مشخصات فنی شیر اطمینان (Safety Valve) یا شیر ایمنی
هدف از کاربرد این نوع شیر اطمینان روی مخازنهای تحت فشار، جهت جلوگیری از اعمال فشار بیش از حد طراحی بر روی مخزن می باشد .در این نوع شیر قطر ورودی شیر کوچکتر از قطر دهانه خروجی آن می باشد. نحوه تنظیم شیر اطمینان در ادامه متن زیر شرح داده خواهد شد. از انواع شیر اطمینان Safety Valve صنعتی میتوان به شیر اطمینان Safety Valve درون چاهی، شیر اطمینان Safety Valve سطحی، شیر اطمینان Safety Valve فشار و شیر اطمینان Safety Valve قطع کننده اشاره کنیم.
قیمت شیر اطمینان فلنچدار ساخت ایران
قیمت شیر اطمینان دنده ای ساخت ایران
قیمت شیر اطمینان فلنجدار مارک B&R
قیمت شیر اطمینان دنده ای مارک B&R
انواع شیر اطمینان
- 1 - شير اطمینان (Relief Valve)
- 2 - شير اطمينان دقیق (Safety Relief Valve)
- 3 - شير اطمينان با بارگذاری مستقيم (Direct Loaded Safety Relief Valve)
- 4 - شير اطمينان با بارگذاری پایلوت دار (Pilot-Operated Safety Relief Valve)
- 5 - شير اطمينان متعادل فانوسی (Balanced-Bellows Safety Relief Valve)
- 6 - شير اطمينان معمولی (Conventional Safety Relief Valve)
- 7 - صفحه گسيختگی (Rupture-Disc)
- 8 - شير اطمينان خلاء معکوس (Vacuum-Relief Valve)
- 9 - شیر اطمینان فنر دار (Spring-Loaded Safety Valve)
- 10 -شیر اطمینان وزن خالص (Dead-Weight-Safety Valve)
شیر اطمینان (Relief Valve)
Relief Valve يك شیر فشارشكن (کاهنده فشار موقت ) خودكار می باشد كه در صورت افزایش فشار سیستم به طور خودکار باز میشود. این شیرها Relief Valve به صورت ضربه ای عمل نکرده و زمانی استفاده میشود که تخلیه حجم کمی از سیال موجب کاهش سریع فشار میشود. این شیرها معمولا به صورت مداوم در حالت Overpressure عمل می کنند تا فشار خط را در حد نرمال نگه دارندد.
شير اطمينان با بارگذاری پایلوتی (Pilot Operated Relief Valve)
شیر اطمینان پایلوت دار Pilot Operated Relief Valve شيری می باشد که از یک ولو اصلی و یک دیسک با پیستون یا دیافراگم و یک پایلوت تشکیل شده . که وظیفه پایلوت انتقال فشار سیستم به محفظه پیستون می باشد . در این قسمت به دلیل بزرگ بودن سطح مقطع پیستون نسبت به نشیمنگاه دیسک کلوز میماند. هنگامی که فشار به میزان تنظیم شده رسید، پایلوت جریان سیال را به محفظه پیستون می بندد و همزمان محفظه پیستون را تخلیه میکند این امر باعث باز شدن دیسک Pilot Operated Relief Valve میشود.
شیرهای اطمینان پایلوت دار Pilot operated دارای امتیازاتی می باشند . از جمله این مزایا می توان به موارد زیر اشاره داشت
- 1 - فنر بزرگ و محفظه آن با یک پایلوت کوچک جایگزین شده و این امر باعث کاهش وزن و هزینه شیر می شود.
- 1 -شیرهای اطمینان پایلوت دار دارای فیلتر در ساختار خود هستند و به طور کلی برای خدمات نسبتا تمیز توصیه می شوند.
شير اطمينان متعادل فانوسی (Balanced Bellows Safety Relief Valve)
شير اطمينان متعادل فانوسی در سیستمی که مواد خورنده دارد و فشار کاری موجود در خروجی شیر از فشار معمولی بالاتر باشداستفاده می شود . این شیر (Balanced Bellows Safety Relief Valve)شامل يك فانوس است كه از ورود مواد خروجي به داخل درپوش شير جلوگيري ميكند. این شیر تاثیر فشار کاری برگشت را به حداقل میرساند و از فرسایش زود هنگام فنر میکاهد.
