شیر پروانه ای
شیر پروانه ای (شیر پروانه ای فلنج دار ) یک دستگاه قطع و وصل است که در برخی برنامه ها با شیر گلوب و توپی می تواند جایگزین شود. این نوع شیر (شیر پروانه ای فلنج دار ) ممکن است بر اساس پارامترهای مختلف طبقه بندی شود (شیر پروانه ای ویفری تمام استیل) :
- طراحی: محور ، دو محوره ، سه محوره
- کانکشن : شیر پروانه ای ویفری،لاگ،شیر پروانه ای فلنج دار و دبل فلنج
- مواد سیت : نرم (به عنوان مثال: تفلون ، بونا ، لاستیک ، و غیره) یا فلز به فلز (SS304، SS316)
- مواد بدنه و دیسک (از چدن تا آلیاژهای نیکل بالا)
- محرک: دستی (اهرم ، چرخ دنده ، گیربکس ) و فعال شده (انواع برقی ، پنوماتیک ، هیدرولیک و بیش از حد روغن)
شیر پروانه ای را می توان برای طیف گسترده ای از برنامه ها از جمله آبرسانی ، تصفیه فاضلاب ، محافظت در برابر آتش ، برای صنایع شیمیایی و نفتی ، سیستم های انتقال سوخت و همچنین برای کاربردهای صنعت تولید استفاده کرد. با معرفی طرح های دوگانه و سه گانه ای غیر عادی ، شیر پروانه ای نیز بیشتر در صنعت نفت و گاز مورد استفاده قرار می گیرند و شروع به رقابت با شیر های سنتی تر ، مانند شیر های گلوب و شیر توپی می کنند.
شیر پروانه ای (شیر پروانه ای فلنج دار ) چگونه کار می کند؟
مؤلفه اصلی شیر پروانه ای دیسک ، حلقه فلزی است که در مرکز خط لوله قرار گرفته و از طریق میله به یک محرک خارجی (سطح دستی یا محرک) وصل می شود. در مقایسه با شیر توپی ، دیسک شیر پروانه ای (شیر پروانه ای فلنج دار ) همیشه با مایع منتقل شده توسط خط لوله در تماس بوده و بنابراین افت فشار ایجاد می کند. در حالت بسته ، دیسک حفر شیر را مسدود می کند ، و در حالت باز ، دیسک اجازه عبور مایع را می دهد. برای تبدیل سوپاپ از حالت کاملاً بسته به یک موقعیت کاملاً بسته (یک حرکت چرخشی چهارم) لازم است (و چنین حرکتی می تواند به همان سرعت در مورد شیرهای توپی انجام شود).
نماد شیر پروانه ای در نمودارهای P&ID در این تصویر نشان داده شده است
مشخصات شیر پروانه ای
مشخصات API 609 ، ASME B16.34 (درجه بندی فشار و دما) ، API 598 (تست) ، ASME B16.5 و ASME B16.47 (انتهای فلنج) و مشخصات ASME B16.25 ابعاد و تحمل شیرهای پروانه ای را پوشش می دهد صنعت پتروشیمی و برنامه های لوله کشی.
طراحی شیر پروانه ای
طبقه بندی اصلی کلیدی بین شیر پروانه ای متمرکز یا خارج از مرکز است:
-
شیر پروانه ای متمرکز: ساقه در وسط دیسک قرار دارد و دیسک با محوریت متصل است
-
شیر پروانه ای غیر متمرکز (جبران مضاعف و جبران سه گانه): دارای یک یا چند شاخه خرد (ساقه) باشید که در یک موقعیت جبران از مرکز شیر قرار دارند. شیر پروانه ای غیر متمرکز نیز به عنوان جبران مضاعف یا سه گانه تعریف می شود.
شیر پروانه ای متحدالمرکز (سمت چپ) ، شیر پروانه ای با فشار مضاعف (وسط) ، شیر پروانه ای سه تایی (سمت راست)
شیر پروانه ای المتحد مرکز
شیر پروانه ای متمرکز در کارخانه های تصفیه آب و فاضلاب ، سیستم های ضد حریق و گازرسانی استفاده می شود.
- تصفیه آب
- توزیع آب
- نصب پمپاژ
- انتقال آب
- HVAC
- سیستم های هوادهی
- فاضلاب تمیز
- فیلترهای نصب
- نصب پمپاژ
- مبرانز
- محافظت از آتش (داخلی / خارجی)
- گاز طبیعی و گاز شعله ور
شیر پروانه ای دبل
شیر پروانه ای دبل دو طرفه به دلیل اینکه سبک تر ، ارزان تر هستند و کارهای حفاری را به حداقل می رسانند ، در برنامه های آبرسانی زیرزمینی کاربردهای زیادی را در برنامه های تأمین آب زیرزمینی پیدا می کنند و با شیرآلات دروازه ای (به خصوص در اندازه های مختلف مته بزرگتر) رقابت می کنند.
شیر پروانه ای تریپل
دریچه های پروانه ای سه گانه با مواد درجه بالا مانند استیل ضدزنگ و فولاد دوبلکس / فوق العاده دوبلکس ساخته شده اند و در برنامه های مهم برای ماموریت با خوردگی قابل توجه و فشار / درجه حرارت بالا با شیرهای توپی رقابت می کنند. شیر های پروانه ای سه تایی پیشرفته ترین نوع هستند و در آخرین سال ها سهم بازار را به دست می آورند.
مقایسه شیر پروانه ای دبل و شیر پروانه ای سه گانه
تصاویر تفاوت طراحی بین یک شیر پروانه ای غیر عادی دو و سه گانه (به ترتیب در سمت چپ و راست نمودار) را نشان می دهند.
متریال شیر پروانه ای
بدنه شیر
شیر پروانه ای ، مانند هر نوع شیر دیگر ، در مواد مختلف و ترکیب مواد (بدنه ، دیسک ، سیت) موجود است. انتخاب مواد بر اساس سیال ، فشار و دمای كاربرد در دست است. در اینجا لیستی از مواد اصلی مورد استفاده برای شیرهای پروانه ای ، که به طور کلی نمرات ریخته گری هستند ، دنبال می کنید.
کربن استیل
فولاد کربن یک آلیاژ آهن و کربن است (هیچ عنصر آلیاژی دیگری برای کنترل خواص مواد اضافه نمی شود). برای ساخت شیر پروانه ای ، بیشتر از فولاد کربن برای تشکیل بدنه و دیسک شیر با استفاده از فرآیند ریخته گری ماسه استفاده می شود. متداول ترین درجه ای که برای بدنه ها و دیسک های شیر پروانه ای استفاده می شود ، فولادهای ASTM A216 WCB و LCC (محتوای کم کربن) (که از فولادهای چدنی هستند) هستند. آنها به ترتیب برای خدمات با درجه حرارت بالا و دمای پایین استفاده می شوند. مهمترین مزیت شیرهای پروانه ای از جنس استیل کربن (CS) هزینه نسبتاً کم آنها همراه با عملکرد قابل قبول است (خصوصاً برای کاربردهای کم فشار). ضعف شیر های استیل کربن مقاومت ضعیف آنها در برابر خوردگی است (که با استفاده از رنگ های خارجی یا مواد پوشش داخلی به عنوان تفلون قابل بهبود است)
استیل
شیر پروانه ای ویفری تمام استیل استنلس استیل آلیاژهای آهن ، نیکل و کروم هستند (حداقل مقدار برای Cr 5/10٪) است. افزودن کروم لایه ای از اکسید خود ترمیم کننده بر روی سطح ماده را تشکیل می دهد که از زنگ زدگی آن محافظت می کند. هنگامی که سطح یک محصول ساخته شده از فولاد ضد زنگ خراشیده شود ، کروم با اکسیژن واکنش نشان می دهد و از واکنش آن با آهن و زنگ زدگی جلوگیری می کند. انواع مختلف فولاد ضد زنگ در دسترس است ، به طور کلی سری 300 و 400 نامیده می شود. فولادهای ضد زنگ را می توان در سخت کننده های بارانی ، آستنیتی ، مارتنزیتی ، دوبلکس و بارندگی طبقه بندی کرد (14 Ph). این طبقه بندی بر اساس ساختار ساختار مواد با تغییر ترکیب عناصر مخلوط شده است. به طور کلی متداول ترین انواع SS که برای ساخت شیرها استفاده می شود ، درجه های آستنیتی و دوبلکس هستند.
فولاد آستنیتی (AUSTENITIC STAINLESS STEEL )
فولادهای آستنیتی حاوی نیکل (علاوه بر کروم) ، نیکل نیز می باشند که دارای خاصیت حفظ درجه حرارت بالا ساختار آوستنیتی صورت محور-مکعب در دماهایی است که در آن به طور معمول تبدیل به ساختار بدنه محور مکعبی بدن می شود. این ساختار مکعبی با محوریت چهره ، مقاومت و انعطاف پذیری قوی تری را نسبت به درجه های فرتی می دهد. بسته به درصد نیکل موجود ، ساختار سخت آستنیتی حتی در دماهای بسیار پایین نیز ممکن است حفظ شود ، و این ماده را برای کاربردهای کرایوژنیک مناسب می کند. افزودن مولیبدن مقاومت در برابر خوردگی گودال دریچه را تقویت می کند.
