شیر اطمینان

معرفی شیر اطمینان

شیر اطمینان (Safety Valves)، یکی از انواع پرکاربرد شیرآلات صنعتی به شمار می رود که جهت جلوگیری از اضافه فشار و محافظت از تجهیزات و افراد در برابر اضافه فشار مورد استفاده قرار می گیرد.

این تجهیزی مکانیکی است که هنگام رسیدن فشار سیال به فشار تعیین شده SET POINT به صورت اتوماتیک باز شده و مجددا پس از تخلیه سیال بسته می شود. عملکرد این تجهیزات به صورت سریع باز شونده (pop action) است و متناسب با افزایش فشار سیال عمل می کند.

شیر اطمینان نوعی از شیرهای ایمنی و کاهش فشار است که در وهله اول به عنوان یک اقدام ایمنی برای صنایع طراحی شده است. این شیرها در صنایعی نصب می شوند که در آنها احتمال افزایش سریع فشار وجود دارد و می تواند منجر به انفجار یا آسیب تجهیزات یا افراد شود. همچنین به اختصار به شیرهای اطمینان PSV (Pressure Safety Valve) نیز گفته می شود.

شیرهای اطمینان از اجزای ضروری در صنایع فرآیندی مختلف از جمله نفت و گاز، شیمیایی، پتروشیمی، تولید برق و… محسوب می شوند. هدف اصلی شیرهای اطمینان جلوگیری از خرابی های فاجعه بار ناشی از فشار بیش از حد است که می تواند منجر به انفجار، آسیب ساختاری یا سایر شرایط خطرناک شود.

شیر اطمینان برای آزادسازی و تخلیه فشار اضافه روی مخازن و خطوط لوله نصب می گردند. در ادامه به معرفی انواع شیرهای اطمینان، عملکرد و سایر ویژگی های آنها می پردازیم.

انواع شیر اطمینان

بر اساس نوع سیال و عملکرد

شیرهای اطمینان بر اساس استانداردهای مختلفی طراحی و ساخته می شوند. بر اساس استاندارد ASME/ANSI PTC25.3 و همچنین بر اساس فشار برگشتی یا Back Pressure و متناسب با کاربرد و شرایط فشاری انواع متفاوتی وجود دارند که به شرح زیر می باشند:

شیرهای اطمینان سیفتی ولو PSV

شیرهای (Pressure Safety Valve) که هنگام وجود فشار اضافی باز شده و دوباره بسته می شوند که از خروج جریان اضافی بعد از بازگشت به حالت نرمال، جلوگیری کنند. عملکرد این تجهیز به صورت سریع باز شونده یا پاپ اکشن (pop action) است که متناسب با افزایش فشار باز و بسته می شود. این شیر ممکن است برای سیالات متراکم و یا غیر متراکم متناسب با طراحی، تنظیم و کاربردشان به کار رود. این نوع شیر اطمینان بیشتر برای گازها کاربرد دارد.

شیر تخلیه فشار ریلیف ولو PRV

شیر تخلیه فشار (Pressure Relief Valve) نوع دیگری از شیر ایمنی است که برای رهاسازی یا تخلیه سیال در تجهیزات مختلف به منظور حفظ سطح فشار بهینه استفاده می شود. شیرهای تخلیه برای سیالات مایع به کار می روند و عملکرد خطی یا  Linear Action دارند.

شیرهای تخلیه به تدریج با افزایش فشار سیال باز می شوند و با تخلیه سیال فشار را کاهش می دهند سپس بسته می شوند. از تفاوت های شیر اطمینان و تخلیه فشار میتوان به نوع سیال و عملکرد اشاره کرد.

شیرهای تخلیه PRV نسبت به فشار سیال به تدریج باز می شوند، در حالی که شیرهای اطمینان PSV به طور ناگهانی پس از رسیدن فشار به سطح معینی باز می شوند تا از فشار بیش از حد و حوادث احتمالی در فرآیند جلوگیری کنند.

شیر اطمینان و رهاسازی

این نوع شیرها (Pressure Safety Relief Valve) عملکرد دوگانه (Dual) دارند بنابراین متناسب با فشار ورودی میتوانند به صورت سریع یا تدریجی عمل کنند. شیرهای اطمینان و رهاسازی برای سیالات مختلف مایع و گاز به کار می روند.

