کاربرد شیر توپی استنلس استیل در صنایع مختلف

شیرهای صنعتی را می‌توان یکی از اجزای مهم و حساس شبکه‌های لوله‌کشی دانست که کاربرد گسترده‌ای در کنترل جریان سیالات مختلف دارند. این کاربردها در صنایع مختلف از نفت و گاز گرفته تا تاسیسات خانگی به چشم می‌خورند. شیرهای صنعتی انواع مختلفی دارند که شیر توپی یا به اصطلاح شیر گازی استیل یکی از پرکاربردترین انواع آن‌ها با عملکردی قابل اطمینان است. در این مقاله از استیل رخ به بررسی شیر توپی استیل می‌پردازیم و کاربردهای آن‌ را در صنایع مختلف ذکر می‌کنیم.

شیر توپی استیل چیست؟

همانطور که گفتیم شیر توپی (Ball Valve) که به آن شیر گازی نیز گفته می‌شود، یکی از پرکاربردترین انواع شیرهای صنعتی است. شیر توپی یا بال ولو از زیر مجموعه شیر‌های مخروطی است و مجرابند آن به شکل یک گوی یا کُره می‌باشد. نام این شیرها به دلیل استفاده از یک گوی سوراخ‌دار برای باز یا بسته شدن جریان سیال توسط شیر تعریف شده است.

این گوی سوراخی دارد که هنگام باز بودن شیر، جریان سیال را برقرار می‌کند. با بستن شیر توپی، قسمتی که سوراخ ندارد مسیر جریان را مسدود می‌کند و سبب توقف جریان سیال می‌شود. شیر توپی استیل دارای چند نوع است که هرکدام بنا به ویژگی‌های منحصر به فرد خود برای کاربری‌های خاص مورد استفاده قرار می‌گیرند.

انواع شیر توپی استیل

• شیر توپی شناور (Floating Ball Valve): در این نوع شیر، گوی داخل شیر در محل خود تثبیت نشده و حالت معلق دارد. این گوی از بالا به محور یا ساقه (Stem) شیر متصل است و از پایین آزاد است. این شیر برای فشارهای کاری کم مناسب است. بر اثر فشار وارد به گوی و حرکت چرخشی شفت، گوی به بدنه شیر فشرده می‌شود و اجازه نشت سیال را نمی‌دهد.
• شیر ترونیون (Trunnion-Mounted Ball Valve): بر خلاف شیر توپی شناور، گوی مورد استفاده در این نوع شیر، در جای خود به وسیله یک شکاف تثبیت شده است و از هر دو طرف به بدنه شیر متصل است. این شیرها برای کاربری‌هایی با فشار بالا بسیار مناسب هستند و پایداری بسیار بالایی دارند.
• شیر توپی چند راهه (Multiport Ball Valve): ویژگی خاص این شیرها استفاده از دریچه‌های توپی با چندین ورودی و خروجی است. این شیرها بسیار تطبیق پذیر هستند و انتخابی عالی برای کاربردهایی خاص می‌باشند که از سایر انواع شیر بر نمی‌آید. استفاده از این نوع شیر توپی می‌تواند کنترل بیشتری را روی جریان اعمال کند. می‌توان با بستن مسیری، سیال را به مسیر دیگر هدایت کند.
• شیر توپی v-port: این مدل شیر توپی استیل دارای یک گوی با شکافی به شکل v است که امکان کنترل دقیق جریان را فراهم می‌کند. با چرخیدن گوی، ابتدا مسیر کوچکی برای عبور جریان باز می‌شود. هرچه زاویه چرخش گوی بیشتر شود، درچه بازتر می‌شود.
• شیر توپی استیل سه راهی (Three-Way Ball Valve): این نوع شیر توپی دارای یک درگاه ورودی و یک درگاه خروجی و یا یک درگاه ورودی و دو درگاه خروجی است. علاوه بر این می‌توان با استفاده از این شیر، یکی از مسیرها را مسدود کرد. این نوع شیرهای توپی سه راهه معمولا به صورت L و T تولید می‌شوند.

کاربرد شیر توپی استیل در صنایع مختلف

شیر توپی استیل به دلیل استفاده از آلیاژهای مقاوم در برابر خوردگی، در صنایع مختلف کاربرد دارد. در ادامه به بررسی برخی از کاربردهای صنعتی آن می‌پردازیم. پیش از معرفی کاربردها لازم به ذکر است که در هر صنعت بنا به نیاز و شرایط استفاده، از نوع خاصی از این مدل شیر استفاده می‌شود.

