شیرآلات صنعتی چیست؟!تمام آنچه باید از انواع ولو صنعتی بدانید

شیرآلات صنعتی چیست ؟!

شیرآلات صنعتی به‌عنوان یکی از مهم‌ترین اجزای سیستم‌های انتقال و کنترل سیال، نقش مهمی در صنایع مختلف ایفا می‌کنند. ولو ها با هدف تنظیم میزان، قطع و وصل و انحراف جریان سیالات مختلف گازی یا مایع طراحی شده‌اند و در صنایع نفت، گاز، پتروشیمی، آب و فاضلاب، نیروگاه‌ها و بسیاری از بخش‌های صنعتی دیگر اعم از: آبیاری کشاورزی، موتورخانه ها، استخرها، پارک ها و… مورد استفاده قرار می‌گیرند.

عملکرد دقیق و مقاوم بودن این شیرآلات در برابر فشار، دما و شرایط محیطی مختلف، آن‌ها را به انتخابی ضروری برای تضمین ایمنی و بهره‌وری در فرآیندهای صنعتی تبدیل کرده است. به همین دلیل، پاسخ به سوال مهم شیرآلات صنعتی چیست، اهمیت بالایی برای مهندسان و متخصصان دارد. همچنین می توانید برای مشاهده انواع شیرآلات صنعتی به این صفحه مراجعه نمایید و آشنایی جامع ای با انواع، مشخصات فنی و قیمت های ولوهای صنعتی داشته باشید.

کاربرد شیرآلات صنعتی

ولوهای صنعتی در صنایع مختلف به‌عنوان ابزار اصلی کنترل و مدیریت جریان سیالات شناخته می‌شوند. این تجهیزات با توجه به تنوع و ویژگی‌های فنی، کاربردهای گسترده‌ای دارند که شامل موارد زیر است:

• قطع و وصل کردن جریان سیال.
• تنظیم سرعت، فشار و دمای جریان سیال.
• جلوگیری از بازگشت جریان سیال به درون مخزن و خطوط لوله.
• هدایت و انتقال جریان سیال از یک لوله به لوله دیگر و یا از یک سیستم به سیستم دیگر.
• محدود کردن جریان برای تعادل و تنظیم سیستم و همچنین جلوگیری از فشار بیش از حد.
• قطع سریع جریان در صورت خرابی دیگر سیستم های آن صنعت.
• افزایش ایمنی از طریق کاهش فشار یا خلاء در یک سیستم لوله کشی.

کاربرد انواع شیرآلات صنعتی در صنایع مختلف

• صنعت نفت و گاز: کنترل جریان سیالات در خطوط لوله و تجهیزات تحت فشار.
• پتروشیمی: مدیریت انتقال سیالات شیمیایی خورنده و گازهای سمی.
• آب و فاضلاب: تنظیم جریان آب، توزیع در شبکه‌های آبرسانی و مدیریت خطوط فاضلاب.
• نیروگاه‌ها: کنترل بخار و سیالات تحت فشار در فرآیندهای تولید انرژی.
• صنایع غذایی و داروسازی: حفظ استانداردهای بهداشتی و کنترل دقیق جریان در فرآیندهای تولید.
• کارگاه ها و کشاورزی: برای تنظیم ورودی آب به کارگاه ها و میزان دقیق آبیاری مصارف کشاورزی.

مواد سازنده و قطعات اصلی تشکیل دهنده شیرهای صنعتی

شیرهای صنعتی از مواد مختلفی ساخته می‌شوند تا در برابر فشار، دما و شرایط خاص سیالات مقاوم باشند. انتخاب جنس این تجهیزات به نوع سیال، شرایط عملیاتی و کاربرد آن‌ها بستگی دارد. برخی از رایج‌ترین مواد و قطعات مورد استفاده عبارت‌اند از:

• فولاد ضدزنگ: مناسب برای محیط‌های خورنده و دماهای بالا.
• چدن: انتخابی مقرون‌به‌صرفه برای انتقال آب و سیالات کم‌فشار.
• برنز و برنج: مقاومت بالا در برابر خوردگی، مناسب برای سیستم‌های آبی و دریایی.
• پلاستیک‌های صنعتی: مانند PVC و PTFE، برای کاربردهای شیمیایی و دماهای پایین.

قطعات اصلی در ولوهای صنعتی شامل:

• بدنه (Body)
• دیافراگم یا توپک (Disc/Ball)
• کلاهک (Bonnet)
• دیسک یا مجرابند (Disc)
• نشان دهنده موقعیت جریان (Position indicator)
• تریم (Trim)
• پکینگ (Packing)
• واشرها (Gaskets)
• محور (Stem)
• نشیمنگاه (Seat)
• عملگر (Actuator)

هرکدام از قطعات شیر ها نقش خاص و پراهمیتی در عملکرد بهینه و کنترل جریان سیال دارند، به این صورت که در صورت آسیب و یا خرابی هریک به طور کلی تنظیم شیر دچار مشکل و مانع از پیشروی عملکرد آن می شود. استفاده از مواد مناسب و طراحی دقیق این قطعات، کارایی و طول عمر شیرآلات را تضمین می‌کند.

طبقه بندی شیرهای صنعتی

انواع ولو بر اساس نوع حرکت دیسک موجود در شیر

• حرکت خطی دیسک عمود بر جریان مانند: شیر دروازه‌ای و شیر بشقابی
• حرکت چرخشی دیسک مانند: شیر سماوری و شیر توپی
• حرکت اتوماتیک دیسک مانند: شیر یکطرفه

انواع ولو بر اساس وظیفه اصلی شیر

• انحراف جریان (Diverting Flow)
• یکسوکننده جریان (Back Flow Prevention)
• شیرهای تنظیم جریان (Flow regulating Valve) 
• شیرهای قطع و وصل (On – Off) 

انواع شیر (ولو) بر اساس نوع و روش باز و بسته شدن شیر

• شیرهای دستی
• شیرهای گیربکسی
• شیرهای اتوماتیک

انواع ولو بر اساس کانال جریان

• شیرهای با مجرای کامل (Full Bore/Port)، به این صورت که در هنگام باز بودن مانعی بر سر راه جریان به وجود نمی آورند. دیسک به طور کامل باز شده و برجستگی و فرورفتگی در مسیر جریان سیال ایجاد نمی کنند.
• شیرآلات با مجرای کاهنده (Reduce Bore/Port)، این نوع شیر ها به این صورت طراحی شده که محفظه داخلی شیر نسبت به سایز لوله کوچک تر است و در حال عادی باز بودن نیز یک میزان افت فشار معینی را به وجود می آورد.

انواع شیرآلات صنعتی و کاربرد آنها

• شیر اطمینان (Safety valve, Relief valve)

شیر اطمینان صنعتی برای حفظ ایمنی سیستم‌های صنعتی طراحی شده است. این شیر به‌طور خودکار در مواقعی که فشار در داخل سیستم بیش از حد مجاز شود، باز می‌شود تا از انفجار یا آسیب به تجهیزات جلوگیری کند. معمولاً در سیستم‌های پرفشار مانند تاسیسات نفتی، گازی، پتروشیمی و دیگ‌های بخار استفاده می‌شود. کاربرد اصلی آن جلوگیری از ایجاد فشار بیش از حد در سیستم است که می‌تواند منجر به خرابی یا خطرات جدی شود.

نکته قابل توجه این است که شیر اطمینان بدون نیاز به منبع انرژی و تنها با استفاده از فشار سیال عمل می‌کند. هزینه تعمیر و بازرسی این شیرها معمولاً بالا است، اما ایمنی سیستم را تضمین می‌کنند.

این شیرها در دو نوع Safety valve و Relief valve عرضه می‌شوند:

• شیر ایمنی Safety valve: مناسب گازها، با عملکرد سریع برای تخلیه فشار.
• شیر اطمینان فشار شکن Relief valve: مناسب مایعات، با کاهش تدریجی فشار.

• شیر خودکار یا شیر یک طرفه (Check Valve)

شیر یک‌طرفه یا شیر خودکار برای جلوگیری از برگشت جریان سیال طراحی شده و عملکردی خودکار دارد. این شیر در خطوط لوله پمپ‌ها، انتقال آب، گاز یا بخار استفاده می‌شود و با کنترل یک‌جهته جریان، از آسیب به تجهیزات، کاهش راندمان، جلوگیری از آلودگی خطوط لوله و گرمایش سیستم و خطوط لوله جلوگیری می‌کند.

