نیدل ولو

نیدل ولو (NEEDLE VALVE) یا شیر سوزنی، یکی از انواع شیرآلات خطی است که به دلیل دقت بسیار بالا در کنترل جریان سیالات با دبی پایین و محافظت از گیج های فشار در برابر افزایش فشار ناگهانی شناخته شده است. این نوع شیرآلات از لحاظ شکل ظاهری مشابه شیر گلوب (Globe Valve) می باشند و تنها تفاوت آنها در نوع دیسک یا مجرابند شیر است.

نیدل ولوها در سایزهای کوچک از 1/4 تا 2 اینچ با اتصال رزوه ای یا دنده ای از برندهای مختلف تولید می شوند. آنها همچنین در سیستم های خلاء، زمانی که کنترل دقیق جریان گاز در فشار کم مورد نیاز است مانند هنگام پر کردن لوله های خلاء از گاز، لیزرهای گاز و غیره ایده آل می باشند.

تجهیز صنعت بزرگترین تامین کننده انواع اتصالات و شیرهای ابزاردقیق نظیر انواع نیدل ولو NEEDLE VALVES پانلی، بلوزدار،  دسته فلزی، دسته پلاستیکی، رزوه ای NPT و جوشی با متریال استنلس استیل 316، SS 316L، مونل Monel، اینکونل Inconel از برندهای متعبر آمریکایی،اروپایی، کره ایی از قبیل پارکر، Swagelok و غیره است. در ادامه این نوشته به بررسی اجزا، انواع طراحی، متریال، اکچویتور، کاربرد، خرید و قیمت نیدل ولو می پردازیم.

اجزای نیدل ولو

نیدل ولو علاوه بر کنترل جریان جهت قطع یا وصل سیالات مایع و گازی مختلف نیز به کار می رود. نام شیر سوزنی از دیسک مخروطی بلند و نوک تیز آن گرفته شده است که  جهت کنترل دقیق جریان سیالات در یک نشیمنگاه (Seat) قرار می گیرد.

موقعیت مجرابند سوزنی را میتوان توسط اکچویتور شیر تغییر داد و شیر را به وسیله  آن باز یا بسته کرد. وظیفه اصلی شیر سوزنی تنظیم جریان گازها و مایعات در فشار کم است. نیدل ولو نیز مانند انواع دیگر شیرآلات پایپینگ از اجزای مختلفی تشکیل می شود. تمامی اجزای سازنده شیر سوزنی در موارد زیر ذکر می شود:

بدنه (Housing):

بدنه شیر اجزای داخلی را در خود جای داده و ساختار اصلی شیر را فراهم می کند. معمولاً از متریالی مانند فولاد ضد زنگ، برنج یا سایر فلزات ساخته می شود.

کلاهک (Bonnet):

​​قسمت بالایی شیر و مکمل بدنه است که اجزای داخلی را در بر می گیرد و نقطه دسترسی را برای نگهداری و تعمیرات فراهم می کند. 

استم (Stem):

میله ای است که اهرم یا گیربکس را به اجزای داخلی شیر متصل می کند. هنگامی که اهرم شیر چرخانده می شود، استم مکانیزم داخلی (مجرابند سوزنی) را برای تنظیم نرخ جریان حرکت می دهد.

نشیمنگاه (Seat):

سیت در مرکز شیر و جایی که مجرابند قرار می گیرد وجود دارد و هنگامی که مجرابند کاملاً پایین یا شیر بسته است یک آب بندی ایجاد می کند.

اهرم (Handle):

بخشی از شیر است که اپراتور برای کنترل جریان سیال از آن استفاده می کند. چرخاندن دسته یا اهرم، موقعیت  مجرابند سوزنی را در سیت شیر تنظیم می کند تا جریان را کنترل نماید.

مجرابند سوزنی (Needle):

یک میله باریک و مخروطی است که از استم به سمت سیت شیر امتداد می یابد. با حرکت آن به داخل و خارج جریان سیال در شیر کنترل می شود.