• صنایع نفت و گاز: از شیر گازی در این صنعت برای کنترل جریان نفت خام، گاز طبیعی و سایر هیدروکربن‌ها استفاده می‌شود. ساختار مستحکم و آب‌بندی خوب شیر استیل، آن‌ها را برای استفاده در این صنایع بسیار مناسب کرده است. در این صنعت از شیرهایی با تحمل فشار کاری بالا و همچنین مقاومت خوب در برابر خوردگی استفاده می‌شود. شیرهای گازی برای کنترل جریان سیالات مایع و گاز استفاده می‌شود. کاربرد فولاد ضد زنگ در صنعت نفت و گاز بسیار گسترده است و تنها به استفاده از شیر توپی استیل محدود نمی‌شود.
• صنایع شیمیایی: کنترل و قطع و وصل جریان مواد شیمیایی، استفاده از شیر توپی را در این صنعت ضروری می‌کند. مقاومت به خوردگی و سایش در شیر توپی استیل می‌تواند سبب دوام و طول عمر سیستم‌های مورد استفاده در صنایع شیمیایی باشد.
• تصفیه آب و فاضلاب: این شیر در این صنعت برای قطع و وصل جریان خروجی آب و مواد شیمیایی در مراحل مختلف فرآیند تصفیه مورد استفاده قرار می‌گیرد. به دلیل ماهیت خورنده این مواد، مقاومت در برابر خوردگی در این کاربری از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است.
• صنایع دارویی و بهداشتی: در صنایع دارویی استفاده از متریالی با ویژگی‌های بهداشتی و دقت بالا اهمیت بسیار زیادی دارد. نوع استیل این شیر به دلیل داشتن هر دو ویژگی به عنوان یکی از گزینه‌های کاربردی در این صنعت شناخته می‌شود. علاوه بر این، استنلس استیل در صنعت پزشکی نیز کاربرد زیادی دارد. که می‌توانید.
• تولید برق: در نیروگاه‌های تولید برق، این شیر استیل برای مدیریت جریان بخار، آب خنک کننده و سایر سیالات، نقشی حیاتی دارد. آب‌بندی آن‌ها به عنوان مزیتی بزرگ شناخته می‌شود. همچنین استفاده از سیالات در دمای بالا و یا پایین، استفاده از استنلس استیل را ضروری می‌کند.

نکات مهم در استفاده از شیر توپی استنلس استیل

برای افزایش دوام و طول عمر شیر توپی استیل بهتر است به نکاتی که در ادامه بیان می‌شوند، توجه داشته باشید:

• جهت باز یا بسته بودن شیر: قبل از هر چیز برای کار کردن با این نوع شیر در شرایط مورد نظر، باید از بسته بودن و یا باز بودن آن اطمینان حاصل کنید. اگر شیر با استفاده از اهرم باز یا بسته می‌شود، اهرم در امتداد لوله نشان دهنده باز بودن شیر و اهرم عمود بر امتداد لوله به معنای بسته بودن شیر گازی استیل است.
• بررسی نشتی: پیش از استفاده باید ابتدا عدم نشتی بررسی شود چرا که در صورت بروز نشتی در صنایع شیمیایی و نفت و گاز، ممکن است خطرات جبران ناپذیری رخ دهد.
• نظارت بر جریان: معمولاً با استفاده از شیر توپی نمی‌توان جریان سیال را به دقت کنترل کرد. زیرا طراحی این نوع شیر برای برقراری و توقف سریع جریان است نه کنترل میزان جریان سیال. ولی مهم است برای هر نوع کاربردی با توجه به استانداردهای موجود شدت و افت جریان خروجی از شیر توپی را بررسی کنید.
• تعمیر و نگهداری: برای افزایش بازدهی و طول عمر شیر توپی استیل، لازم اسن برخی اجزای مکانیکی آن به صوت دوره‌ای تعمیر و تعویض شوند. همچنین قطعات متحرک نیز باید روغن کاری شوند و ازنظر آبندی مورد بررسی قرار گیرند.

