شیر مدام اختلاف فشار جریان عبوری و فشار تعریف شده را کنترل می کند و متناسب با این اختلاف فشار دریچه کنتر ولو بازتر و یا بسته تر می گردد تا فشار عبوری و تعیین شده یکسان و اختلاف فشار آن ها نیز صفر شود. شیر کنترل دارای دو نوع شیر با حرکت خطی و شیر با حرکت دورانی است که هردو آن ها از لحاظ عملکرد یکسان بوده و تنها از ساختمان بندآور متفاوت هستند به طوری که با مشاهده ظاهری امکان تشخیص آن ها از یکدیگر وجود ندارد.

شیر کنترل با حرکت خطی

شیر کنترل هایی که بندآور آن ها با حرکت خطی سبب کنترل جریان می شود، دارای ویژگی های خاصی بوده و همچنین برای جریان ها و سیالات با خصوصیات مشخص کاربرد دارند که این ویژگی ها به شرح زیر است:

• دارای مسیر پر پیچ و خم است.
• در دسته شیر های Low Recovery است.
• امکان استفاده در دبی های پایین را دارند.
• دارای طراحی های مختلفی از Trim است.
• برای فشار های بالا مناسب است.
• غالباً به صورت رزوه ای و یا فلنجی ساخته می گردد.
• Bonnet آن قابل جداسازی است.

شیر کنترل با حرکت دورانی

شیرهایی که بندآور آن ها به وسیله حرکت دورانی مسیر جریان را کنترل می کند، از لحاظ ظاهری با شیر های خطی یکسان هستند و تنها نحوه حرکت بند آور آن به هنگام چرخش دستگیره شیر متفاوت است. ویژگی های این نوع شیر کنترل و جریان سیال جاری در آن بدین صورت است:

• دارای مسیر Stream Lined است.
• در دسته شیر های High Recovery قرار می گیرد
• دارای ظرفیت بیشتری نسبت به شیر خطی است.
• سایش و خوردگی در این نوع شیر کمتر است.
• می توانند برای سیالاتی که دارای گل و لای هستند استفاده شوند.
• امکان طراحی بدون فلنج را دارد.
• معمولاً Bonnet آن یکپارچه است.

همچنین نگهداری و تمیز کردن قطعات و لوله ها از رسوبات این جامدات و ناخالصی ها هزینه های بسیار زیادی را برای کارخانه ها و صنایع گوناگون به همراه دارد، که گاهی ممکن است این تمیز کردن ها به موقع انجام نگیرد و یا به دلیل وجود اتفاقی قطعه ای بزرگ به قسمتی از سیستم لوله کشی آسیب جدی وارد شود که تعمیر آن علاوه بر تحمیل هزینه های بالا ممکن است احتیاج به تعویض و بازسازی قسمتی از لوله ها و یا قطعات دیگر را داشته باشد و در نتیجه موجب توقف کار کارخانه برای چندین روز شود. می توانید برای آشنایی با انواع لوله های فولادی مقاله راهنمای خرید لوله را مطالعه کنید.

استرینر چیست؟

متوقف کردن کار به نوبه خود و جدا از هزینه تعمیر، هزینه های ناشی از عقب ماندگی کارکرد را نیز بر دوش صاحبان صنایع گوناگون باقی می گذارد. پس برای جلوگیری از خسارت های جدی که نیاز به تعمیر اساسی دارد و همچنین زیاد کردن فاصله زمانی تمیز کردن سیستم از رسوبات جا مانده در لوله ها، از قطعه ای به نام صافی یا استرینر (Strainer) استفاده می کنند.

صافی یا استرینر یکی از پر کاربرد ترین و ضروری ترین قطعات مورد استفاده در لوله کشی ها به خصوص برای صنایع نفت گاز و پتروشیمی ها و هر پروژه دیگری که جداره های داخلی سیستم به واسطه جریان سیالات شیمیایی خورنده طی گذر زمان جدا شده و به صورت ذرات ریز در سیستم جاری می شوند، است. علاوه بر خوردگی های جداره های داخلی که موجب ایجاد رسوب می گردد، گاهی مواد ناشی از جوشکاری لوله ها که به داخل ریخته شده و یا حتی موارد اتفاقی دیگر نیز ممکن است جامداتی را در لوله ها باقی بگذارد پس بهتر است در اکثر سیستم های لوله کشی از صافی استفاده شود. همانطور که گفته شد وجود جامدات معلق در سیستم ها آسیب های فراوانی به همراه دارد که این آسیب ها برای توربین ها و پمپ ها نسبت به دیگر قطعات جدی تر است. شما میتوانید قیمت استرینر را در بخش فروشگاه آیروپارس ببینید.

انواع صافی ها در لوله کشی

صافی ها دارای دو نوع Y-Type و T-Type هستند؛ که همانند دیگر تجهیزاتی که با حروف انگلیسی نام گذاری می شوند نشان از شباهت ظاهری این دو قطعه با حروف Y و T انگلیسی دارد. اجزای اصلی تشکیل دهنده این قطعه کاربردی عبارتند از؛ بدنه، فلنج برای اتصال، سبد توری و شیر تخلیه. در سیستم هایی که دما و فشار آب پایین باشد از بدنه چدنی و در سیتم هایی که تحت فشار دما و فشار بالای سیالات است از بدنه فولاد کربن و یا فولاد ضد زنگ استفاده می کنند.

استرینر Y-Type

از این نوع صافی بیشتر در سیستم های لوله کشی مایع و گاز و برای لوله های دارای قطر کمتر از 4 اینچ استفاده می شود، که نسبت به صافی T-Type ظرفیت کمتری برای نگهداری گل و لای و رسوبات دارد. بنابرین باید فاصله زمان های تمیزکردن و رسوب زدایی این صافی کمتر باشد و همچنین بهتر است برای تمیز کاری Y-Type از روش فشار بخار استفاده شود. نحوه تمیز کردن صافی بسیار آسان بوده و احتیاجی به باز کردن کامل صافی از فلنج نیست بلکه تنها کافی است درپوش توری را برداشته، توری را خارج کرده و اقدامات لازم جهت تمیز شدن آن را انجام داد.

در رابطه با نحوه قرار گیری صافی Y-Type در سیستم های لوله کشی نیز باید گفت که این صافی توانایی قرار گیری در هر دو حالت افقی و عمودی را دارا است. نکته مهم در رابطه با نصب این نوع  اهمیت قرار گیری سبد توری در پایین ترین قسمت است تا بتواند تمام رسوبات را در انتهایی ترین قسمت جمع آوری کند. اگر در لوله کشی های گاز از این صافی استفاده شود باید حتما به صورت افقی نصب گردد و سبد نیز به صورت افقی قرار می گیرد تا از جمع شدن مایعات و در نتیجه خوردگی سبد جلوگیری شود.

استرینر T-Type

همانطور که گفته شد از این نوع برای لوله های با قطر بزرگتر از 4 اینچ استفاده می کنند پس بدیهی است که نسبت به صافی Y-Type از لحاظ انداز نیز بزرگتر باشد. بزرگ تر بودن این صافی امکان ایجاد افت فشار را نیز افزایش می دهد؛ بنابراین بهتر است در لوله کشی های انتقال مایعات از T-Type استفاده شود. مزیت اصلی آن که به صافی سبدی نیز شناخته می شود، امکان جمع آوری و نگهداری بیشتر رسوبات است که فاصله زمان تمیز کاری و تعویض توری را طولانی تر می کند. همچنین بازرسی این قطعه جهت کنترل و یا تعویض نیز بسیار ساده است و با برداشتن درپوش آن امکان دسترسی به توری ایجاد می شود.

صافی سبدی در لوله کشی های افقی مورد استفاده قرار می گیرد و همانطور که گفته شد به دلیل امکان افت فشار بهتر است در لوله کشی مایعات از آن استفاده گردد. نوع دیگر صافی سبدی که بهتر است برای مایعات شیمیایی قوی تر که رسوبات بیشتری را طی جریان در لوله ها تولید می کنند، مورد استفاده قرار می گیرد صافی سبدی دوپلکس نام دارد؛ که شامل دو توری و سبد در مقابل هم و یک شیری انحرافی است. زمانی که سبد اول از رسوبات پر شود جریان به کمک شیر انحرافی به سمت فیلتر دوم هدایت می شود و به این صورت بدون قطع جریان می توان سبد اول را خارج و تخلیه نمود.