انواع نیدل ولو

انواع مختلفی از نیدل ولوها بر اساس شکل ظاهری، متریال و نوع اکچویتور طراحی می شوند. هر یک از آنها بر اساس ویژگی ها، مشخصات فنی، شرایط فرآیندی و بودجه پروژه انتخاب می شوند. برخی از انواع رایج نیدل ولو بر اساس شکل طراحی یا شکل ظاهری به شرح زیر است:

1. نیدل ولو با بدنه مستقیم: شیر سوزنی با بدنه مستقیم دارای طراحی بدنه خطی با ورودی و خروجی در یک محور است و اهرم شیر معمولاً عمود بر بدنه شیر قرار می گیرد.
2. نیدل ولو با بدنه زاویه ای: شیر سوزنی زاویه ای مانند شیر گلوب زاویه دار دارای طراحی بدنه زاویه دار است که ورودی و خروجی آن نسبت به یکدیگر زاویه (90 درجه) دارند. این طرح در کاربردهایی که فضا محدود است ایده آل می باشد.
3. نیدل ولو با بدنه Y شکل: نوعی شیر سوزنی با مسیر جریان Y شکل یا زاویه دار (45 درجه) در بدنه شیر طراحی شده است. این طراحی امکان کنترل بهتر جریان و قابلیت افت فشار را در مقایسه با شیرهای سوزنی با الگوی مستقیم فراهم می کند.

انواع متریال نیدل ولو

نیدل ولوها مانند بسیاری از انواع دیگر شیرها با استفاده از مواد مختلفی ساخته می شوند تا با کاربردهای مختلف و شرایط سیال سازگار باشند. انتخاب متریال برای شیر سوزنی به عواملی مانند نوع سیال، فشار و دمای فرآیندی، مقاومت در برابر خوردگی و سایر نیازهای خاص بستگی دارد. در زیر برخی از متریال و جنس مواد رایج مورد استفاده در ساخت شیرهای سوزنی آورده شده است:

فولاد ضد زنگ (Stainless Steel):

فولاد ضد زنگ به دلیل مقاومت در برابر خوردگی و دوام عالی، یک انتخاب محبوب برای ساخت شیر ​​سوزنی است. برای طیف وسیعی از سیالات از جمله سیالات خورنده مناسب است. انواع فولاد ضد زنگ که معمولا استفاده می شوند شامل فولاد ضد زنگ 316 برای کاربردهای عمومی و فولاد ضد زنگ 316L برای گزینه های کم کربن خواهند شد.

برنج (Brass):

برنج به دلیل مقاومت در برابر خوردگی و سهولت در ماشینکاری معروف است و آن را به انتخابی مقرون به صرفه برای شیرهای سوزنی در کاربردهای کم تقاضا تبدیل می کند. شیرهای سوزنی برنجی اغلب برای آب، روغن و گازهای غیر خورنده استفاده می شوند.

مونل (Monel):

مونل یک آلیاژ مس نیکل است که به دلیل مقاومت در برابر خوردگی به ویژه در محیط های دریایی و شیمیایی شناخته شده است. شیرهای سوزنی مونل برای جابجایی آب دریا، اسیدها و سایر مواد خورنده ایده آل هستند.

هستلوی (Hastelloy):

آلیاژهای Hastelloy مانند Hastelloy C276 و Hastelloy B2 در برابر خوردگی بسیار مقاوم هستند و اغلب در محیط های بسیار خورنده از جمله فرآوری شیمیایی استفاده می شوند.

پلاستیک (Plastics):

برای کاربردهایی که مقاومت در برابر خوردگی ضروری است، میتوان از نیدل ولوهای پلاستیکی ساخته شده از موادی مانند PVC، CPVC یا PTFE (تفلون) استفاده کرد. این متریال برای کار با مواد شیمیایی و اسیدهای مختلف ایده آل می باشند.

تیتانیوم (Titanium):

شیرهای سوزنی تیتانیوم مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی دارند، به ویژه در محیط هایی با غلظت کلرید بالا یا آب دریا. آنها سبک وزن هستند و نسبت استحکام به وزن بالایی دارند و در کاربردهای هوافضا و دریایی مناسب خواهند بود.

فولادی (Carbon Steel):

شیر سوزنی فولاد کربنی یک گزینه مقرون به صرفه برای کاربردهای غیر خورنده است. آنها معمولاً برای کنترل جریان نفت، گازها و سایر سیالات غیر خورنده کاربرد دارند.