مزایای استفاده از شیر توپی استیل

از چند منظر می‌توان به مزایای استفاده از این نوع شیر در صنایع مختلف نگاه کرد. کارآیی خاص و ویژگی‌های منحصر به فرد آن را می‌توان به عنوان مزیت‌های فنی به حساب آورد. از جمله این مزیت‌ها می‌توان به قطع و ئصل سریع جریان با چرخش فقط 90 درجه‌ای محور اشاره کرد. همچنین استفاده از متریالی مانند استنلس استیل می‌تواند گستره کاربرد آن را افزایش دهد. به طور کلی برخی از ویژگی‌های کاربردی آن به صورت زیر خلاصه می‌شود.

• قطع کامل جریان: هنگامیکه شیر توپی استیل در حالت بسته قرار می‌گیرد، می‌توان اطمینان داشت که بخشی از شبکه به طور کامل ایزوله می‌شود و از بخش‌های دیگر سیستم جدا شده است. این مورد را می‌توان به آب بندی قوی این شیرها نسبت داد.
• سرعت عمل بالا: باز و بسته شدن سریع با یک حرکت چرخشی 90 درجه (ربع گرد) امکانپذیر می‌شود.
• قطع اضطراری: با توجه به طراحی این شیرها می‌توان در صورت رخداد هرگونه عیب در سیستم، آن‌ها را به سرعت قطع کرد و مانع از عبور جریان در سیستم شد.
• ساختار قوی: اطمینان از ساختار بسیار محکم آن بدون نیاز به نیروی گشتاوری بالا برای قطع و وصل.
• نسبتاً کم حجم: داشتن یک طراحی متراکم و کم حجم کاربرد آن در سایزهای کوچک را بسیار مناسب کرده است.
• تشخیص باز یا بسته بودن: بصورت چشمی و با توجه به جهت دستگیره می‌توان از باز یا بسته بودن شیر آگاه شد.
• طول عمر بالا و قیمت مناسب: این شیرها نسبت به عملکرد دقیقی دارند قیمت مناسبی داشته و طول عمر بالایی دارند.

معایب و محدودیت‌های این نوع شیر زیاد نیست ولی برای آگاهی به چند مورد اشاره می‌کنیم.

• محدودیت تحمل فشار و دما: شیر توپی برای فشار و دمای خیلی زیاد مناسب نیست.
• عدم امکان تنظیم دقیق جریان: برای قطع و وصل جریان مناسب است اما برای تنظیم دقیق جریان سیال مناسب نیست.

متریال مورد استفاده در شیر توپی

همانطور که گفتیم، شیر توپی در صنایع مختلفی مانند صنایع نفت و گاز و یا صنایع شیمیایی استفاده می‌شود. این کاربری‌ها نیاز به مقاومت بالایی در برابر خورد’ی دارند. به همین دلیل استفاده از آلیاژهای استنلس استیل در شیر توپی بسیار رایج است. آلیاژهای استیل 304 و 316 از جمله گریدهای پرکاربرد استنلس استیل در ساخت شیر توپی استیل هستند. می‌توانید برای خرید شیر توپی استیل 304 و شیر توپی استیل 316 به صفحه محصولات استیل رخ مراجعه کنید.

کلاس و اندازه شیرهای توپی یا گازی

اندازه‌های رایج این نوع شیرها عبارتند از:

• انداره فلنجی و جوشی NPS ½ تا NPS 24 معادل DN 15 تا DN 600
• انداره دنده‌ای و ساکت‌ولد NPS ¼ تا NPS 2 معادل DN 8 تا DN 50

همچنین کلاس‌های رایج فشار و دما برای شیرهای استیل توپی عبارتند از کلاس 150، 300، 600 و 800

استانداردهای شیر توپی استنلس استیل

استانداردهایی برای شیر توپی استیل تبیین شده است. در استاندارد API 6D ،ASME B16.34 ،ASME B16.5 و API 6A در مورد کاربردهای آن در صنایع بالا دستی اشاره شده است. همچنین استانداردهای API 6FA، BS 6755 و API 607 برای الزامات جلوگیری از آتش سوزی طراحی شده است.

سخن آخر

شیر توپی استیل به عنوان عنصری حیاتی در صنایع مختلف شناخته می‌شود که نقش بسزایی در مدیریت جریان سیالات و تضمین عملکرد صحیح سیستم‌ها دارد. با توجه به مزایای متعدد این نوع از شیرهای صنعتی، از جمله عملکرد سریع، مقاومت در برابر خوردگی و عمر طولانی، می‌توان انتظار داشت که کاربردهای آن نیز روز به روز در حال گسترش باشد.