به طور کلی اتصالات لوله (Fittings) دسته ای از تجهیزات صنعتی هستند که به همین منظور تولید می شوند و خود دارای دو دسته کلی دیگر با نام های اتصالات فورج و اتصالات جوشی هستند. در ادامه درباره نیپل لوله چیست و انواع خواهیم پرداخت.

اتصالات فشار قوی (Buttweld)

همانطور که در بالا نیز اشاره شد، اتصالات فشار قوی دسته ای از اتصالات لوله هستند که خود به دو دسته اتصالات فشار قوی ساکت ولد و اتصالات فشار قوی دنده ای تقسیم می شوند. تفاوت این دو دسته در نوع ساخت و همچنین در نحوه اتصال آن ها به لوله و شیرآلات است. اتصالات فشار قوی ساکت ولد دارای یک برآمدگی در داخل خود هستند که این فرورفتگی محل قرار گرفتن و ثابت شدن لوله است. پس از قرار گرفتن لوله درون این نوع اتصالات آن را از خارج جوش می دهند تا ثابت شده و آب بندی نیز اتفاق بیافتد. در اتصالات فشار قوی دنده ای همانطور که از نامشان نیز مشخص است هر دو سمت و در بعضی موارد حداقل یک سمت آن ها دارای رزوه است. اتصالات فشار قوی دنده ای امکان اتصال به لوله ها و یا مقاطع رزوه ای را دارا هستند. گاهی برای اینکه آب بندی به طور کامل صورت گیرد، از جوش بر روی محل اتصال نیز استفاده می کنند اما همانطور که گفته شد اساس اتصال این دسته از اتصالات به صورت پیچی است.

زانویی ها، سه راهی ها، مهره ماسوره، نیپل و بوشن از اتصالات فشار قوی هستند که در هر دو نوع دنده ای و ساکت ولد تولید می شوند. در این مقاله قصد داریم به توضیح بیشتر و جامع تری در رابطه با نیپل لوله بپردازیم.

نیپل لوله چیست؟

نیپل لوله (Nipple) یکی از اتصالات فشار قوی است که نوع دنده ای آن رایج تر نسبت به نوع ساکت ولد آن است و در موقعیت هایی که قصد تغییر قطر لوله و اتصال به لوله ای با قطر کوچکتر و یا بزرگتر را داریم استفاده می گردد. برای ساخت نیپل همانند دیگر اتصالات از قسمتی از لوله استفاده می کنند بنابراین ویژگی های نیپل با ویژگی های لوله ای که از آن ساخته شده، همسان است.

انواع نیپل لوله ها

به بیان بهتر نیپل ها در هر دو نوع درزدار و بدون درز ساخته و در بازار موجود هستند برای مثال اگر از نیپل لوله در سیستم لوله کشی که سیال شیمیایی در آن جاری است استفاده می کنیم، بهتر است نیپل لوله از لوله مانیسمان ساخته شده باشد. برای دیگر موقعیت ها نیز، همانند انتخاب تجهیزات دیگر باید شرایط محیط و سیال را در نظر گرفته و سپس نسبت به انتخاب نیپل لوله اقدام نماییم. رده، ضخامت و دیگر موارد نیز بسته به لوله ای است که نیپل از آن تولید شده است. نیپل لوله بسته به اینکه هر دو سمت و یا تنها یک سمت آن دارای رزوه باشد، با نام های نیپل دو سر دنده و نیل یک سر دنده نیز شناخته می شود و به عنوان رابط بین دو لوله از این قطعه استفاده می کنند. نیپل ها در کلاس های 3000، 6000 و 9000 جای می گیرند. سوئج نیپل (Swage Nipple)، هگز نیپل (Hex Nipple) و نیپل لوله ای (Barrel Nipple) از دیگر انواع نیپل لوله هستند. سایز رایج نیپل لوله از 2/1 اینچ تا 3 اینچ است.