شير اطمينان معمولی (Conventional Safety Relief Valve)
این واو يك شير از انواع بارگذاري مستقيم می باشد كه فشارکاری تنظيمي آن متأثر از تغييرات فشار موجود در خروجي ميباشد . وقتي فشارکاری موجود در خروجي و فشارکاری متغير از 11درصد فشار تنظيمي تجاوز نكند و یا فشارکاری موجود در خروجي ثابت بماند از این شير اطمينان معمولی (Conventional Safety Relief Valve) استفاده می شود.
صفحه گسيختگی (Rupture Disc)
دیسک يك صفحه نازك با ضخامت معین است که از افزایش فشارکاری تعیین شده در خط جلوگیری میکند و از آن در مقابل خطرات احتمالی که ممکن است پیش آید محافظت می کند. از این صفحه در مواقعی که شیر دچار خوردگی و یا رسوب میشود استفاده می کنند. یکی دیگر از کاربرد های رپچر دیسک تنظیم فشار در زمان هایی میباشد که سیستم دچار نشتی شده است و مواد سمی در آن وجود داشته باشد.
شير اطمينان خلاء (Vacuum Relief Valve)
این شیر ها بر اساس استاندارد API2000 طراحی شده است . از نوع شیر کمکی و یا بارگذاری وزنه ای میباشد. شیر های اطمینان خلاء معمولا بر روی مخازن ذخیره فشار پایین استفاده می شوند.
شیر اطمینان فنر دار (Spring Loaded Safety Valve)
شکیل شیر اطمینان با فنر به این صورت می باشد که روی صفحه دریچه آن فنری تعبیه شده که دیسک ولو را جهت خلاف جریان ورودی میفشارند . و به وسیله مهره ای که در بالای این فنر وجود دارد می توان فشارکاری روی دریچه مخزن مداد را تا حد ایمنی مورد نظر تنظیمکرد. زمانی که فشار داخل ولو بالا رود این فنر باز شده و دیسک را آزاد میکند. این امر سبب جریان مواد میشود. این نوع شیر اطمینان بیشتر برای مخازن تحتفشار استفاده می شود. با توجه به نوع سیال به کار رفته در خط که میتواند بخار، گاز و یا مایع باشد از یک آب بند در کنار فنر استفاده می شود که سبب به حداقل رساندن فشارکاری برگشتی میشود.
شیر اطمینان وزن خالص (Dead-Weight Safety Valve)
در این نوع شیر فشارکاری را از دیسک کاهش داده و از فنر استفاده نمیشود . به این صورت که وقتی فشار در سیستم افزایش مییابد، دیسک با حرکت به سوی بالا فشار را کاهش میدهد.
قیمت شیر اطمینان فلنچدار ساخت ایران
قیمت شیر اطمینان دنده ای ساخت ایران
قیمت شیر اطمینان فلنجدار مارک B&R
قیمت شیر اطمینان دنده ای مارک B&R
شیر اطمینان چیست؟
شیر اطمینانSafety Valve شیری می باشد. که توسط یک فنر بسته شده است و با رسیدن فشارکاری پشت شیر به یک فشار استاتیکی مشخص عمل کرده و به سرعت باز میشود . با مشخص بودن مساحت سطح مقطع و اندازه نازل میتوان مشخص نمود که چه حجم مواد یا سیال از Safety Valve خارج خواهد شد. در ابتدا باید اندازه نازل خروجی محاسبه گردد .
شیرهای اطمینان Safety Valve با آزاد نمودن مقداری از مواد یا سیال به بیرون از منطقه تحت فشار، ایمن سازی را انجام میدهند. شیر اطمینان Safety Valve در جاهایی که حداکثر فشارکاری به وجود می آیدراه انداری میگردد . در سیستم های و خط تولید بخار ، شیرهای اطمینان Safety Valve برای جلوگیری از افزایش فشار بر روی بویلرها نصب میشوند.
