شیر تخلیه یا PSV یکی از تجهیزات ایمنی در صنعت است. که مانع از قرار گرفتن لوله ها، شیرآلات، مخازن تحت فشار
و… در شرایط فشاری بیش از فشار طراحی می شود. بنابراین انتخاب PSV بسیار مهم بوده و باید با احتیاط کامل صورت
پذیرد.
کاربرد شیر اطمینان :
یک شیر اطمینان شیری است که توسط یک فنر بسته شده است.
با رسیدن فشار پشت شیر به یک فشار استاتیکی مشخص عمل کرده و به سرعت باز می شود.
این عملPOP شیرهای اطمینان معمولاً برای سیالات تراکم پذیر کاربرد دارد.
با مشخص بودن مساحت سطح مجرابند و اندازه نازل می توان مشخص نمود که چه حجم سیال از شیر خارج خواهد شد.
در ابتدا باید اندازه نازل خروجی (که اُرفیس نامیده می شود) محاسبه گردد.
در صنعت، مخازن تحت فشار بایستی بوسیله دریچه اطمینان محافظت شوند.
نکات لازم در انتخاب شیر اطمینان
دریچه های اطمینان را باید طوری انتخاب کرد که در صورت بهم خوردن تعادل در فشار مخزن، شیر اطمینان باز شده و
مقادیری اضافی مایع یا گاز را خارج کند.
در مواردی که فشار علاوه بر امکان بهم خوردن تعادل در شرایط کاری در معرض خطرات آتش سوزی و یا انفجار نیز
هستند
باید این شیرها طوری انتخاب شوند که نه فقط در فشار معینی باز گردند بلکه ظرفیت آنرا را داشته باشند
تا مقدار زیادی مایع یا گاز داخل مخزن را که در اثر حرارت تغییر حالت داده است را به خارج منتقل کنند.
چگونگی طراحی شیر اطمینان
شیرهای اطمینان در فشاری در حدود ۱۰% بیش از فشاری که مخزن باید نگه دارد
درحدود بالاترین فشاری که مخزن می تواند تحمل کند طراحی می شوند.
در مخازن ضد انفجار ،فشار مخزن نباید از ۲۰% فشار طراحی بالاتر برود.
شیرهای اطمینان به عنوان وسیله ای مناسب جهت جلوگیری از ازدیاد فشار ناگهانی در موتورخانه ها، کارخانه ها و بطور کلی انواع سایت-های صنعتی و برای انواع سیالات از قبیل گاز، بخار، آب و یا هوای فشرده استفاده می گردند.
محدودیت فشار در اینگونه کاربردها معمولاً ناشی از فشار قابل تحمل تجهیزات، لوله ها و دستگاه-ها و یا محصولات تولیدی و همچنین مسائل مرتبط با حفظ ایمنی افراد
می باشد .
اصطلاحاً به محدوده فشار کارکرد امن (Safe perating limits for pressure) و یا SOL/P معروف است.
نحوه باز شدن شیرهای اطمینان
نحوه باز شدن شیرهای اطمینان و مشخصات کاری آنها ارتباط مستقیم با نحوه طراحی قطعات داخلی شیر دارد.
در اغلب موارد این طراحی بگونه ای انجام می گیرد که پس از شروع باز شدن شیر اطمینان در اثر ازدیاد فشار، در اثر خاصیت (POP Action) این عمل به سرعت تشدید
شده تا زمانی که شیر کاملاً باز گردد.
شیرهای اطمینان بوسیله آزاد کردن مقداری از سیال به واحد (یا به درون خطوط) عملیات ایمن سازی را انجام می دهند.
شیرهای فشار کجا نصب می شوند؟
شیرهای فشار در جاهایی که حداکثر فشار کاری بوجود می آیند نصب می گردند. درسیستم-های تولید بخار، شیرهای اطمینان برای جلوگیری از افزایش فشار بر روی
بویلرها نصب می گردند.
اصطلاحات شیرهای اطمینان
Over Pressure بالاترین فشار:
فشاری است که شیراطمینان در وضعیت کاملاً باز قرار می گیرد و حداکثر ظرفیت تخلیه خود را دارا می باشد.
واضح است که این فشار بالاتر از فشار نقطه تنظیم Set pressure می باشد و مقدار آن با توجه به کاربردها و استانداردهای مختلف، متفاوت می باشد.
استاندارد BS 5500 این مقدار اختلاف فشار را در مورد سیستم های بخار و گاز برابر حداکثر ۱۰% درصد فشار تنظیمی شیر اطمینان در نظر می گیرد.
شیرهای اطمینان در فرآیندهای که ممکن است در اثر ازدیاد فشار به محصول و یا تجهیزات خسارتی وارد شود از بروز این خسارات جلوگیری می کنند.