یک دستگاه تخلیه فشار که با فشار ورودی عمل می کند و متناسب با این فشار به صورت آرام باز و بست می شوند تا عمل رهاسازی فشار ورودی را به تدریج انجام دهند. شیرهای رهاسازی بیشتر برای مایعات کاربرد دارند.

مدل های رایج شیر اطمینان

1.شیر اطمینان معمولی CSV

این شیر (Conventional Safety Valve) دارای عملکردی معمولی میباشد که هیچ مکانیزمی در آن برای مقابله با آسیبهایی نظیر چترینگ وجود ندارد.

به آنها شیرهای اطمینان فنری نیز می گویند و یکی از رایج ترین انواع شیرهای اطمینان مورد استفاده در صنایع مختلف می باشند. آنها بر اساس نیروی اعمال شده توسط فنر برای کنترل باز و بسته شدن شیر عمل می کنند. و متعاقبا بیشترین تاثیر را از فشار برگشتی می پذیرند. بر اساس کلاس بندی استاندارد ASME/ANSI، تخلیه این ولوها یا به اتمسفر است و یا به قسمت تخلیه هستند.

شیرهایی که تخلیه به اتمسفر (Vent to Atmosphere) هستند بیشترین اثر فشار برگشتی را دارا هستند. در مواردی که فشار برگشتی زیر 5% نقطه تنظیم (setpoint) باشد می توان از شیر اطمینان معمولی استفاده کرد.

شیرهای اطمینان با بارگذاری مستقیم در مواردی که فشار برگشتی زیر 10% فشارنقطه تعیین شده (setpoint) باشد به کار می روند. معایب این شیرها این است که تاثیر زیادی از فشار برگشتی (Back Pressure) می گیرند و عملکرد آنها ضربه ای است و پدیده چترینگ (تماس دیسک و سیت زیاد) رخ می دهد.

2. شیر اطمینان بیلوز دار

در این نوع شیر ایمنی قسمت بالای دیسک و سیت با استفاده از یک بیلوز آکاردئونی شکل حرکت ضربه ای و ناگهانی دیسک را آهسته می کند. در واقع این کار باعث می شود شیر از فشار برگشتی تاثیر کمتری بگیرد و آرامتر حرکت کند.

در مواردی که فشار برگشتی بین 10% تا 35% فشار نقطه تنظیم باشد، باید از شیر اطمینان Bellows دار استفاده شود.

یکی از معایب استفاده از شیر ایمنی بیلوز این خواهد بود که ممکن است فشار تنظیم شده و ظرفیت شیر را تحت تأثیر قرار دهد. بنابراین مهم است که مکانیزمی برای تشخیص هرگونه جریان سیال نامشخص از طریق ونت بیلوز وجود داشته باشد.

همچنین برخی از شیرهای اطمینان بیلوز دارای یک پیستون کمکی هستند که برای غلبه بر اثرات فشار برگشتی در صورت خرابی بیلوز استفاده می ‌شود. این نوع شیر اطمینان معمولاً برای کاربردهای حیاتی در صنایع نفت و پتروشیمی مورد استفاده قرار می گیرد.
علاوه بر کاهش اثرات فشار برگشتی، بیلوزها همچنین برای جدا کردن اسپیندال و فنر از سیال فرآیندی به کار می روند برای زمانی که سیال خورنده است مفید می باشد.

3. شیر اطمینان پایلوت POSV

این شیر (Pilot-Operated) از خود فشار ورودی برای کنترل عملکرد باز و بست شدن سیت استفاده می کند. به صورتی که یک انشعاب از فشار ورودی به بالای سیت ایجاد میگردد و متناسب با فشار ورودی، نیرویی در بالای سیت نیز ایجاد می شود که به کنترل عملکرد سیت در زمان هایی که فشار برگشتی زیاد است کمک می کند. معمولاً در کاربردهایی که نیاز به کاهش فشار و دبی بالا دارند استفاده می شود.

شیرهای پایلوت دار (POSV) دارای دو مدل پیستونی و دیافراگمی هستند که مدل های دیافراگمی برای کاربردهای فشار پایین استفاده می شود.  نوع دیافراگمی معمولاً فقط برای کاربردهای فشار کم به کار می رود و عملکردی از نوع را ایجاد می کند که مشخصه شیرهای کمکی مورد استفاده در سیستم های مایع است. بنابراین در سیستم های بخار کاربرد کمی دارند.

شیرهای پایلوت دار دقت بهتری دارند اما در مقایسه با شیرهای اطمینان دیگر از قیمت بالاتری برخوردار هستند. از این شیرهای اطمینان در مواقعی که فشار برگشتی (Back Pressure) بیشتر از 35% فشار تعیین شده باشد استفاده می شود.

متعلقات شیر اطمینان

لوازم جانبی شیر اطمینان تجهیزاتی هستند که همراه با شیرهای ایمنی برای افزایش عملکرد یا قابلیت‌های نظارتی استفاده می ‌شوند. این تجهیزات ویژگی های را ارائه می دهند یا عملکرد و نگهداری صحیح شیرهای ایمنی را آسان می کنند. برخی از انواع متعلقات شیرهای اطمینان در موارد زیر ذکر شده است:

1. Jacketed: در مواقعی که سیال ویسکوزیته بالایی دارد و ممکن است به دیسک سیت بچسبد و در عمکرد شیر تداخل ایجاد کند در اطراف شیر اطمینان قرار می گیرد و باعث حرکت روانتر و راحت تر سیال در شیر می شود.

2. Lifting Device: دستگاه بالابر نوع خاصی از لوازم جانبی است که همراه با شیرهای ایمنی برای کمک به بلند کردن دستی دیسک شیراستفاده می شود.اهرم بسته بندی شده Packed leverبرای سرویس خطرناک واهرم ساده Plain lever برای تخلیه سیالات تمیز و فاقد ارزش مالی مانند آب وهوا استفاده می شود.

3. Test gag: هنگامی که بخواهید بالاتر از فشار نقطه تنظیم (set point) شیر را تست کنید و نخواهید شیر عمل کند از Test gag استفاده می شود که اجازه فعال شدن را به شیر نمی دهد.

استانداردهای مرتبط با شیر اطمینان

شیر اطمینان یا  PSV یک تجهیز کنترلی و حفاظتی است که در صنایع مختلف برای حفاظت از تجهیزات و سیستم‌ها در برابر فشارهای ناخواسته و بیش از حد تعیین شده به کار می رود. استانداردهای شیر اطمینان الزامات و مقرراتی می باشند که در زمینه انتخاب، سایزینگ، طراحی، ساخت شیرها و غیره به کار می روند.

استاندارد API یک استاندارد شناخته شده است که توسط مؤسسه نفت آمریکا (API) توسعه یافته و دستورالعمل هایی را برای طراحی و نصب سیستم های کاهش فشار در صنایع مختلف به ویژه در بخش نفت و گاز ارائه می دهد.

استانداردهای مرتبط با شیرهای اطمینان به شرح زیر می باشند:

• 1. استاندارد API520 راهنمای سایزینگ و انتخاب شیر اطمینان
• 2. استاندارد API521 در ارتباط با سیستم های کاهش فشار Depressurizing system
• 3. استاندارد API526 در ارتباط با شیرهای تخلیه فشار Pressure Relief Valve
• 4. استاندارد API527 در ارتباط با آب بندی و نشتی Seat tightness

سایزینگ شیر اطمینان

سایزینگ یک فرآیند حیاتی در مهندسی است که شامل تعیین اندازه و ظرفیت مناسب یک شیر اطمینان برای یک کاربرد معین می شود. هدف از تعیین سایز شیر، اطمینان از این است که شیر می تواند به طور موثر فشار اضافی را از یک سیستم کاهش دهد و از آن در برابر حوادث فشار بیش از حد محافظت کند.
شیرهای اطمینان باید مطابق با سایز خط لوله ای که شیر روی آن نصب می شود انتخاب شوند و مجاز به کاهش سایز نخواهید بود.
سایزینگ مناسب شیرهای اطمینان بسیار مهم است زیرا اندازه ناحیه اوریفیس باید به گونه ای باشد که شیر اطمینان قادر باشد اضافی فشار را تخلیه کند. در صورتی که سایز ناحیه اوریفیس شیر بزرگتر در نظر گرفته شود موجب ایجاد چترینگ (Chattering) و آسیب به دیسک شیر خواهد شد.