استانداردهای شیر اطمینانها Safety Valve
شیرهای اطمینان با توجه به نوع کار ، در استاندارد های مختلفی ساخته و طراحی میشوند. از جمله این استاندارد ها میتوان به موارد زیر اشاره کرد :
- الف ASME B31.1
- ب API RP 520
- پ API RP 521
- ج IPS-G-ME-250(2)
- د API 527
- ر API RP 576
جنس بدنه شیر اطمینان یا ایمنی Safety Valve
جنس ای ولو ها میتواند از مواد زیر باشد:
- 1 ASTM A182 F11
- 2 ASTM A182 F22
- 3 ASTM A182 LF9
- 4 ASTM A182 F5A,F5
- 5 ASTM A217 C12
- 6 ASTM A217 WC6
- 7 ASTM A350 LF3
- 8 ASTM A350 LF3
- 9 ASTM A352 LC3
اجزاء شیر اطمینان Safety Valve
انواع شیر اطمینان Safety Valve
شیر اطمینان با فنر Safety Valve
ساختار شیر اطمینان Safety Valve با فنر به این صورت می باشد که روی صفحه دریچه آن فنری قرار دارد و به وسیله مهره ای که در بالای این فنر وجود دارد میتوان فشارکاری روی دریچه مخازن را تا حد ایمنی مورد نظر تنظیم کرد. این نوع شیر اطمینان یا Safety Valveبیشتر برای مخازن تحت فشار استفاده می گردد .
شیر اطمینان وزنه ای
ساختار این نوع از شیرهای اطمینان به این صورت است که فشار درون مخزن توسط نیروی وزنه های موجود روی دریچه مخزن تا حد ایمنی مجاز مورد نظر قابل تنظیم میباشد.
شیر اطمینان با فنر و دیافراگم
این نوع شیر اطمینان برای کنترل مواد و سیالات در مخزن استفاده می شود و هم زمان می تواند فشار و سطح مایع درون مخزن را به خوبی کنترل کند.
انواع شیر ایمنی بر اساس کاربری
- Safety valve: این نوع شیر اطمینان بیشتر روی مخازن و دستگاه های محتوی گاز، هوا، بخار و غیره (به استثنای مایع) نصب میشود.
- Valve Relief: این نوع شیر اطمینان Safety Valve غالبا بر روی مخازن و دستگاه های محتوی مایع نصب میشوند.
- Valve Relief Safety: این نوع شیر اطمینان Safety Valve بر روی هر دو منابع و دستگاه های محتوی گاز و مایع نصب میشود.
نازل در شیر ایمنی
نازل (Nozzle) بخشی از شیر اطمینان یا ایمنی یا همان شیر اطمینان است که مستقیم در فشارکاری مواد یا سیال قرار دارد و به دو دسته Full و Semi (نیمه) تقسیم بندی میشود - نازل Full تمامی بخش ورودی راشامل میشود که به بدنه پیچ میگردد و نازل Semi (نیمه) تنها بخشی از ورودی راشامل میشود و معمولا قابل تعویض می باشد.
برخی از آلیاژهای شیر اطمینان
جنس شیر ایمنی می تواند از مواد زیر باشد:
- 1 ASTM- A182- F11
- 2 ASTM- A182- F22
- 3 ASTM- A182- LF9
- 4 ASTM -A182 -F5A-,F5
- 5 ASTM- A217- C12
- 6 ASTM- A217 -WC6
- 7 ASTM- A350- LF3
- 8 ASTM -A350- LF3
- 9 ASTM- A352- LC3
نحوه انتخاب شیر اطمینان یا ایمنی
در انتخاب PSV و تعیین جزئیات آن چند سئوال مهم مطرح میگردد که چگونه یک شیر اطمینان مناسب انخواب کنیم؟
- چه نوع Safety Valve PSV برای فرآیند مورد نظر ما مناسب است؟
- آیا روش ساده ای برای محاسبه سایز Safety Valve PSV وجود دارد که راحت تر از محاسبات دستی باشد؟
- چه نوع متریالی برای PSV Safety Valve باید انتخاب گردد تا با شرایط فرآیندی مورد نظر هم خوانی داشته باشد؟
قبل از پاسخ دادن به این سوالات و نحوه انتخاب شیر اطمینان بهتر می باشد . با نحوه کار Safety Valve آشنا شویم و آشنایی با قطعات اساسSafety Valve به ما کمک خواهد کرد که با آگاهی کامل این انتخاب را انجام دهیم.