سرامیک (Ceramic):

شیرهای سوزنی سرامیکی در کاربردهای تخصصی مورد استفاده قرار می گیرند که در آن مقاومت شدید در برابر خوردگی و سایش ضروری است. آنها اغلب در ساخت نیمه هادی ها و فرآیندهای شیمیایی خاص استفاده می شوند.

برنز (Bronze):

نیدل ولو برنزی در کاربردهایی که مقاومت در برابر خوردگی مهم است، مانند محیط های دریایی استفاده می شود. آنها همچنین برای کاربردهای خاص نفت و گاز مناسب هستند.

همانظور که ذکر شد توجه به این نکته مهم است که انتخاب ماده برای نیدل ولو باید بر اساس ارزیابی دقیق نیازهای خاص کاربرد، از جمله ترکیب شیمیایی سیال، دما، فشار و هر گونه عوامل خورنده بالقوه باشد. انتخاب متریال مناسب، طول عمر و عملکرد شیر سوزنی را با سیال فرآیندی تضمین می کند.

اکچویتور نیدل ولو

اکچویتور یا عملگر نیدل ولو یکی از تجهیزات جانبی شیرآلات کنترلی است که برای کنترل باز و بسته شدن شیر به کار می رود. در واقع نیدل ولو دارای یک مجرابند سوزنی در انتهای استم است که برای کنترل نرخ جریان در سیت یا نشیمنگاه شیر قرار می گیرد و اکچویتور  مکانیزمی است که مجرابند سوزنی را به حرکت در می آورد تا جریان سیالات را تنظیم کند.

اکچویتور نیدل ولو در انواع مختلفی به صورت دستی (اهرمی) یا خودکار مورد استفاده قرار می گیرد. اکچویتورهای خودکار می توانند پنوماتیکی، هیدرولیکی یا برقی باشند.

نیدل ولوهای خودکار دارای دسته یا اهرمی برای کار دستی یا چرخش نمی باشند. اما در عوض از یک اکچویتور الکتریکی یا پنوماتیکی برای چرخاندن مجرابند و کنترل موقعیت شیر استفاده می کنند. آنها را می توان از راه دور کنترل یا در یک سیستم حلقه بسته استفاده کرد و یا روی یک تایمر برای کنترل دقیق نرخ جریان از راه دور قرار داد.

مقایسه نیدل ولو و گلوب ولو

نیدل ولو یا شیر سوزنی نوعی شیر گلوب (Globe Valve) با کاربرد ابزار دقیق است. اما تفاوت هایی از نظر نوع مجرابند یا گلوب دارد و به نیدل ولو در سایزهای بزرگتر شیر گلوب گفته می شود.

نیدل ولوها دارای یک مجرابند باریک و مخروطی در انتهای استم شیر می باشند که برای کنترل جریان سیال در یک سیت قرار می گیرد. آنها برای کنترل جریان تولید می شوند و قادر به تنظیم دقیق نرخ جریان نیز هستند. شیرهای گلوب در مقایسه با شیرهای سوزنی دارای طراحی مستحکم تر و بزرگتری هستند. معمولاً با توجه به نوع مجرابند برای کاربردهایی استفاده می‌شوند که به جای تنظیم دقیق جریان، قطع و وصل جریان مورد نیاز است.

کاربردهای نیدل ولو

نیدل ولو یکی از انواع شیرآلات پایپینگ و کنترلی به شمار می رود که در طیف گسترده ای از صنایع و کاربردهای مختلف جهت کنترل دقیق جریان سیالات مورد استفاده قرار می گیرد.

آنها نقش مهمی در ابزار دقیق و کنترل نرخ جریان در گیج فشار، فلومترها و سایر تجهیزات اندازه گیری ایفا می کنند که دقت و پایداری در آنها حائز اهمیت است. در جدول زیر برخی از مهمترین کاربردهای نیدل ولو ذکر می شود.

