شیر کشویی

شیر کشویی چیست ؟

شیر کشویی (Gate Valve) نوعی شیر صنعتی است که برای کنترل جریان سیالات (مایع یا گاز) در خطوط لوله استفاده میشود. این شیر با حرکت عمودی یک صفحه یا دیسک (gate)، به داخل و خارج از مسیر جریان، جریان سیال را باز یا بسته میکنند. شیرهای کشویی یا دروازه ای معمولاً در شرایطی استفاده میشوند که نیاز به قطع کامل جریان باشد، زیرا در حالت کاملاً باز، مقاومت کمی در برابر جریان ایجاد میکنند و افت فشار کمی دارند.

عملکرد این شیر به گونه ای است که با باز و بسته شدن آن، جریان سیال به راحتی تنظیم می شود. از مزایای این نوع شیر می توان به سهولت در نگهداری و تعمیرات اشاره کرد. شیر کشویی به ویژه در تأسیسات صنعتی، ساختمان ها و سیستم های آبرسانی مورد استفاده قرار می گیرد.

ویژگی های شیر کشویی

قطع کامل جریان :

شیرهای کشویی قادر به ایجاد آب بندی کامل هستند و برای قطع کامل جریان مناسب اند. این گیت ولو ها به گونه ای طراحی شده است که تنها در دو حالت کاملاً باز و کاملاً بسته به درستی عمل می کند. دیسک این شیر که مسئول کنترل جریان سیال است، در وضعیت نیمه باز تحت فشار و تنش قرار می گیرد و این می تواند منجر به آسیب دیدگی آن شود. این آسیب ها نه تنها بر عملکرد شیر تأثیر می گذارند، بلکه می توانند به سیستم لوله کشی نیز آسیب بزنند. به همین دلیل، شیرهای کشویی برای کاربردهایی که نیاز به تنظیم دقیق و کنترل مداوم جریان دارند، انتخاب مناسبی نیستند.

اگر نیاز به تنظیم دقیق جریان سیال وجود داشته باشد، بهتر است از شیرهای دیگری همچون شیرهای پروانه ای یا بال ولو استفاده کرد که به طور خاص برای این کار طراحی شده اند. این نوع شیرها می توانند کنترل بهتری بر جریان داشته و خطر آسیب به سیستم را کاهش دهند.

افت فشار کم :

در حالت کاملاً باز، صفحه شیر به طور کامل از مسیر جریان خارج می شود و باعث کاهش مقاومت و افت فشار می شود.

عدم کنترل دقیق جریان :

شیرهای کشویی برای تنظیم جریان مناسب نیستند، زیرا طراحی آنها برای باز و بسته کردن کامل جریان است.

اندازه بزرگ :

به دلیل ساختار داخلی، شیرهای کشویی معمولاً اندازه بزرگی دارند و فضای بیشتری نسبت به برخی شیرهای دیگر (مانند شیر توپی) اشغال می کنند.

کاربرد در فشارهای بالا :

این شیرها می توانند در سیستم های با فشار بالا استفاده شوند.

نحوه عملکرد شیر کشویی

شیر فلکه کشویی دارای حرکت خطی استم و دیسک (Sliding Stem) میباشد و حرکت عملگر دستی آن بصورت فلکه ای (Multi-Turn) میباشد. به عبارتی دیگر با چرخاندن فلکه شیر که عمومآ بصورت فلکه گیربکسی میباشد، استم یا شافت اصلی شیر حرکت کرده و دیسک شیر با یک حرکت عمودی بالا یا پایین خواهد رفت.

شیر دروازه ای معمولا در سایز های بزرگ تر از 12 اینچ به صورت فلکه ای با گیربکس تولید میشود. می توان برای اتوماتیک کردن شیر، یک اکچویتور پنوماتیکی یا برقی روی آن نصب کرد.

شکل زیر شماتیک ساده ای از عملکرد یک شیر فلکه کشویی را نمایش میدهد.

قیمت شیر کشویی

جدول زیر لیست قیمت شیر کشویی از انواع متداول بازار میباشد که از تمامی برندهای مطرح تولید کننده جمع آوری شده است. جهت استعلام قیمت دقیق و بروز، با کارشناسان تجهیز صنعت تماس بگیرید.