تعریف شیر اطمینان فشارکاری شیر اطمینان Safety Valve
طبق استاندارد API -520- Part 1 که به بررسی نحوه انتخاب، محاسبه سایز، نحوه نصب تجهیزات فشارشکن در پالایشگاه ها می پردازد. در مورد شیر اطمینان Safety Valve تعریف زیر ارائه شده است: یک شیر اطمینان شیری است که توسط یک فنر بسته شده است و با رسیدن فشار پشت شیر به یک فشار استاتیکی مشخص عمل کرده و به سرعت باز میشود. <به این عمل pop کردن شیر مگویند> شیرهای اطمینان معمولا برای سیالات تراکم پذیر کاربرد دارد.
در صنعت ، مخازن تحت فشارکاری بایستی بوسیله دریچه اطمینان محافظت شوند . دریچه های اطمینان را باید طوری انتخاب کرد که در صورت بهم خوردن تعادل در فشار مخزن، شیر اطمینان یا Safety Valve باز شد 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 به خارج منتقل کنند.
شیرهای اطمینان Safety Valve به عنوان ولو مناسب جهت جلوگیری از ازدیاد فشارکاری ناگهانی در موتورخانه ها، کارخانه ها و به طور کلی انواع سایتهای صنعتی و برای انواع سیالات و مواد از قبیل گاز، بخار، آب و یا هوای فشرده استفاده میگردند.
محدودیت فشار در اینگونه کاربردها معمولا ناشی از فشار قابل تحمل تجهیزات، لوله ها و دستگاه ها یا محصولات تولیدی و همچنین مسائل مرتبط با حفظ ایمنی افراد می باشد که اصطلاحاً به محدوده فشار کارکرد امن (Safe Operating Limits for Pressure) یا SOL/P معروف است.
نحوه باز شدن شیرهای Safety Valve و مشخصات کاری آنها ارتباط مستقیم با نحوه طراحی قطعات داخلی شیر دارد. در اغلب موارد این طراحی به گونه ای انجام می گیرد که پس از شروع باز شدن شیر Safety Valve در اثر ازدیاد فشار، در اثر خاصیت (POP Action) این عمل تا زمانی که ولو کاملاً باز گردد به سرعت تشدید میشود. شکل زیرعملکرد یک Safety Valve را نمایش میدهد.
شیر اطمینان عملیات ایمن سازی را با آزاد کردن مقداری از مواد به واحد انجام می دهد. در نقاطی که حداکثر فشار کاری بوجود می آید Safety Valve نصب میگرد. در ارتباط با شیرهای اطمینان لازم است که با اصطلاحاتی در این زمینه آشنا شویم:
- www.118valve.com
- نقطه تنظیم (Set Point)
تنظیم مناسب نقطه عملکرد و باز شدن شیر اطمینان، اولاً به دلایل ایمنی مذکور و ثانیاً به منظور اطمینان از کارکرد شیر اطمینان با حداقل صدا و همچنین ممانعت از صدمه به شیر اطمینان ضروری می باشد. این نقطه نباید بیشتر از SOL/P یا محدوده فشار کارکرد ایمن تجهیزات باشد. از طرفی باید به خاطر داشت که تنظیم فشار آزاد سازی شیر اطمینان روی فشار کمتر از SOL/P هیچگونه مزیتی به همراه نخواهد داشت و تنها باعث افزایش احتمالی دفعات باز شدن شیر اطمینان و فرسوده شدن آن خواهد گشت.
میزان تغییرات احتمالی در فشار سیستم پارامتر دیگری است که باید در فشار تنظیم شیر اطمینان در نظر گرفته شود تا از باز شدن بی مورد شیر جلوگیری به عمل آید. در صورت نادیده گرفتن این مورد، شیر اطمینان در بسیاری از موارد در حالت نزدیک به بسته کار خواهد نمود که به این پدیده Simmering گفته می شود. این حالت در نتیجه نزدیک بودن بیش از اندازه فشار سیستم به نقطه تنظیم روی می دهد و علاوه بر ایجاد سر و صدا و مسائل جانبی، باعث ایجاد صدمه به قسمت های داخلی شیر و در نتیجه نشت دائمی آن خواهد شد.