جالب است بدانید شیرهای خودکار Non return valve و به طور مختصر NRV نیز معروفند.

• شیر تنفسی (Breathing valve)

شیر تنفسی (Breathing valve) برای جلوگیری از تغییرات فشار غیرمجاز در مخازن ذخیره استفاده می‌شود. این شیر به مخازن اجازه می‌دهد تا در هنگام افزایش یا کاهش فشار داخلی به‌طور ایمن “تنفس” کنند و از مچاله شدن یا انفجار مخازن جلوگیری کنند. شیرهای تنفسی معمولاً در مخازن ذخیره مواد شیمیایی، نفتی و گازی استفاده می‌شوند.

شیرهای تنفسی به سه دسته تقسیم می‌شوند:

1. شیرهای اطمینان: برای تخلیه فشار اضافی با حساسیت بالا.
2. شیرهای خلاء شکن: برای جلوگیری از ایجاد خلاء در مخازن.
3. شیرهای ترکیبی فشارشکن-خلاء شکن: برای کنترل هر دو حالت افزایش فشار و ایجاد خلاء.

• شیر کنترلی یا کنترل ولو (Control valve)

شیر کنترلی برای تنظیم جریان، فشار یا دمای سیالات در سیستم‌های صنعتی استفاده می‌شود. این شیرها معمولاً به‌وسیله عملگرها کنترل شده و می‌توانند جریان سیال را به‌طور دقیق تنظیم کنند. این شیرها معمولاً در سیستم‌هایی با نیاز به کنترل دقیق جریان یا فشار مانند خطوط انتقال گاز یا آب به‌کار می‌روند.

• شیر سوزنی (Needle valve)

شیر سوزنی به‌دلیل طراحی خاص خود که شامل یک سوزن مخروطی شکل است، امکان تنظیم جریان را با دقت بالا فراهم می‌کند. معمولاً در سیستم‌هایی که نیاز به تنظیمات دقیق جریان دارند، مانند آزمایشگاه‌ها، صنایع داروسازی یا سیستم‌های هیدرولیکی، استفاده می‌شود. شیر سوزنی بیشتر در کاربردهایی با فشار پایین و سیالات گرانولار مورد استفاده قرار می‌گیرد.

• شیر سماوری یا شیر مخروطی (Plug Valve)

شیر سماوری یا شیر مخروطی با استفاده از یک مخروط چرخشی طراحی شده است که به‌طور خاص در سیستم‌های فشار پایین تا متوسط کاربرد دارد و به‌عنوان یک شیر قطع و وصل یا تنظیم جریان مورد استفاده قرار می‌گیرد. طراحی مخروطی آن باعث سهولت در باز و بسته کردن شیر و عملکرد روان‌تر در طول زمان می‌شود.

نکته بسیار مهم در این نوع شیر این است که فقط و فقط مناسب قطع و وصل جریان است و نه کنترل و تنظیم جریان. عدم رعایت این امر مهم می تواند عمر شیر سماوری را کاهش داده و منجر به هزینه های بسیار بالای تعمیرات آن می شود.

نکته دوم در طریقه نگهداری و همچنین رعایت مداوم روان کاری ها و گریس کاری این شیر می باشد. از آن جایی که این شیرهای سماوری با چرخ ربع گرد می توان کل جریان را باز و یا بسته کرد نیاز است دوره نگهداری و روان کاری های آن به طور مداوم رعایت شود.

• شیرآلات ابزار دقیق

شیرآلات ابزار دقیق برای کنترل و تنظیم جریان سیالات در سیستم‌های اندازه‌گیری و کنترل استفاده می‌شوند. این شیرها معمولاً در فرآیندهایی که نیاز به دقت بالا و فشار کاری بالایی دارند، مانند صنایع دارویی، شیمیایی، نفت و گاز به‌کار می‌روند. شیرهای ابزاردقیق به‌طور خاص برای هماهنگی با ابزارهای اندازه‌گیری و کنترل فشار، دما، جریان و سایر پارامترها طراحی شده‌اند. این شیرها می‌توانند در موقعیت‌های حساس، کنترل دقیق جریان و فشار را فراهم کنند تا عملکرد بهینه سیستم تضمین شود.