تاریخ بروز رسانی قیمت ها : 8 خرداد 1403

خرید شیر کشویی

موارد متعددی در طراحی، انتخاب و خرید شیر کشویی مناسب باید در نظر گرفت که در ادامه به معرفی برخی از آنها اشاره خواهیم کرد:

1. نصب شیر: نوع نصب شیر و محل نصب شیر به جهت ارتعاشات و نوسانات خط لوله و همچنین انقباض و انبساط خز به جهت تغییرات دمایی باید مدنظر قرار گیرد.
2. عملکرد شیر: عملکرد شیر که نرمال باز (N.O) یا نرمال بسته (N.C) باشد از دیگر ملاحظاتی است که باید در نظر گرفته شود.
3. حجم و ظرفیت شير: حجم شير و ظرفیت عبوری آن Cv بايد متناسب با لوله‌اي باشد كه اندازه  آن با توجه به ظرفيت و افت فشار انتخاب میشود.
4. دما و فشار سیال: دما و فشار سیال از مواردی هستند که حتمآ در خرید یک شیر کشویی باید در نظر گرفته شوند. چراکه این پارامترها تاثیر مستقیمی روی متریال شیر در قسمت های بدنه و تریم شیر خواهند داشت.
5. متریال شیر: بعضي از سيالهاي شيميايي اثر خورندگي و زنگ زدگي و رسوبات بجا مي‌گذارند. به همين منظور آستري از ابونيت يا پلاستيك يا سراميك و يا شيشه بكار مي‌برند. مواردي كه بيشتر در ساختمان شير بكار مي‌رود. آلياژهاي چدن – برنز – نیکل –  فولاد – مس – آلومینیوم  –  تيتانيوم – استنلس استیل
6. نوع عملگر: نوع عملکرد شیر که دستی فلکه ای باشد که روی آن از اکچویتور های پنوماتیکی یا الکتریکی استفاده شود از دیگر مواردی است که باید در خرید شیر در نظر گرفت. در مواردی که امکان حضور یا دسترسی اپراتور به شیر وجود نخواهد داشت از اکچویتور های اتوماتیک استفاده میشود.

انواع شیر کشویی

همانطور که بالاتر نیز اشاره کردیم شیر فلکه کشویی دارای انواع مختلفی از نظر نوع اتصال و متریال بدنه و نوع دیسک یا مجرابند میباشد.

• شیر کشویی استیل
• فولادی
• چدنی
• شیر کشویی فلنج دار
• شیر فلکه کشویی دنده ای
• با عملگر پنوماتیک
• با عملگر برقی
• شیر کشویی زبانه لاستیکی

اما باید اشاره کنیم که مهمترین نوع طبقه بندی شیر دروازه ای در صنایع بر اساس نوع دیسک یا آب بند میباشد. به همین دلیل در اینجا به توضیحاتی در خصوص معرفی انواع آن بر اساس نوع دیسک میپردازیم.

شیر کشویی گوه ای

این شیر (Wedge type Gate valve) دارای مجرابندی به شکل گوه ای (مثلثی) میباشد. هدف از شیب دار کردن این شیرها، تامین آب بندی بیشتر در مقابل فشارهای بالای سیال می باشد. شیرهای دروازه ای گوه ای از دو نشیمنگاه شیبدار و یک گیت شیبدار نا هماهنگ استفاده می کنند که امکان بسته شدن محکم و آب بندی بهتر را فراهم می کنند.

دیواره ی دیسک در این نوع شیر به صورت عمود نبوده و دارای یک زاویه 3 تا 5 درجه می باشد. که در این نوع ولو، هنگام بسته شدن تماس میان دیسک و نشیمنگاه را خواهیم داشت که باعث کاهش هر چه بیشتر سایش و فرسایش دیسک و نشیمنگاه در اثر تماس مستقیم خواهد شد.

شیر کشویی گوه ای دارای 3 نوع مختلف زیر از نظر نوع گوه میباشند:

شیر کشویی با گوۀ صلب

در (Solid Wedge Gate Valve) صفحه شیر به شکل یک قطعه جامد است و برای کاربردهای عمومی استفاده می شود.

شیر کشویی با گوۀ منعطف

در (Flexible Wedge Gate Valve) صفحه شیر دارای برش هایی است که انعطاف پذیری بیشتری ایجاد می کند و برای جلوگیری از تغییر شکل در دماهای بالا مناسب است.