- فشار اطمینانی (Shut-Off Margin)
هنگامی که فشار کاری سیستم و نقطه تنظیم شیر اطمینان به هم نزدیک باشند. علاوه بر در نظر گرفتن تغییرات فشار احتمالی سیستم که در بالا عنوان گردید، فشار اطمینانی نیز به عنوان تضمین و اطمینان یافتن از بسته ماندن کامل شیر بر فشار کاری سیستم اضافه می گردد که معمولا حدود 0.1 بار است.
- فشار تنظیم (Set Pressure)
فشار نسبی ورودی به شیر ایمنی که شیر برای باز شدن در این فشار تنظیم می شود.
- فشار پشتی (Back Pressure)
لاین خروجی PSV می تواند توسط یک لوله به هوای آزاد (فشار اتمسفر) تخلیه گردد یا اینکه به یک خط دیگر هدایت گردد. فشار خط خروجی به Back Pressure موسوم است.
- فشار پشتی ساختاری (Build-Up Back Pressure)
به افزایش فشار در مدار تخلیه در اثر جریان ناشی از باز شدن شیر ایمنی فشار می گویند.
- فشار تحمیلی (Superimposed Back Pressure)
فشار استاتیکی در خروجی شیر ایمنی فشار در لحظه باز شدن شیر را می گویند. این فشار می تواند ثابت یا متغیر باشد.
- فشار باز شدن (Opening Pressure)
فشار استاتیکی در ورودی شیر که موجب باز شدن شیر بسته می گردد.
- فشار بسته شدن (Closing Pressure)
فشار استاتیکی در ورودی شیر که منجر به بسته شدن مجدد یک شیر اطمینان باز می گردد.
- حداکثر فشار عملکرد (Maximum Operating)
ماکزیمم فشار که در حین عملکرد سیستم اتفاق می افتد.
- حداکثر فشار کاری قابل قبلو ((MAWP)Maximum Allowable Working Pressure)
مبنایی برای تنظیم کردن فشار در شیرهای ایمنی که بر روی مخازن نصب می شوند. این فشار برای طراحی مخازن مورد استفاده قرار می گیرد.
- فشار انباشتگی (Accumulation Pressure)
به افزایش فشار از مقدار MWAP یک مخزن که باعث تخلیه از تجهیزات ایمنی فشار می گردد گفته می شود و بر حسب واحد یا درصد بیان می شود. بیشترین مقدار مجاز برای آن توسط کدهای کاربردی برای حوادث در حین کار یا انفجاری بیان می شود.
تفاوت شیر اطمینان (Safety Valve) و شیر اطمینان فشار شکن (Safety Relief Valve) در چیست؟
واژه شیر اطمینان (Safety Valve) و شیر اطمینان فشار شکن (Safety Relief Valve) اصطلاحاتی هستند که جهت تشریح انواع متنوعی از تجهیزات مرتبط با آزاد سازی فشار اضافی سیال در واحد می باشند. در همین رابطه محدوده وسیعی از شیرهای مختلف که برای کارکردهای متنوعی جهت عمل در شرایط بحرانی فشار می باشند مورد استفاده قرار می گیرند. تفاوت اصلی این دو نوع شیر در نوع سیال آن است. شیر اطمینان عموما برای سیالات تراکم پذیر و شیر های اطمینان فشار شکن اغلب برای سیالات تراکم ناپذیر از جمله روغن و آب مورد استفاده قرار می گیرند. از دیگر تفاوت های آن می توان به این موضوع اشاره کرد که در سیفتی ولو اگر فشار ورودی سیستم به فشار تنظیم شده ست پوینت برسد این شیر واکنش نشان داده و جزو شیر های واکنش سریع می باشد و تا هنگامیکه فشار به پائین تر از فشار مورد نظر نرسد، شیر باز خواهد ماند. ولی در شیر های اطمینان فشارشکن هنگامیکه فشار ورودی از فشار تنظیم شده بالاتر رود این شیر به تدریج فشار را متعادل می کند. شیر های اطمینان فشار شکن معمولا بصورت مداوم در حالت Over Pressure قرار دارند تا فشار را بالانس کنند. عمل کردن این ولوها هیچگاه بصورت (Pop-Action ضربه ای) نمی باشد.