Blow Down پایین ترین فشار:
مقدار اختلاف فشار پایین تر از نقطه تنظیم شیر اطمینان است که جهت بسته شدن کامل و محکم شیر اطمینان پس از باز شدن و سپس برگشت سیستم به فشار
عادی مورد احتیاج می باشد.
این پارامتر به Reset Differential نیز معروف است. میزان Blow down نیز طبق استاندارد مذکور حدود۱۰% می باشد.
مقادیرOver pressure وBlow down بسته به نوع سیستم انتخاب طراح متغیر بوده و بطور مثال می تواند به ترتیب ۳% و ۴ % انتخاب گردند.
انوع شیراطمینان
شیراطمینان بر اساس عملکرد و جنس و نوع اتصال در انواع مختلفی دسته بندی می شود:
.
سفتی ولو (SV)
سفتی ولو به طور اتوماتیک فشار اضافه بر حد تعیین شده را از مدار خارج می کنند و زمانی که فشار خط به حد نرمال
برگشت دوباره سیال در مسیر اصلی جریان پیدا می کند که به آن سوپاپ اطمینان یا سفتی ولو هم گفته می شود.
سوپاپ اطمینان همانند سوپاپ زود پز های آشپزی عمل کرده و تا تخلیه کامل فشار، خروج سیال که می توان بخار یا
گاز یا مایع باشد را انجام می دهدو به محض برگشتن فشار در حد استاتیک فنر سوپاپ اطمینان به مرحله اول برگشته
و سیال در مسیر طبیعی خود جریان پیدا می کند.
فشار شکن
ریلیف ولو (RV) برای تبدیل یک فشار بالا به فشار تنظیمی به طور اتوماتیک در مخازن مایع معمولا مورد استفاده می گردد. فشار شکن به طور دائم فشار سیال ورودی را به فشار مورد نیاز خط تبدیل می کند تا
از آسیب به دستگاه هایی که باید زیر فشار تنظیم شده کار کنند جلوگیری نماید.
شیراطمینان پایلوت دار
شیراطمینان پایلوت دار به طور اتوماتیک فشار خط را از راه دورکنترل می کند این سیستم به سیستم حفاظتی متصل می باشد.
شیراطمینان وکیوم
زمانی که تفاوت فشار بین خطوط و فشار اتمسفری محیط پایین می باشد به طور اتوماتیک فشار استاتیک روی گاز را تخلیه می کند.
از لحاظ جنس
شیراطمینان برنجی
سفتی ولو برنجی از سایز ۳/۸ اینچ ۲ اینچ با نوع اتصال دنده برای سیال های آب استفاده می شود. بیشترین استفاده شیر اطمینان برنجی برای لوله کشی تاسیسات ساختمان می باشد.
شیراطمینان چدنی
برای مصارف آب گرم تا ۱۸۰ درجه سانتی گراد و همچنین بخار و روغن داغ تا دمای ۱۸۰ درجه سانتی گراد می توان از شیراطمینان برنزی استفاده نمود. رنج سایز تولید معمولا تا سایز ۳ اینچ و با نوع اتصال دنده ای تولید می شود این شیر دارای دو نوع اهرمی و ساده می باشد.
شیراطمینان چدنی
شیراطمینان چدنی که بیشتر برای سیال های آب استفاده می شود و در دو نوع اتصال فلنجی و دنده ای و معمولا برای فشار های پایین استفاده می شود.
شیراطمینان فولادی
شیراطمینان فولادی که معمولا از فشار ۶ بار به بالا تولید می شوند و به دو نوع فلنجی در کلاس های ۱۵۰ و۳۰۰و۶۰۰و۹۰۰ برای خطوط انتقال انرژی معمولا استفاده می شود.ولی جنس تریم همانند فنر آن همیشه از جنس استیل یا جنس مطابق با نوع سیال و فشار و درجه حرارت می باشد.
شیراطمینان استیل
شیراطمینان استیل جنس بدنه آن استیل می باشد و جنس تریم یا بر نوع گرید استیل بدنه برابر یا بهتر می باشد . از شیراطمینان استیل برای صنایع غذایی و دارویی و شیمیایی بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد.
از لحاظ اتصال
شیراطمینان فلنجی
شیراطمینان فلنجی بیشتر در نوع فولادی و چدنی برای اتصال به خطوط انتقال انرژی استفاده می شود. کلاس اتصال فلنج ها یا مطابق استاندارد ASME B16.5 یا مطابق استاندارد DIN بر حسب PN می باشد . شیر فلنجی دارای یک ورودی و یک خروجی می باشد که ممکن است سایز لوله ورودی با سایز لوله خروجی یکسان نباشد و همین طور کلاس کاری آن ها با هم متفاوت می باشد که معمولا سایز فشار ورودی و کلاس فلنج ورودی بالاتر بوده و با کاهش فشار به لوله با فشار پایین تر انتقال داده می شوند.