شیر کشویی با گوه دوتکه یا تقسیم شده

در این نوع (Split Wedge Gate Valve) صفحه شیر از دو قسمت تشکیل شده است که می توانند به طور مستقل حرکت کنند و برای کاربردهایی با تغییرات دمایی زیاد مناسب هستند.

شیر کشویی با دیسک موازی

این شیرها (Parallel Disc Gate Valve) دارای دو گوه موازی هستند که در مقابل هم قرار می‌گیرند . شیر کشویی با دیسک موازی از اتصال اجزاء شیر بر اثر انتقال حرارات جلوگیری میکند و در هر دو حالت پرفشار و کم فشار قابل استفاده می‌باشد.

یکی از حالات این مدل شیر با دیسک موازی به گونه ای است که سمت پر فشار دیسک در جلوی جریان قرار میگیرد. و در مقابل نیروی استم به سمت کم فشار شیر وارد میشود. این نوع از شیرها باید حتماً با جهت درست در مسیر جریان نصب شوند و سمت پرفشار دیسک در بالادست جریان سیال قرار گیرد.

شیر کشویی خط انتقال

این گونه ولو ها (Conduit Gate Valve) از زیر مجموعه ی شیر های کشویی موازی می باشند. دیسک آنها از یک صفحه ی فلزی تشکیل شده که بر روی آنها حفره یا مجرای دایره ای شکلی تعبیه شده و طابق سایز خط لوله میباشد.

بیشترین کاربرد شیر های دروازه ای Conduit در خطوط انتقال است. ارتفاع این گونه شیر ها بیشتر از انواع دیگر است که به دلیل شکل خاص دیسک در این نوع شیر ها می باشد.

شیر چاقویی

عملکرد شیر گیوتینی یا شیر چاقویی (Knife Gate Valve) که نوعی از شیرفلکه کشویی است، دقیقآ مشابه یک گیوتین میباشد که یک دیسک فلزی بصورت کاملآ عمود بر سیال بر آن وارد میشود. شیر کشویی چاقویی یا گیوتینی افت فشار بسیار کمی دارد.

از شیر چاقویی برای سیالاتی که دارای ذرات معلق و الیافی زیادی دارند مانند فاضلاب، همچنین سیالاتی که ویسکوزیته بالایی دارند. همچون شرکت های تولید کاغذ و مقوا نیز استفاده می شود.
از شیر گیوتینی با عملگر پنوماتیک و عملگر هیدرولیک نیز با توجه به حذف اپراتور و عملکرد سریع می توان برای مکانیزه کردن خط استفاده کرد.

شیر کشویی استیل

بدنه شیر کمتر از سایز 2 اینچ مطابق استاندارد API 602 معمولاً از متریال استیل فورج شده (آهنگری Forge) تولید میشوند. برای شیر کشویی استیل رایج ترین آلیاژهای مواد بدنه برای سرویس های دما بالا متریال ASTM A105 و برای سرویس های با درجه حرارت پایین متریال ASTM A350 مورد استفاده قرار میگیرند.

همچنین برای سرویس های دارای گاز ترش یا سیالات خورنده از متریال های ASTM A182 F304 / F316 استفاده میشود.

شیر کشویی فولادی

بدنه شیرهای دروازه ای با ابعاد بزرگتر از 2 اینچ، مطابق با استانداردهای API 600 و API 603، از جنس فولاد ریخته‌گری ساخته می‌شود. برای کاربردهای معمول و شرایط محیطی نرمال، از فولاد کربن ریخته‌گری با مشخصات ASTM A216 WCB استفاده می‌شود. در مواردی که شیر در معرض دمای بالا قرار می‌گیرد، از فولاد آلیاژی ASTM A351 استفاده می‌شود. همچنین برای کاربردهای با دمای پایین، از فولادهای زنگ‌نزن 304 و 316 با مشخصات ASTM A351 CF8 بهره می‌برند.

استاندارد طراحی شیر کشویی

استانداردهای گوناگونی برای طراحی شیر دروازه ای گیت ولو (Gate Valve) مطابق نوع صنعت مورد استفاده شیر وجود دارد. این استانداردها همه موارد مربوط به یک شیر شامل نوع آب بندی، متریال های مجاز بدنه و قسمت تریم ولو، اتصالات، سایزها و ابعاد بدنه، تست های مورد نیاز برای شیر و همچنین شرایط حمل و نگهداری و تعمیرات مربوط به این شیرها را بطور کامل توضیح میدهد.

استاندارد API یکی از مهمترین و معتبر ترین استاندارد های دنیا میباشد که متعلق به استاندارد نفت امریکا میباشد. شیر های دروازه ای برای سایز های کوچکتر از “4 مطابق استاندارد API602 و برای سایز های بزرگتر مطابق استاندارد API600 و API603 طراحی و تولید میشوند.

این گونه ولوها برای خطوط انتقال یا Pipe Line مطابق استاندارد API6D طراحی و تولید میشود. این استاندارد تعیین کننده الزامات بحث طراحی، ساخت و تولید و انواع تست های روی انواع شیر ها از قبیل شیر توپی ، شیر کشویی ، شیر یکطرفه و شیر سماوری برای استفاده در خطوط انتقال در صنایع نفت و گاز می باشد.

کاربرد شیر کشویی

شیر کشویی با قابلیت قطع و وصل کامل جریان سیال در بسیاری از صنایع مورد استفاده میباشد. به طور کلی از شیرهای دروازه ای (گیت ولو) در هر کاربردی که نیاز به قطع و وصل کامل مسیر جریان باشد استفاده می‌شود.

برخی از کاربردهای آن عبارتند از:

• سیستم‌های آب و فاضلاب: در شبکه‌های آبیاری، شبکه‌های آب و فاضلاب شهری و سیستم‌های آب‌رسانی کاربرد بسیاری دارند. آنها می‌توانند جریان آب را به صورت کامل قطع کرده و در صورت نیاز، تعمیر و نگهداری در شبکه‌ها را آسانتر کنند.
• پالایشگاه و صنایع نفتی: در صنایع نفت و گاز و پالایشگاهی، شیرهای دروازه‌ای برای قطع و وصل مسیر جریان سوخت، مواد شیمیایی و گازها استفاده شده و امکان قطع کامل جریان در خطوط لوله‌کشی را فراهم می‌کنند.
• صنایع نیروگاهی: در نیروگاه ها، برای کنترل جریان آب، بخار و سوخت‌ استفاده می‌شوند.
• صنعت دارویی و غذایی: در صنایع غذایی، شیرهای دروازه‌ای برای کنترل جریان مواد خام، محلول‌ها و مواد اولیه در فرآیندهای تولید و بسته‌بندی استفاده می‌شوند.

مزایای شیر کشویی

• از مهمترین مزیت های شیرهای کشویی یا گیت ولو ها عدم ایجاد افت فشار در خط لوله میباشد. همانطور که در شکل بالا نیز واضح است، شیر کشویی در حالت کاملآ باز هیچ افت فشاری در خط لوله ایجاد نمیکند.
• شیر کشویی مناسب نصب روی خطوط انتقال (Pipe Line) میباشد. این شیر قابلیت عملیات پیگ رانی دارد.
• باز و بسته شدن شیر کشویی به دلیل مکانیزم مجرابند و استم چرخشی آن (فلکه ای)، به آرامی صورت میگیرد. این موضوع باعث کاهش تلاطم یا ضربه قوچی سیال بعد از خروج از شیر، نسبت به سایر شیر های قطع و وصل مانند پلاگ ولو یا شیر پروانه ای میباشد.
• توانایی تحمل فشارهای بالا
•  قابلیت آب بندی کامل

معایب شیر کشویی:

• سرعت عمل پایین در باز و بسته شدن
• عدم مناسب بودن برای تنظیم جریان
• نیاز به فضای بیشتر برای نصب

ساختار و اجزای تشکیل دهنده

مطابق شکل زیر این شیر از قسمت های اصلی بدنه، بانت، دیسک (مجرابند)، نشیمنگاه (سیت)، محور اصلی (استم) و یک عملگر دستی (فلکه) تشکیل شده است.

در ادامه به معرفی مهمترین قسمت های یک شیرکشویی میپردازیم:

تریم  (Valve Trim):

همانطور که میدانید به قسمت هایی از شیر که در تماس مستقیم با سیال فرآیندی میباشند تریم شیر میگوییم. به عبارتی دیگر به دیسک، استم و سیت رینگ های یک شیر کشویی که قابلیت جداسازی دارند. و همچنین قسمت هایی از شیر که باعث آب بندی می شوند را، تریم می گویند که تمامی موارد بالا به نوع شیر بستگی دارد.