در بیشتر استانداردها تعاریف ویژه ای برای دو شیر اطمینان و Safety Valve فشار شکن عنوان گردیده است. در استانداردهای امریکایی و اروپایی تفاوت های بین اصطلاحات تجهیزات کاربردی از لحاظ معنی وجود دارد. از جمله این تجهیزات می توان به همین شیرها اشاره نمود. در استانداردهای اروپایی به این قبیل ولوها اصطلاحاً شیر اطمینان و در استانداردهای آمریکایی شیر اطمینان فشار شکن گفته میشود.
از جمله موارد دیگر اختلاف بین Safety Valve و Relief Valve میتوان به این نکته اشاره نمود که در شیرهای اطمینان به محض اینکه فشار عملکردی به فشار تنظیمی (Set Point) برسد سریعاً این شیر عمل میکند و تا هنگامیکه فشار عملکردی به پائین تر از فشار تنظیمی نرسد این شیر باز خواهد ماند.
ولی در شیرهای اطمینان فشار شکن هنگامی که فشار ورودی مواد تا نقطه فشار تنظیمی بالا برود این شیر به تدریج باز شده تا فشار را بالانس نماید. شیر فشار شکن عموماً برای سیالاتی که غیر قابل تراکم می باشند مانند آب و روغن و غیره مورد استفاده قرار می گیرد ولی شیر اطمینان عموماً برای سیالات تراکم پذیر استفاده میشوند.
Relief Valve ها معمولاً به صورت مداوم در حالت Overpressure عمل می کنند تا فشار سیستم را در حد نرمال تنظیم کنند. عمل کردن این شیرها هیچگاه بصورت Pop-Action (عمل کردن ضربه ای) نمیباشد.
کاربرد شیر اطمینانSafety Valve
در صنایع، مخازن و تجهیزات تحت فشار باید بوسیله شیر اطمینان محافظت شوند. شیرهای ایمنی را باید به نحوی انتخاب کرد که در صورت بهم خوردن تعادل در فشار مخزن، شیر اطمینان باز شده و مقادیر اضافی سیال را خارج کند. در مواردی که تجهیزات فشار علاوه بر بهم خوردن تعادل در شرایط کاری در معرض خطرات آتش سوزی یا انفجار نیز هستند، باید این شیرها طوری انتخاب شوند که نه فقط در فشار معینی باز گردند بلکه ظرفیت آن را داشته باشند که مقدار اضافی سیال داخل مخزن را که در اثر حرارت تغییر حالت داده است به بیرون تجهیز انتقال دهد. شیرهای اطمینان باید در فشاری حدود 10% بیشتر از فشاری که تجهیز باید نگه دارد یا در حدود بالاترین فشاری که مخزن می تواند تحمل کند انتخاب شوند. در مخازن ضد انفجار، فشار مخزن نباید از 20% فشار طراحی بالاتر برود.
شیرهای ایمنی به عنوان وسیله ای مناسب جهت جلوگیری از ازدیاد فشار ناگهانی در موتورخانه ها، کارخانه ها و به طور کلی انواع سایت های صنعتی و برای انواع سیالات از قبیل گاز، بخار، آب یا هوای فشرده استفاده می گردند. محدودیت فشار در این گونه کاربری ها که اصطلاحاً به محدوده فشار کارکرد امن معروف است معمولاً ناشی از فشار قابل تحمل تجهیزات، لوله ها و دستگاه ها یا محصولات تولیدی و همچنین مسائل مرتبط با حفظ ایمنی افراد میباشد. نحوه باز شدن شیرهای اطمینان و مشخصات کاری آنها ارتباط مستقیمی با نحوه طراحی قطعات داخلی شیر دارد . در اغلب موارد این طراحی به گونه ای انجام می گیرد که پس از شروع باز شدن شیر اطمینانSafety Valve در اثر ازدیاد فشار این عمل تا زمانی که شیر Safety Valve کاملاً باز گردد به سرعت تشدید میشود.
دیدگاه خود را بنویسید