يك شير اطمينان شيری است كه توسط يك فنر بسته شده است و با رسيدن فشار پشت شير به يك فشار استاتيكی مشخص عمل كرده و به سرعت باز مي شود. با مشخص بودن مساحت سطح مقطع و اندازه نازل مي توان مشخص نمود كه چه حجم سيال از شير خارج خواهد شد. در ابتدا بايد اندازه نازل خروجی محاسبه گردد.

شيرهای اطمينان بوسيله آزاد كردن مقداری از سيال به بیرون از منطقه تحت فشار، ايمن سازی را انجام مي دهند. شيرهای اطمینان در جاهایی كه حداكثر فشار كاری بوجود مي آيند نصب می گردند. درسيستمهای توليد بخار، شيرهای اطمينان براي جلوگيری از افزايش فشار بر روی بويلرها نصب مي گردند.

 کاربرد شیر اطمینان

در صنایع، مخازن و تجهیزات تحت فشار باید بوسيله شیر اطمینان محافظت شوند. شیرهای ایمنی را بايد به نحوی انتخاب كرد كه در صورت بهم خوردن تعادل در فشار مخزن، شير اطمينان باز شده و مقادير اضافی سیال را خارج كند. در مواردي كه تجهیزات فشار علاوه بر امكان بهم خوردن تعادل در شرایط كاری در معرض خطرات آتش سوزی و يا انفجار نيز هستند، بايد اين شيرها طوري انتخاب شوند كه نه فقط در فشار معينی باز گردند بلكه ظرفيت آنرا را داشته باشند تا مقدار زيادی سیال داخل مخزن را كه در اثر حرارت تغيير حالت داده است را به بیرون تجهیز انتقال دهد. شيرهاي اطمينان در فشاري در حدود 10% بيش از فشاري كه تجهیز بايد نگه دارد و يا درحدود بالاترين فشاري كه مخزن مي تواند تحمل كند باید انتخاب شوند. در مخازن ضد انفجار، فشار مخزن نبايد از 20% فشار طراحی بالاتر برود. شيرهاي ایمنی به عنوان وسيله ای مناسب جهت جلوگيري از ازدياد فشار ناگهاني در موتورخانه ها، كارخانه ها و بطور كلي انواع سايت هاي صنعتي و براي انواع سيالات از قبيل گاز، بخار، آب و يا هواي فشرده استفاده مي گردند. محدوديت فشار در اينگونه كاربردها معمولاً ناشي از فشار قابل تحمل تجهيزات، لوله ها و دستگاه ها و يا محصولات توليدي و همچنين مسائل مرتبط با حفظ ايمنی افراد مي باشد كه اصطلاحاً به محدوده فشار كاركرد امن معروف است. نحوه باز شدن شيرهاي اطمينان و مشخصات كاری آنها ارتباط مستقيم با نحوه طراحي قطعات داخلی شير دارد. در اغلب موارد اين طراحي بگونه اي انجام مي گيرد كه پس از شروع باز شدن شير اطمينان در اثر ازدياد فشار اين عمل به سرعت تشديد شده تا زماني كه شير كاملاً باز گردد.

انواع شیر اطمینان

شیر اطمینان با فنر
ساختار شیر اطمینان با فنر به این صورت است که روی صفحه دریچه آن فنری تعبیه شده و به وسیله مهره ای که در بالای این فنر وجود دارد می توان فشار روی دریچه مخزن را تا حد ایمنی مورد نظر تنظیم کرد. این نوع شیر اطمینان بیشتر برای مخازن تحت فشار استفاده می شود.
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 می باشد.
شیر اطمینان با فنر و دیافراگم
این نوع از 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 اطمینان 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 می شود.
Valve Relief: این نوع شیر اطمینان غالبا بر روی مخازن و دستگاه های محتوی مایع نصب می شوند.
Valve Relief Safety: این نوع شیر اطمینان بر روی هر دو منابع و دستگاه های محتوی گاز و مایع نصب می شود.

انواع متریال ها

هنگام انجام لوله کشی صنعتی از اتصالات و لوله هایی با جنس های گوناگون استفاده می شود اما سوال اصلی که در اینجا به وجود می آید این است که متریال لوله ها بر چه اساسی انتخاب می شوند؟ در حقیقت، میزان خورندگی، دما، فشار، میزان حساسیت و البته نوع سیال، اصلی ترین موارد مورد توجه در این امر هستند پس باید از متریال هایی بهره ببریم که بهترین عملکرد را با توجه به شرایط ذکر شده ی سیال داشته باشند. متریال هایی که در پایپینگ استفاده می شوند دو دسته ی عمده دارند که حال به معرفی کلی هر یک خواهیم پرداخت:

• غیر فلزات: متریال های غیر فلزی معمولاً از جنس پلاستیک، سرامیک، بتن، چوب، فایبر گلس و انواع پلیمرها هستند.
• فلزات: این دسته شامل انواع آلیاژهای مختلف فلزی می شود که خود، با توجه به نوع فلز موجود در آلیاژ به دو دسته ی کلی دیگر یعنی فلزات آهنی و غیر آهنی تقسیم می شود که در ادامه به طور کامل هر یک را شرح می دهیم.