انتخاب صحیح نوع تریم شیرآلات، یکی از عوامل کلیدی در عملکرد مطلوب و طول عمر سیستم  های صنعتی است. در این انتخاب، عوامل متعددی از جمله:

• دما و فشار سیال: میزان حرارت و فشاری که سیال به تریم وارد می کند، به طور مستقیم بر مقاومت و طول عمر آن تأثیرگذار است.
• نوع سیال: خواص شیمیایی سیال، به ویژه میزان خورندگی آن، تعیین  کننده جنس مناسب تریم خواهد بود. سیالات خورنده به تریم  هایی با آلیاژهای مقاوم  تر نیاز دارند.
• سایر پارامترهای فرآیندی: عواملی مانند سرعت جریان سیال، ذرات جامد موجود در آن و شرایط محیطی نیز باید در نظر گرفته شوند.

بر اساس استانداردهای موجود، جنس تریم باید از مقاومت بالاتری نسبت به بدنه اصلی شیر برخوردار باشد. این بدان معناست که اگر بدنه شیر از جنس فولاد کربنی ساخته شده باشد، تریم باید از جنس استنلس استیل یا آلیاژهای مقاوم  تر انتخاب شود. انتخاب مناسب تریم، علاوه بر افزایش طول عمر شیر، از بروز مشکلات مانند خوردگی، سایش و نشت جلوگیری کرده و در نتیجه، راندمان و ایمنی سیستم را بهبود می  بخشد

برای مثال اگر شیر دروازه ای با بدنه کربن استیل WCB میباشد، جنس تریم آن باید حداقل استنلس استیل 316 انتخاب شود. این امر به این جهت میباشد که قسمت داخلی شیر به دلیل باز و بست شدن های مکرر در قسمت سیت و پلاگ و همچنین تماس دائمی سیال، همیشه در معرض خوردگی و سایش میباشد. به همین جهت متریال قسمت تریم در همه شیرآلات پایپینگی حداقل یک درجه از متریال بدنه مستحکم تر و بهتر باید باشد.

بانت (Bonnet):

قسمت های متحرک شیر کشویی شامل استم، سیت و پلاگ، درون قسمت بانت یا کلاهم شیر قرار دارند. بانت معمولا در شیر های دروازه ای بزرگ تر از 4 اینچ بصورت پیچ و مهره و برای سایز های کمتر از “4 بانت بصورت یکپارچه به بدنه شیر تولید خواهد شد.

شفت یا استم (Stem):

استم شیر های دروازه ای در واقع نوعی میله یا شفت ارتباطی میباشد که اکچویتور (برقی یا پنوماتیکی) یا فلکه را به دیسک شیر متصل میکند و حرکت استم باعث بالا و پایین شدن مجرابند یا باز و بست شدن شیر خواهد شد.

دیسک (Disk):

شیر کشویی با دیسک هایی از جنس تفلون یا لاستیک، استیل یا فولاد  و همچنین متریال های خاص مانند مونل و اینکونل تولید می شوند که انتخاب آنها به نوع سیال، شرایط فرآیندی و موارد بسیاری بستگی دارد.

سوالات متداول و رایج

مزایا نسبت به سایر

مزیت بیشتر

هزینه تعمیر و نگهداری

میزان نشتی و خرابی

هزینه نصب

فروش انواع شیر کشویی (گیت ولو)

خرید و فروش، قیمت، نمایندگی انواع شیر های کشویی فلنج دار – شیرفلکه کشویی –  gate valves – شیر فلکه فاراب – شیرهای کشویی میراب –  شیر فلکه  فولادی – شیر کشویی استیل – شیر کشویی چدنی  – شیرفلکه کشویی  – شیر فلکه کیتز –  شیر کشویی استیل – شیرفلکه  کشویی سایز بالا – شیر فلکه  کشویی زبانه لاستیکی – گیت ولو تجهیز صنعت میباشد.

مشاهده تمامی انواع شیرآلات دروازه ای یا مشاوره با کارشناسان فروش تجهیز صنعت.