انواع جنس شیرهای اطمینان

قسمت هایی از شیر اطمینان مانند دیسک و نازل ورودی که در تماس با سیال هستند باید از متریال خاصی متناسب با نوع سیال فرآیندی ساخته شوند. همچنین با توجه به اینکه شیرهای ایمنی در شرایط عادی به ندرت کار می کنند تمام اجزای دیگر را می توان از مواد استاندارد برای اکثر کاربردها تولید کرد.

با این حال چندین استثنا وجود دارد که در این موارد باید از متریال خاصی استفاده شود که عبارتند از:

• کاربردهای برودتی
• سیالات خورنده
• هنگامی که آلودگی مایعات تخلیه شده مجاز نیست.
• هنگامی که شیر به یک منیفولد متصل می شود که حاوی سیالات خورنده است که توسط شیر دیگری تخلیه می شود.

اجزای اصلی در تماس با سیال در شیرهای اطمینان از متریال استنلس استیل، کربن استیل و اینکونل و غیره ساخته می شود. در نظر داشته باشید تمام شیرهای ایمنی باید از موادی ساخته شوند که به راحتی تخریب و خورده نشوند.

با توجه به اینکه که سیت و دیسک دائماً با سیال فرآیند در تماس هستند باید بتوانند در برابر اثرات فرسایش و خوردگی مقاومت کنند.
برای کاربردهای فرآیندی از فولاد ضد زنگ استنلس استیل معمولاً برای سیت و دیسک استفاده می شود. همچنین برای سیالات بسیار خورنده، نازل، دیسک و سیت از آلیاژهای خاصی مانند مونل “monel” یا هستلوی “hastelloy” ساخته می شوند.

برندهای مطرح شیر اطمینان

شیر های اطمینان در برند های بسیاری ساخته و تولید میشوند و در صنایع مورد استفاده میباشند. با توجه به بحث ایمنی و حساسیتی که در مورد استفاده از شیرهای اطمینان وجود دارد، توصیه میکینم این شیرها را از برندهای معتبر تهیه کنید که دارای کیفیت لازم میباشند و استاندارد ها در تولید آنها رعایت شده است. در ادامه به برخی از معتبرترین برندهای شیر اطمینان میپردازیم:

• شیر اطمینان لسر LESER
• شیر اطمینان CROSBY
• سیفتی ولو پارکر PARKER
• شیر اطمینان پکنز PAKKENS
• شیر اطمینان هایسک HISEC

خرید شیر اطمینان

انتخاب و خرید یک شیر اطمینان شامل در نظر گرفتن چندین فاکتور برای اطمینان از مناسب بودن شیر برای کاربردی خاص است و می تواند به طور موثر سیستم را در برابر حوادث فشار بیش از حد محافظت کند. برخی از پارامترهای مهم که هنگام خرید شیرهای اطمینان باید در نظر گرفته شود عبارتند از:

•  برند سازنده و قیمت
•  سایز ورودی و سایز خروجی
•  دما و فشار کاری
•  جنس بدنه، سیت و دیسک
• کلاس فلنج ورودی و خروجی

توجه داشته باشید که انتخاب شیر اطمینان یک فرآیند مهم است بنابراین تمام عوامل تاثیرگذار را به دقت ارزیابی کنید تا اطمینان حاصل شود که شیر انتخابی برای کاربرد مناسب است و می تواند حفاظت از فشار بیش از حد قابل اعتماد را ارائه دهد.

شرکت تجهیز صنعت تامین کننده و وارد کننده انواع شیر اطمینان (Safety Valve) و ریلیف ولو (Relief Valve) در انواع متریال های فولادی و استیل در سایزهای مختلف میباشد. این شیرها مناسب انواع سیالات فرآیندی شامل انواع گازها، بخار و آب میباشد.

قیمت شیر اطمینان

جدول زیر لیست قیمت شیر اطمینان نمونه های 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 : 16 خرداد 1403

جهت کسب اطلاعات بیشتر و استعلام قیمت شیر اطمینان با کارشناسان فنی و فروش ما در ارتباط باشید.