صنایع	کاربرد	دلیل استفاده
سیستم های هیدرولیک (Hydraulic )	از شیرهای سوزنی برای کنترل جریان سیال هیدرولیک استفاده می شود.	توانایی آنها در تحمل فشارهای بالا و کنترل دقیق نرخ جریان، آنها را برای کاربردهای هیدرولیک ایده آل می کند.
سیستم های خلاء (Vacuum)	در سیستم های خلاء، شیرهای سوزنی جریان هوا را کنترل می کنند.	کنترل دقیق ارائه شده توسط شیر های سوزنی در حفظ شرایط خلاء ضروری بسیار مهم است.
گاز (Gas)	نیدل ولوهای گاز برای کنترل جریان گازها از جمله پروپان استفاده می شود.	نیدل ولو کنترل ایمن و دقیق جریان گاز را فراهم می کنند که در کاربردهای مرتبط با گاز بسیار مهم است.
سیستم های آب	نیدل ولوهای آب در سیستم های مختلف آب مورد استفاده قرار می گیرند.	کنترل دقیق آنها بر دبی کم و مقاومت در برابر خوردگی آنها را برای سیستم های آبی مناسب می کند.
سیستم های پنوماتیک (Pneumatic)	نیدل ولوها در سیستم های پنوماتیکی استفاده می شوند و در آن جریان هوای فشرده را کنترل می کنند.	دقت و قابلیت اطمینان شیرهای سوزنی در سیستم های پنوماتیک برای اطمینان از عملکرد روان ضروری است.

با توجه به جدول فوق مشهود است که نیدل ولوهای برای عملکرد در شرایط مختلف از جمله دماهای بالا طراحی می شوند. این انعطاف پذیری تحت فشار و دما، آنها را به انتخابی مطمئن برای کاربرد در طیف گسترده ای از صنایع تبدیل می کند.

نیدل ولو یا شیر سوزنی عمدتاً در سیستم‌های کوچکی مانند تنظیم سوخت یا ابزار دقیق که توانایی کنترل دقیق و مکرر جریان سیال حائز اهمیت است استفاده می شود. همچنین نیدل ولو معمولاً جهت قطع جریان از گیج فشار به کار می رود.

در واقع نیدل ولو جریان سیال را تنظیم می کند و از گیج های فشار در برابر افزایش فشار ناگهانی مایعات و گازها محافظت می کند. این نوع از شیرآلات پایپینگ در کاربردهای اندازه گیری جریان با دبی کم مورد استفاده می گیرند.

مزایا و معایب نیدل ولو

نیدل ولوها مزایای متعددی را ارائه می دهند که آنها را در کاربردهای که کنترل دقیق جریان ضروری است به یک انتخاب ارجح تبدیل می کند. برخی از مزایای نیدل ولو به شرح زیر است:

• کنترل دقیق و یکنواخت جریان با دبی کم
• قابل اطمینان و مقرون به صرفه
• آب بندی محکم و بدون نشتی
• قابلیت استفاده در فشارهای بالا
• قابلیت ساخت با انواع متریال با توجه به شرایط فرآیندی
• عملکرد آسان و کاربرد گسترده
• طراحی فشرده و جمع و جور
• مناسب برای طیف وسیعی از محیط ها و کاربردها

در بسیاری از موارد نیدل ولوها راه حلی مقرون به صرفه برای کاربردهایی ارائه می دهند که نیاز به کنترل دقیق جریان دارند. علاوه بر مزایای فوق نیدل ولوها نیز مانند سایر شیرآلات دارای معایبی می باشند. آنها فقط برای مایعات یا گازهای تمیز قابل استفاده می باشند. 

چالش دیگر این است که نیدل ولوها به دلیل حرکت مداوم مجرابند سوزنی شکل، مستعد ساییدگی و پارگی هستند. اما تعمیر و نگهداری و بازرسی منظم می تواند به کاهش این مشکل کمک کند و اطمینان حاصل شود که شیر به طور موثر به کار خود ادامه می دهد.

با وجود این معایب مزایای شیرهای سوزنی بسیار بیشتر از معایب آن است. توانایی آنها در ارائه کنترل دقیق بر نرخ جریان کم، آنها را به ابزاری ارزشمند در طیف گسترده ای از کاربردها تبدیل می کند. همچنین با نگهداری مناسب، یک نیدل ولو می تواند خدمات قابل اعتمادی را برای چندین سال ارائه دهد.