استیل دابلکس
استیل دابلکس (UNS S32205 و UNS S31803) از ساختاری خوب و متعادل از هر دو ساختار آهن محور مکعب و محوریت بدنه محور آستنیتی آهن برخوردار هستند. این نوع ترکیب با کنترل عناصر آلیاژی و عملیات حرارتی که روی آلیاژ ساخته شده است برای ساختاری که شامل 50٪ آستنیت و 50٪ فریت است بدست می آید. استیل دابلکس ، مقاومت بیشتری از ترکیب فریتیک را با استحکام قابل توجه استونیت ترکیب می کنند. نوع فوق العاده دوبلکس (UNS S32750 و UNS S32760) حاوی مقادیر بالاتر کروم و مولیبدن برای تقویت مقاومت در برابر خوردگی است.(شیر پروانه ای ویفری تمام استیل)
استیل نیکل (NICKEL ALLOY STEEL )
از آلیاژهای نیکل برای دریچه هایی که تحت شرایط سرویس بسیار شدید از نظر مایعات ، دما و فشار قرار دارند استفاده می شود. این آلیاژها مخصوصاً برای کاربردهای بسیار خورنده مناسب هستند که باعث شکستن لایه اکسید محافظ فولادهای درجه پایین (به عنوان فولاد ضد زنگ) می شوند. Inconel ، Incoloy و ، Hastelloy بیشترین استفاده از آلیاژهای نیکل است که در ساخت شیرها استفاده می شود. مهمترین نقطه ضعف آلیاژهای نیکل وزن و هزینه بالای آنها (چند برابر شیرآلات استیل) است.
تیتانیوم
آلیاژهای تیتانیوم مقاومت قابل توجهی و وزن سبک را با مقاومت عالی در برابر خوردگی ترکیب می کنند. آلیاژهای تیتانیوم نسبت به سایر فلزات بالاترین نسبت مقاومت به وزن را دارند. به طور مشابه با فولادهای ضد زنگ ، آلیاژهای تیتانیوم دارای یک لایه اکسید محافظ روی سطح خود هستند که محصول را از زنگ زدگی محافظت می کنند. تیتانیوم مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی توسط آب دریا ، به ویژه برای محیط هایی که هیپوکلریت در آن وجود دارد ، فراهم می کند. مهمترین نقطه ضعف آلیاژهای تیتانیوم قیمت بالای آنها ، چند برابر فولاد ضد زنگ و پیچیدگی فرآیند تولید به دلیل واکنش پذیری بالای فلز است (برای ریخته گری و ریختن ، اقدامات ویژه ای برای ریخته گری لازم است).
نیکل برونز
این آلیاژ مس است که تقریباً حاوی 10٪ آلومینیوم ، 5٪ نیکل و 5٪ آهن است. این مقاومت در برابر خوردگی شدید ، به ویژه در کاربردهای آب دریا وجود دارد و در مقابل تشکیل بیوفیلم مقاومت می کند ، یک دلیل مکرر برای مشکلات خوردگی برای فولادهای زنگ نزن. دریچه های پروانه API 609 ممکن است صندلی های نرم یا فلزی داشته باشند. دریچه های دارای صندلی های نرم نیز شیرهای پروانه ای “نرم” یا “مقاومت پذیر” نامیده می شوند و از نوع محور هستند. طراحی اکسنتریک (جبران دوگانه یا سه گانه) به طور کلی با طراحی صندلی فلزی در دسترس است که می تواند ضد آتش نیز باشد.
متریال ابندی
آبندی نرم
شیرهای پروانه ای نرم (مقاومت پذیر) دارای سیت های EPDM ، VITON ، NBR ، BUNA-N و سیت های نرم مشابه است. سیت های پروانه ای با سیت نرم معمولاً از نوع متحدالمرکز بوده و از کاربردهای کم فشار و غیر حساس برخوردار هستند.
آبندی استیل
در این حالت بدنه شیر و دیسک دارای آبندی فلزی به فلز می باشد. شیر پروانه ای با کارایی بالا (مجهز به دوتایی) با سیت های نرم و فلزی در دسترس هستند. شیر پروانه ای سه گانه ، به طور کلی ، سیت فلزی و محافظتی در برابر آتش ATEX دارند.(شیر پروانه ای ویفری تمام استیل)