• شیر کشویی یا شیر دروازه ای (Gate Valve)

شیر کشویی یا شیر دروازه‌ای برای قطع و وصل جریان سیال به‌کار می‌رود و معمولاً در سیستم‌هایی با جریان ثابت و بدون نیاز به تنظیمات دقیق استفاده می‌شود. این شیرها شامل یک دیسک یا دروازه هستند که با حرکت عمودی، جریان سیال را قطع یا وصل می‌کنند. شیرهای کشویی به‌ویژه در خطوط لوله با قطر بزرگ و فشار بالا، مانند خطوط انتقال آب، نفت و گاز کاربرد دارند. این نوع شیرها معمولاً زمانی که نیاز به باز یا بسته کردن کامل مسیر جریان باشد، استفاده می‌شوند و از نظر ساختاری ساده و بادوام هستند.

نکات مهم در مورد شیرهای دروازه‌ای:

• نشینمنگاه فلزی (مِتال سیت): شیرهای دروازه‌ای معمولاً دارای نشیمنگاه فلزی هستند.
• کاهش استفاده در صنعت: استفاده از شیرهای دروازه‌ای در صنعت کاهش یافته است و شیرهای توپی جایگزین آن‌ها شده‌اند.
• ارزان بودن: شیرهای دروازه‌ای یکی از ارزان‌ترین شیرها در صنعت هستند.
• عملکرد آهسته: این شیرها به آرامی باز و بسته می‌شوند و به خط لوله شوک وارد نمی‌کنند، بنابراین برای قطع و وصل سریع مناسب نیستند.
• ارتفاع زیاد: شیرهای دروازه‌ای معمولاً ارتفاع زیادی دارند (4-5 برابر قطر خط لوله)، بنابراین نیاز به فضای زیادی برای نصب دارند.

شیر توپی (Ball Valve)

شیر توپی نیز  همانند شیرهای سماوری از نوع ربع گرد هستند. عملکرد شیر توپی به صورت یک مانع کروی در مقابل جریانات مختلف عمل می کند. به این صورت که یک سوراخ در وسط مانع کروی قرار دارد که اگر مجرای سوراخ توپی در راستای عبور سیال قرار بگیرد، مسیر حرکت جریان باز می شود و اگر سوراخ توپی را 90 درجه بچرخانیم مسیر حرکت سیال بسته می شود.

شیر پروانه ای (Butterfly Valve)

شیر پروانه ای از تحمل فشار کاری پایینی برخوردار است اما از آن طرف اول از همه از نظر قیمت بسیار ارزان و مناسب پروژه های کوچک و بزرگ می باشد. همچنین، این شیر ها فضای بسیار کمی را نیاز دارد و می توان به راحتی برای تنظیم عبور سیال از آن استفاده کرد. شیر پروانه ای از نظر شکل بدنه به سه نوع معروف اند؛ شیر پروانه ای ویفر تایپ، شیر پروانه ای فلنج تایپ و شیر پروانه ای لاک تایپ.

باتوجه به تجربه و تخصص ما، می توانید با رعایت دو نکته مهم سبب افزایش طول عمر و همچنین افزایش بازدهی شیر پروانه ای شوید. به این صورت که در هنگام نصب شیر پروانه ای به خطوط لوله، باید بین بازه 3 الی 5% آن را در حالت باز بگذارید و همچنین اگر تعداد شیرهای پروانه ای بکار رفته در یک پروژه زیاد است باید به صورت یکی در میان شفت آن را به صورت عمودی-افقی قرار دهید.

نحوه انتخاب شیرآلات صنعتی مناسب برای هر صنعت

انتخاب ولوهای صنعتی فرآیندی مهم است که تأثیر مستقیمی بر کارایی، ایمنی و دوام سیستم‌ها دارد. انتخاب صحیح تجهیزات ولو نیازمند درک دقیق از مشخصات فنی آن است. شیرآلات مناسب می‌توانند بهره‌وری سیستم را افزایش دهند، در حالی که انتخاب نادرست ممکن است منجر به خرابی، نشت یا حتی خطرات جدی شود. بنابراین، توجه به جزئیات و مشاوره با متخصصین تاتکو صنعت در انتخاب و خرید شیرآلات صنعتی بسیار کارآمد و مفید است. عواملی که در هنگام انتخاب و خرید شیرآلات صنعتی باید به آن توجه داشته باشید:

• جنس شیر
• فشار کاری
• دما
• نوع سیال
• نوع کاربری و کاربرد شیر

قطع و وصل جریان سریع: شیر توپی یا پروانه‌ای.

کنترل دقیق جریان: شیر سوزنی یا کنترل.

ایمنی سیستم: شیرهای اطمینان یا فشارشکن.

• تأثیر نوع کاربری بر انتخاب ولوهای صنعتی

در صنایع پتروشیمی، مقاومت در برابر خوردگی اهمیت دارد.

در خطوط آتش‌نشانی، سرعت واکنش و مقاومت در برابر دما مهم است.

در سیستم‌های آب و فاضلاب، مقرون‌به‌صرفه بودن و دوام اولویت دارد.

استاندارد شیرآلات صنعتی رایج در بین تولیدکنندگان و فروشندگان

شیرآلات صنعتی بر اساس استانداردهای بین‌المللی طراحی، تولید و تست می‌شوند تا عملکرد ایمن و بهینه آن‌ها تضمین شود. مهم‌ترین استانداردهای شیرآلات صنعتی شامل:

ANSI (American National Standards Institute)

API (American Petroleum Institute)

 (International Organization for Standardization) ISO

همچنین، استاندارد API 600 و API 602 برای شیرهای دروازه‌ای، API 598 برای تست نشتی و API 6D برای خطوط لوله به کار می‌روند. استاندارد ASME B16.34 به طراحی، فشار و دمای کاری مرتبط است. این استانداردها مشخصات دقیق متریال، ابعاد، مقاومت به فشار و دما و تست‌های عملکردی را تعیین می‌کنند. رعایت این استانداردها تضمین می‌کند که شیرها توانایی تحمل شرایط سخت عملیاتی را داشته و ایمنی سیستم به خطر نیفتد.

انواع شیر بر اساس درجه بندی و کلاس تحمل فشار و دما

انتخاب و خرید شیرآلات صنعتی بر اساس کلاس درجه‌بندی فشار از اهمیت بالایی برخوردار است، زیرا این کلاس نشان‌دهنده تحمل فشار و دمای کاری ولو در شرایط مختلف است. کلاس‌های فشار مانند 150، 300، 600 و بالاتر مطابق استانداردهای ASME تعریف شده‌اند و تعیین می‌کنند که شیر در چه محدوده فشاری و دمایی می‌تواند به‌طور ایمن کار کند. انتخاب نادرست کلاس فشار می‌تواند به نشت، خرابی یا حتی ایجاد خطرات جدی در سیستم منجر شود. بنابراین، تطبیق دقیق کلاس فشار با شرایط عملیاتی سیال، تضمین‌کننده کارایی و ایمنی سیستم است.

• شیرهای کلاس 150 (حداکثر تحمل فشار = 16 بار)
• شیرهای کلاس 300 (حداکثر تحمل فشار = 40 بار)
• ولوهای کلاس 600 (حداکثر تحمل فشار = 100 بار)
• ولوهای کلاس 900 (حداکثر تحمل فشار = 160 بار)
• ولوهای کلاس 1500 (حداکثر تحمل فشار = 250 بار)
• ولوهای کلاس 2500 (حداکثر تحمل فشار = 400 بار)

نتیجه گیری نهایی از مقاله شیرآلات صنعتی چیست 

شیرآلات صنعتی یا همان ولوها، از اجزای مهم و اساسی در سیستم‌های صنعتی به‌شمار می‌آیند که وظیفه کنترل و هدایت جریان سیالات را بر عهده دارند. این تجهیزات با تنوع در طراحی و مواد سازنده، در صنایع مختلف از جمله نفت و گاز، پتروشیمی، آب و فاضلاب و نیروگاه‌ها کاربرد دارند. اهمیت شیرهای صنعتی در ایمنی سیستم‌ها، بهینه‌سازی عملکرد تجهیزات و کاهش هزینه‌های عملیاتی قابل توجه است. انتخاب صحیح و استاندارد این ولوهای صنعتی، تضمین‌کننده عملکرد مطمئن و پایدار سیستم در شرایط مختلف کاری خواهد بود که ما خدمات ویژه و رایگانی در جهت مشاوره و راهنمایی های لازم از ابتدای مسیر تا پایان پروژه را در فروشگاه تاتکو صنعت خدمت شما مهندسین عزیز ارائه می دهیم.