پارامترهای مهم خرید نیدل ولو

هنگام انتخاب و خرید نیدل ولو برای یک کاربرد خاص، بسیار مهم است که چندین پارامتر را در نظر بگیرید تا اطمینان حاصل شود که شیر با الزامات کاربرد شما مطابقت دارد. در ادامه برخی از مهمترین پارامترهای خرید نیدل ولو بیان می شود:

فشار و دمای فرآیندی

محدوده فشار و دما نیدل ولو حداکثر و حداقل دما و فشاری که شیر می تواند به طور ایمن کار کند را مشخص می کند. این درجه بندی ها بر اساس خواص متریال شیر است و استفاده با فشار و دمای بالاتر از حد مجاز متریال موجب آسیب و فرسایش آن می شود. در تصویر زیر جدول فشار و دمای دو متریال استنلس استیل 316 مشاهده می شود.

سایز شیر

اندازه یک شیر سوزنی اغلب با اندازه اسمی اتصالات انتهایی توصیف می شود. معیار مهمتر اندازه، نرخ جریان شیر است. نرخ جریان شیر به طراحی اجزا، فشار ورودی و خروجی و چگالی سیال بستگی دارد.

نیدل ولوها در طیف وسیعی از اندازه ها و اتصالات انتهایی رزوه ای با سایزهای مختلف در دسترس هستند. رایج ترین ولوهای موجود دارای اتصال رزوه ای 2 تا 12 میلی متر یا 1/8 اینچ تا 4 اینچ هستند. استفاده از اندازه مناسب ولو، کارآمدی جریان را تسهیل می کند و سیستم با احتمال کمتری برای نشتی و سایش عمل می کند.

ضرایب جریان (Cv) برای هر شیر در کاتالوگ  آن منتشر می شود. به عبارت دیگر مقادیر Cv با آزمایش تعیین می شوند و محاسبات بعدی مطابق با روش ها و فرمول های انجمن بین المللی اندازه گیری و کنترل (ISA) درج می شوند.

شرایط محیطی

پارامتر بعدی که بررسی می شود شرایط محیطی است که نیدل ولو در آن استفاده می شود. به عنوان مثال خورندگی محیط تأثیر عمده ای بر انتخاب مواد شیر خواهد داشت. 

متریال شیر

متریال و مواد مختلفی برای ساخت ولو سوزنی مورد استفاده قرار می گیرد. رایج ترین متریال های مورد استفاده برنج، فولاد ضدزنگ 304 یا 316 ، فولاد کربنی و آلیاژ 400 (آلیاژ بر پایه نیکل) هستند.

در نظر داشته باشید که جنس بدنه شیر سوزنی باید مطابق با سیال فرآیندی و دما و فشار انتخاب شود. فولاد ضدزنگ به طور گسترده به دلیل مقاومت خوردگی ، پایداری شیمیایی و مقاومت دمایی بالایی که دارد، مورد استفاده قرار می گیرد.

ولوهای سوزنی برنجی در سیستم های هیدرولیکی، کاربردهای با دمای بالا و لوله کشی گاز کاربرد دارند. نوع انتخاب مواد با سازگاری با سیال سیستم تعیین می شود که عواملی مانند مقاومت در برابر خوردگی، فشار، دما و تمیزی را در بر می گیرد. خرید مواد مطابق با مشخصات انجمن تست و مواد آمریکا (ASTM) است.

با در نظر گرفتن دقیق این عوامل و خرید یک شیر سوزنی که با نیازهای خاص برنامه مطابقت دارد، می توانید از عملکرد بهینه و قابلیت اطمینان شیر در سیستم اطمینان حاصل کنید.

فروش نیدل ولو

نیدل ولوها برای تنظیم دقیق نرخ جریان طراحی می شوند که امکان کنترل دقیق بر روی مقدار مایع یا گاز عبوری از شیر را فراهم می کنند. همچنین در طیف وسیعی از متریال مانند فولاد ضد زنگ، برنج و آلیاژهای مختلف در دسترس هستند که آنها را با انواع سیالات و گازها سازگار می کند.

تجهیز صنعت بزرگترین و برترین ارائه دهنده انواع تجهیزات ابزار دقیق و شیرآلات پایپینگ در کشور است. این فروشگاه بزرگ و مطمئن جهت افزایش سطح کیفی صنایع نیدل ولو را از برندهای مختلف با بهترین کیفیت و قیمت مناسب به فروش می رساند. جهت کسب اطلاعات بیشتر در زمینه خرید، مشاوره فنی و استعلام قیمت نیدل ولو با کارشناسان فروش و فنی ما تماس حاصل فرمایید.

 

 

شیر سه راهه موتوری