شعاع بلند و کوتاه

اتصالات زانویی به دو گروه تقسیم شده و مسیری را که تغییر جهت میدهند، مشخص می کنند. این مسیر از لاین مرکزی یا خط وسط یکی به انتهای طرف مقابل می رسد. این فاصله که به شعاع مرکزی معروف است، معادل شعاعی است که زانویی از آن خم می شود. این فاصله برای زانویی شعاع بلند، به طور خلاصه LR همیشه 1.5 برابر اندازه اسمی لوله یا به عبارتی 1.5 برابر قطر لوله است:

 “1.1/2 x اندازه اسمی لوله (NPS) (1.1/2D)”

در حالی که مقدار آن برای یک زانویی شعاع کوتاه، به طور خلاصه SR به اندازه اسمی لوله یا برابر طول لوله است.

در تصاویر زیر می توانید فاصله شعاع مرکزی دو نوع زانویی را مشاهده کنید.
(حرف A فاصله را نشان می دهد)

1. 90°-LR: = 1.1/2 x 2(NPS) x 25.4 A=76.2 mm
2. 180°-LR: = 2 times the 90° LR elbow A=152.4 mm
3. 90°-SR: = 2(NPS) x 25.4 A=50.8 mm
4. 180°-SR: = 2 times the 90° SR elbow A=101.6 mm

زانویی های سه بعدی که به عنوان نمونه هستند مطابق زیر محاسبه میشوند:

D3) X 2(NPS) X 25.4)

زانویی 45 درجه

عملکرد یک زانویی 45 درجه مانند یک زانویی 90 درجه بوده اما اندازه ی ابعاد آن با 90 درجه متفاوت است.

شعاع زانویی 45 درجه، مشابه شعاع زانویی 90 درجه است (LR 1.1 / 2D). اما ابعاد شعاع مرکزی آن با 90 درجه متفاوت است. این مقدار برابر فاصله B در تصویر است که از هر وجه به نقطه تقاطع خطوط مرکزی عمود به یکدیگر، اندازه گیری می شود. این به دلیل کم بودن درجه خمیدگی آن است. شعاع زانویی کمتر از 45 درجه، موجود نیست.

استانداردها

کاربردی ترین مدل مربوط به زانویی جوشی 90 درجه شعاع بزرگ و زانویی جوشی 45 درجه است. موقعی از زانویی جوشی 90 درجه شعاع کوتاه استفاده می شود که فضایی کمی در اختیار باشد. عملکرد زانویی 180 درجه، تغییر جهت 180 درجه جریان است. هر دو نوع LR و SR دارای ابعاد مرکزی دو برابر، مطابق با زانویی های 90 درجه هستند. این اتصالات معمولاً در کوره یا سایر واحدهای گرمایشی یا سرمایشی استفاده می شوند.

ابعاد، ابعاد آستانه تحمل و تصاویر بیشتر را می توان در فهرست اصلی “اتصالات” یافت.

علاوه بر زانویی های مشخص شده، زانویی کاهنده Reducing نیز وجود دارد که قطر دایره انتهای آن متفاوت است. از آنجا که این زانویی برای بسیاری از تهیه کنندگان به دلیل قیمت بالا و مدت زمان تحویل طولانی یک کالای استاندارد نیست، امکان استفاده از زانویی “معمولی” با کاهنده جداگانه وجود دارد.

درجات دیگری از زانویی را می توان مطابقت استاندارد یک زانویی، ماشین کاری کرد. به عنوان مثال نوعی شعاع بزرگ با سه برابر اندازه اسمی (3D) در دسترس است.

ابعاد، ابعاد آستانه تحمل و غیره برای زانویی های شعاع بلند و کوتاه در ASME B16.9 تعریف شده است.

لینک دانلود استاندارد

ضخامت دیواره زانویی ها

سست ترین نقطه روی یک زانویی، شعاع داخلی آن است. ASME B16.9، فقط ابعاد شعاع مرکزی و برخی ابعاد آستانه تحمل نسبت به زاویه 90 درجه را استاندارد سازی می کند. ضخامت دیواره در محل خط جوش، استاندارسازی شده است (اما در بقیه زانویی خیر). اصول استاندارد بیان می کند که حداقل آستانه تحمل در حدود 12.5٪ از حداقل ضخامت دیواره لوله سفارش داده شده، می باشد. حداکثر آستانه تحمل فقط در انتهای اتصالات مشخص می شود.

بسیاری از ارائه دهندگان زانوهای جوش لب به لب (و سه راهی) یک برنامه ضخامت بیشتری را ارائه می دهند تا ضخامت دیواره به اندازه کافی باشد که پس از تشکیل، باقی بماند.