شیراطمینان دنده ای
شیراطمینان دنده ای برای سایزهای پایین و با جنس های مختلف تولید می شود که نوع اتصال شیر به لوله به روش بسته و باز شدن رزوه انجام می گیرد.
نحوه عملکرد شیر ایمنی
در ابتدا نیاز هست با دو پارامتر آشنا شویم.
بالاترین فشار
بالاترین فشار یا اور پرشر (Over Pressure) زمانی اتفاق می افتد که باید فشار خط تمام خارج شود و در این وضیعت شیر در حالتی کاملا باز قرار می گیرد و فشار را که بالاتر از فشار تنظیم هست مطابق استاندارد 100 درصد خارج کرده این به این دلیل بوده که با تخلیه کردن کردن حداکثر سیال و استفاده از حداکثر ظرفیت برای خروج فشار به حالت اورژانسی از صدمه زدن به خطوط پایپینگ جلوگیری می کند.
پایین ترین فشار
پایین ترین فشار کمتر از فشار تنظیمی (Set Pressure) می باشد و برای باز گشت خط به حالت عادی بعد از خروج فشار اولیه اتفاق می افتد که به اصطلاح به ریست دیفرنتیال می گویند و میزان بلودان مطابق استاندارد مربوط حدود ده درصد می باشد ولی میزان بالاترین فشار و بلودان با توجه به سیستم ها پایپینگ دارای درصد بازگشودگی متفاوتی دارد.
عملکرد سفتی ولو
شیر اطمینان یا سفتی ولو به نحوی طراحی شده است که برای محافظت از فشار خط استفاده شود، این وظیفه را بر عهده فنر می باشد که در فشار تنظیمی یا ست پرشر تنظیم می شود و با رسیدن فشار به بالای
فشار تنظیمی به طور اتوماتیک سیال از مدار خارج می شود و این پروسه تا زمانی که فشار سیال به حد فشار تنظیمی برگردد انجام می شود که به اصطلاح تخلیه فشار بالا انجام می شود و با رسیدن به فشار
تنظیمی فنر با تخلیه فشار کم که حدودا نزدیک ده درصد می باشد فشار سیال به زیر فشار تنظیم می اید و مجداد مسیر سیال باز می شود.شیر اطمینان دارای یک دیافرگم می باشد که به فنر متصل می باشد که با
فشار سیال مسیر باز می شود.هنگامی که فشار سیال به حد بالا می رسد این دیافراگم به فنر فشار آورده و فنر مسیر سیال عبوری را تغییر می دهد.
لوله و اتصالات پنج لایه برندهای:
لوله پنج لایه نیوپایپ ،لوله پنج لایه آرین پایپ ، لوله پنج لایه بهتراشان ، لوله پنج لایه سوپرپایپ ، لوله پنج لایه ایزی پایپ ، لوله پنج لایه آذران ، لوله پنج لایه ایزوپایپ ، لوله پنج آرسین پایپ ، لوله پنج لایه بیست بسپار ، لوله پنج نیک بسپار،لوله پنج لایه نونام پایپ ، لوله پنج لایه وحید ، لوله پنج لایه یزد لوله
لوله و اتصالات پلیکا برندهای :
پلیکا اینگل ، پلیکا پلیمر گلپایگان ، پلیکا پارس زنده رود پلاست ، پلیکا یزدپلیمر ، پلیکا سمنان ، پلیکا وینوپلاستیک ، پلیکا داراکار ، پلیکا هراز ، پلیکا نوین پلاستیک
پلیکا سمنان پویش ، گلسار پلیمر گلپایگان ، پلیمر یاس ، پلیکا تهران اتصالات ، پلیکا سمنان
شیرآلات بهداشتی و صنعتی برندهای:
شیرآلات امین شیر ، شیرآلات کهن ، شیرآلات اوشه ، شیر آلات قهرمان ، شیرآلات کیزایران ، شیرآلات وگ ایران ، شیرآلات سیم ایتالیا ،شیرآلات کیتز ،شیرآلات اهورا داراکار ، آذران ، میراب ، شیر آلات سامین
لوله و اتصالات تک لایه برندهای :
اتصال بسپار ، یزدبسپار ، نیک بسپار ، آذین لوله سپاهان ، چابهار ، یزدپلیمر ، بیست بسپار ، وحید ، یزد لوله
پوش فیت برندهای:
پوش فیت پلی ران اتصال ، پوش فیت نیوفلکس ، پوش فیت یزد بسپار ، پوش فیت نیک بسپار ، پوش فیت سوپردرین ، پوش فیت وحید ، پوش فیت یزد لوله
پلی اتیلن برندهای:
پلی ران اتصال ، کوشان اتصال ، پلی رود اتصال ، ایران دریپ ، دینا پلیمر