فلزات آهنی

فلزات آهنی همان طور که از نامشان پیداست، فلز مبنای آنها آهن است و این دسته از فلزات به دلیل استحکام و دوام بالا ارزشمند به حساب می آیند. همان طور که کمی پیش تر اشاره کردیم، آهن صرفاً فلز پایه است پس باید با اضافه کردن عناصر دیگری انواع آنها را بسازیم که چدن ها (Cast Irons) و فولادها (Steels)، دو دسته ی اصلی فلزات آهنی هستند که در صنعت پایپینگ بسیار استفاده می شوند.

اجزای چدنی صنعت پایپینگ

چدن یکی از آلیاژهای آهن است که در زمان های قدیم نیز در لوله کشی مورد استفاده بوده و شامل عناصر دیگری مانند سیلیسیم، کربن، گوگرد، منگنز و فسفر نیز می شود اما چون بخش زیادی از این آلیاژ از کربن است، چدن های مختلف بر حسب چگونگی تشکیل کربن آزاد هنگام انجماد تقسیم بندی می شوند:

• چدن خاکستری (Gray Iron): در صورت رسوب کربن اضافی به صورت گرافیت ورقه، آن را چدن خاکستری می نامیم.
• چدن سفید (White Iron): اگر کربن اضافی به صورت سمنتیت (کاربید آهن) باشد، چدن سفید خواهیم داشت.
• چدن چکش خوار (Malleable Iron): در حالتی که با انجام عملیات حرارتی مناسب چدن سفید، کاربید آهن تجزیه شود و کربن آزاد را به شکل توده های متراکم برفکی از خوشه های گرافیت کربن تمپر شده در ریز ساختار رسوب دهد، چدن مالیبل به دست می آید.
• چدن داکتیل (Ductile Iron): اگر رسوب کربن اضافی را به شکل گرافیت کروی داشته باشیم، به آن چدن، چدن داکتیل می گویند.

حال که انواع چدن ها را شناختیم به بررسی کاربردهای این آلیاژ در صنعت پایپینگ می پردازیم:

اتصالات و لوله های چدنی با روش‌های گوناگون اتصال موجود هستند و نصب کم هزینه ی آنها هم روی زمین و هم در زیر زمین انجام شدنی است. لوله های چدنی به عنوان لوله های تحت فشار برای انتقال آب، فاضلاب و گاز استفاده می شوند. این نوع لوله ها معمولاً رنگ خاکستری دارند و بدون روکش هستند، البته روکش و پوشش‌ها باعث کاهش احتمال خوردگی در و بهبود هیدرولیک در این لوله‌ها می گردد. از برتری های این لوله ها این است که با همه ی ساختارهای ساختمانی سازگاری دارند. در بین انواع چدن هایی که نام بردیم، چدن داکتیل برای لوله های صنعت پایپینگ محبوبیت بیشتری دارند. لوله های چدن داکتیل، دوام لوله های چدنی خاکستری و استحکام لوله های فولادی را به صورت همزمان دارا هستند اما دیگر مزایای این لوله ها نسبت به سایرین عبارت اند از:

• خوردگی پایین
• نصب راحت
• صرفه جویی در هزینه و انرژی هنگام پمپاژ
• مقاومت در برابر انفجار
• قابلیت کارکرد طولانی مدت در جریان هیدرولیک
• دارای ظرفیت های فشاری متنوع
• تنوع اندازه

اجزای فولادی صنعت پایپینگ

فولاد نیز یکی از آلیاژهای آهن است که با اضافه شدن کربن به سنگ آهن ذوب شده در کوره به وجود می آید و به همین دلیل از بسیاری از دیگر آلیاژها مقاومت بیشتری دارد. از لوله های فولادی برای سیالاتی که دارای دما و فشار زیادی هستند و برای نفت، گاز و مواد پتروشیمی استفاده می شود. فولاد نیز مانند چدن دارای انواع مختلفی است که آنها را به طور کلی معرفی و بررسی خواهیم کرد:

• استنلس استیل (Stainless Steel): به این آلیاژ فولادی به علت افزایش مقاومت در برابر خورندگی عناصر کروم و نیکل افزوده می شود و همین امر سبب می گردد که لوله هایی از این جنس برای سیالات خورنده ای مانند آب دریا که کلر زیادی دارد استفاده شود. بر اساس درصد عناصری که نام بردیم، استنلس استیل به پنج دسته تقسیم می گردد:

1- Duplex با درصد کربن کمتر از 0.08 و نیکل بین 4 تا 7 و کروم بین 18 تا 27.

2- Martensitic با درصد کربن کمتر از 0.1 و نیکل کمتر از 6 و کروم بین 11 تا 18.

3- Ferritic با درصد کربن کمتر از 0.1 و نیکل کمتر از 4 و کروم بین 11 تا 30.

4- Precipitation hardening با درصد کربن کمتر از 0.15 و نیکل بین 3 تا 27 و کروم بین 12 تا 28.

5- Austenitic با درصد کربن کمتر از 0.15 و نیکل بین 8 تا 20 و کروم بین 15 تا 27.

البته ممکن است عناصر دیگری مانند آلومینیوم، سیلیکون و مولیبیدن نیز برای بهبود خواص مکانیکی به این آلیاژ اضافه شوند.

• کربن استیل (Plain Carbon Steel): فولاد کربنی بیشترین مصرف فولاد در صنعت پایپینگ را دارد و بیش از 90 درصد از کل تولید فولاد را تشکیل می دهد. بر اساس مقدار کربن که هر چه درصد آن کمتر باشد قابلیت شکل پذیری و هر چه درصدش بالاتر باشد استحکام را افزایش می دهد، فولادهای کربنی در چهار گروه طبقه بندی می شوند:

1- Low Carbon Steel با کمتر از 0.1 درصد کربن.

2- Mild Steel با درصد کربن بین 0.1 تا 0.3.

3- Medium Carbon Steel با درصد کربن بین 0.3 تا 0.6.

4- High Carbon Steel با درصد کربن بین 0.6 تا 1.5.

• استیل آلیاژی (Alloy Steel): متریال آلوی استیل تشابه زیادی به کربن استیل دارد اما قیمتش از آن بالاتر است. این مدل فولاد برای لوله هایی با سیالات جاری در صنعت پایپینگ کاربرد دارد و با توجه به عناصر دیگری که در آن به کار رفته به دو گروه تقسیم می شود:

1- Ni Steel با 3 درصد نیکل که برای سیالات با دماهای پایین مناسب است.

2- Cr-Mo Steel با 1.3 درصد کروم و 0.5 درصد مولیبیدن که بر خلاف قبلی برای سیالات با دماهای بالا مورد استفاده قرار می گیرد.

مزایای لوله های فولادی برای به کارگیری در صنعت پایپینگ عبارت اند از:

• مقاومت فشاری زیاد
• مقاومت بالا در برابر خوردگی
• مقاومت کششی زیاد
• تنوع بالا بر اساس قطر دهانه لوله و ضخامت دیواره

فلزات غیر آهنی

همان طور که در ابتدای مقاله گفتیم، متریال های فلزی که در صنعت پایپینگ استفاده می شوند دو دسته ی فلزات آهنی و غیر آهنی دارند که حال بعد از توضیح جامع دسته ی اول به بررسی فلزات غیر آهنی می پردازیم.

فلزات غیر آهنی همان طور که از نامشان پیداست، فلزاتی هستند که آهن عنصر اصلی تشکیل شان نیست و با توجه به عناصر مبنای مختلفی که دارند طبقه بندی می شوند و در انتهای این مقاله می خواهیم آنها را بررسی کنیم:

• Nickel Base: آلیاژهای فلزی غیر آهنی با فلز مبنای نیکل هستند که عناصر دیگری علاوه بر نیکل در آنها وجود دارد و چهار نوع متفاوتش را نام خواهیم برد:

1- Incoloy شامل نیکل، کروم و آهن

2- Monel شامل نیکل و مس

3- Hastellay شامل نیکل، کبالت، کروم، مولیبیدن، آهن و تنگستن

4- Inconel شامل نیکل و کروم

• Copper Base: آلیاژهای فلزی غیر آهنی که فلز پایه ی آنها مس است و مانند نیکل بیس به دسته های مختلفی تقسیم می گردد:

1- Bronze شامل مس و قلع

2- Brass شامل مس و روی

3- Copper Nickel مس و نیکل

• Titanium Base: آلیاژهای فلزی غیر آهنی که فلز مبنای تیتانیوم دارند و دو دسته دارند:

1- Titanium Alloy شامل تیتانیوم، آلومینیوم و وانادیوم

2- Unalloyed Titanium تیتانیوم خالص با 4درجه مختلف

پس باید با در نظر گرفتن ویژگی های هر متریال انتخابی مناسب برای لوله ها و قطعات مورد نظر برای صنعت پایپینگ را داشت تا به بهترین نتیجه برسیم.

نظرات شما عزیزان:

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه: