شیر اطمینان چیست و چه کاربردی دارد؟

کاربرد شیر اطمینان و انواع آن در صنایع و تاسیسات مختلف

شیر اطمینان چیست و چه کاربردی دارد؟ سیستم‌های تحت فشار از مهمترین بخش‌های عملیاتی در انواع فرآیندهای صنعتی و ساختمانی هستند. در صنایع و حتی فضاهای ساختمانی به ‌راحتی می‌توانیم صدها مدل سیستم تحت فشار سیالات گازی یا مایعات و حتی سیالات دو فاز را معرفی کنیم. البته تمامی این سیستم‌ها تحت عملکردی بحرانی قرار دارند و باید برای عملکرد ایمن آنها تحت فشار حداکثری برنامه داشته باشیم. کاربرد شیر اطمینان به همین منظور است و قرار است تا از ورود سیستم‌های تحت فشار به فشارهای بحرانی و وقوع حوادث جلوگیری کند. یکی از تجهیزات ایمنی پرکاربرد، شیر اطمینان فشار یا سوپاپ اطمینان است.

عملکرد شیر اطمینان فشار به گونه ای است که از قرار گرفتن لوله‌ها، شیرآلات، مخازن تحت فشار و … در شرایط فشاری بیش از فشار طراحی جلوگیری می کند. بنابراین با توجه به کاربرد شیر اطمینان در شرایط کاری تحت فشار، انتخاب شیر اطمینان بسیار مهم بوده و باید با دقت کامل صورت پذیرد. در این مقاله از تیم کارشناسی گروه گذرگاه صنعت و تجارت ایرانیان به بررسی فنی و کاربردی انواع شیر اطمینان می‌پردازیم و تمامی آنها را در نگاهی جامع از منظر طراحی تا کاربرد بررسی می‌کنیم.

طرز کار شیر اطمینان

شیوه عملکرد شیر اطمینان به این‌گونه است با افزایش فشار سیال، به سوپاپ فشار وارد شده و سوپاپ این نیروی اعمالی را به فنر منتقل می‌کند. زمانی که فشار از حد نرمال بالاتر باشد، فنر فشرده شده و بالا می‌رود. با بالا رفتن فنر، سوپاپ جا به‌ جا شده و سیال از مجرای ایجاد شده در کنار سوپاپ خارج می­ شود. برای عملکرد دقیق این شیرها به تنظیم مناسب آنها در محدوده فشار تخلیه نیاز داریم. در این‌باره مؤلفه‌ها و متغیرهای متعددی اعم از Over Pressure (فشار تخلیه)، Blow Pressure (کمینه فشار جهت بسته شدن مجدد شیر اطمینان) و فشار کار عادی و بحرانی و… تعریف ‌شده است.

محدوده کاربرد شیر اطمینان برای عملکرد در حد فاصل فشار تخلیه تا کمینه فشار جهت بسته شدن مجدد آن است. به شکلی که در صورت افزایش فشار سیستم بالاتر از فشار کار عادی و رسیدن تا مقدار Over Pressure تخلیه کرده و با کاهش فشار سیستم و عبور از مقدار Blow Pressure مجدداً بسته می‌شود. در تمامی انواع شیر اطمینان قابل تنظیم به تمامی این مؤلفه‌ها به ‌همراه تمامی مراحل تست فشار برای تنظیم دقیق عملکرد شیرها در مواقع بحرانی نیاز داریم.

کاربرد شیر اطمینان فشار چیست؟

شیر اطمینان کاربرد های زیادی دارد که در ادامه به نمونه هایی از کاربرد شیر اطمینان فشار در موارد مختلف اشاره شده است. یکی از مهم ترین کاربرد های شیر اطمینان در صنعت است. کاربرد شیر اطمینان PSV در صنعت، حفاظت از مخازن تحت فشار است. شیرهای اطمینان را بايد طوری انتخاب كرد كه در صورت به هم خوردن تعادل در فشار مخزن، شير اطمينان بازشده و مقاديری اضافي مايع يا گاز را خارج كند.

در مواردی كه فشار علاوه بر امكان به هم خوردن تعادل در شرايط كاري در معرض خطرات آتش سوزی و يا انفجار نيز هستند بايد اين شيرها طوری انتخاب شوند كه نه فقط در فشار معينی بازگردند بلكه ظرفيت آن‌ را داشته باشند تا مقدار زيادی مايع يا گاز داخل مخزن را كه در اثر حرارت تغيير حالت داده است را به خارج منتقل كنند. کاربرد شیر اطمينان جلوگيری از ازدياد فشار ناگهانی در موتورخانه‌ها، کارخانه ها و به‌طور کلی انواع سايت­ های صنعتی و برای انواع سيالات مانند گاز، بخار، آب يا هوای فشرده است.

کاربرد شیر اطمینان در سايت­ های صنعتی مختلف عبارت است استفاده در صنایع هوافضا، نفت و گاز، صنعت پتروشیمی، نیروگاه‌ ها، تولید و فرآوری مواد شیمیایی، مدار های هیدرولیکی، سیستم های پنوماتیکی، سیستم ‌های برودتی، کنداکتورها و درسيستم ­های توليد بخار. از دیگر کابرد شیر اطمینان استفاده در سیستم ­های تولید بخار برای جلوگيری از افزايش فشار بر روی بويلر ها است. در مواردی که از شیر های اطمینان زیادی در یک بخش استفاده می ­شود، سیستم اتوماسیون راه ­اندازی می­ شود که این سیستم با استفاده از تکنولوژی ‌های ساده بر وضعیت شیر ها  نظارت دارد و تلاش مورد نیاز برای تامین گزارش را کاهش می‌دهد.

خصوصیات کاربرد شیر اطمینان فشار

آنچه مسلم است کاربرد شیر اطمینان برای تخلیه سیستم در فشارهای بحرانی است تا از ایجاد شرایط خطرناک در فرایند صنعتی یا ساختمانی جلوگیری کنیم. اما خصوصیات عملکرد این شیرها یک پروسه تنظیم‌ شده در محدوده فشاری معین است.  این بدان معنی است که شیرهای اطمینان به‌ صرف افزایش فشار و عملکرد برای تخلیه کامل سیستم دست ‌به ‌کار نمی‌شوند. بلکه پس ‌از تخلیه و افت فشار خط تا کمتر از مقدار مجاز مجدداً بسته خواهند شد تا از خروج بی‌وقفه سیال از داخل سیستم جلوگیری کنند.  به ‌این ‌ترتیب انواع شیر اطمینان عملکردی سیکل گونه در محدوده حداکثر فشار مجاز تا حداقل فشار بسته شدن مجدد را سپری می‌کنند.

کاربرد شیر اطمینان ساده در کمپرسور هوای فشرده

یکی دیگر از کاربرد­ های شیر اطمینان در کمپرسور هوای فشرده است که با بالا رفتن فشار منبع، شیر اطمینان عمل کرده و از انباشت بیش از حد هوا و در نهایت انفجار ناگهانی جلوگیری می‌کند. در طراحی کمپرسورها تجهیزات ایمنی کارآمد مانند انواع پرشر سوئیچ و یا راپچر دیسک نصب هستند.  اما در هر حال ممکن است که سیستم‌های ایمنی فرایند نتوانند مقدار فشار بالای داخل مخزن کمپرسور را شناسایی کنند. عملکرد پیوسته موتور کمپرسور باعث ورود فشار داخل مخزن در شرایط بحرانی شده که عملاً خطر انفجار را به ‌دنبال دارد. برای تکمیل عملکرد ایمن انواع کمپرسور از شیر اطمینان قابل تنظیم استفاده می‌کنند تا قدرت مانور کافی در تنظیم مقدار فشار بحرانی سیستم داشته باشند.

کاربرد شیر اطمینان ساده در آبگرمکن

شیر اطمینان در صنعت آبگرمکن نیز کاربرد دارد. کاربرد شیر اطمینان ساده در آبگرم کن بصورتی است که مانع از قرار گرفتن لوله‌ها، شيرآلات، مخازن تحت فشار و… در شرايط فشاری بيش از فشار طراحی می‌شود. آبگرمکن از جمله تجهیزات ساختمانی است که نمونه‌هایی از مصارف صنعتی نیز دارد. در آبگرمکن، تنظیم شیر اطمینان، عملا غیر ممکن است؛ چونکه مقدار فشار عملیاتی آن در محل کارخانه به شکل دقیق تنظیم شده ‌است. لذا اگر برای خرید شیر اطمینان آبگرمکن اقدام می‌کنید، لازم است تا از قبل در مورد مقدار فشار عملیاتی مخزن آبگرمکن و محدوده کارکرد آن در محدوده عملیاتی اطلاع داشته باشید.

کاربرد شیر اطمینان در سیستم‌های گرمایشی

همچنین یکی از موارد کاربرد شیر اطمینان، در کاربری‌ های مسکونی، از این شیر اطمینان ساده در سیستم ‌های گرمایشی استفاده می­ شود. در سیستم­ های گرمایشی که از بویلر ها برای حرارت هیدرونیک و مخازن آب گرم استفاده می‌کنند، با استفاده از شیر اطمینان فشاری ایمنی را برقرار کرده و از بروز انفجار جلوگیری می‌کنند.

سیستم‌های گرمایشی مانند بویلرها و یا دیگ بخار نمونه‌های صنعتی شده از همان آب‌گرمکن‌های ساختمانی هستند که در ابعاد بزرگتر با قابلیت تولید حرارت بسیار بالاتر و ایجاد بخار داغ و پرفشار کارایی دارند. لذا در این سیستم‌ها از شیر اطمینان صنعتی متناسب با فرایندهای تحت بخار پرفشار استفاده می‌کنند. این سیستم‌ها به ‌علت کاربرد تا رسیدن بخار تحت فشار کاملاً مستعد انفجار هستند و باید در انتخاب و خرید شیر اطمینان برای آنها نکات فنی و کاربردی دقیق را بررسی کرد.

کاربرد شیر اطمینان در خطوط فرآیندی

از انواع شیر اطمینان علاوه‌بر پایش شرایط بحرانی مخازن تحت فشار می‌توانیم برای پایش شرایط بحرانی خطوط تحت فشار نیز استفاده کنیم. این شیرها می‌توانند در سمت ورودی و یا خروجی مخازن سیستم‌های فرآیندی نصب شده و عملکرد تحت فشار سیستم را کنترل نمایند.  از طرفی به ‌علت حضور برق، سیالات خطرناک، سمی و یا انفجاری برخی از سیستم‌های طراحی‌ شده شیر اطمینان صنعتی به شکل تخلیه در سیکل بسته و ایزوله شده از محیط انجام می‌شود.

سخن پایانی در مورد کاربرد شیر اطمینان

کاربرد شیر اطمینان در تأمین امنیت سیستم از اهمیت بالایی برخوردار است. بدون بهره‌مندی از این شیرها واقعاً نمی‌توانیم حضور ایمن سیستم‌های تحت فشار حتی آب‌گرمکن‌های ساده خانگی را تضمین کنیم. این‌ همه اهمیت توجه به مؤلفه‌های فنی حین خرید شیر اطمینان است. از طرفی قیمت شیر اطمینان کاملاً وابسته به ظرفیت تخلیه، تحمل فشار عملیاتی، قابلیت تنظیم و جنس بدنه و… است.

شیر اطمینان در صنعت آبگرمکن نیز کاربرد دارد. کاربرد شیر اطمینان ساده در آبگرم کن بصورتی است که مانع از قرار گرفتن لوله‌ها، شيرآلات، مخازن تحت فشار و… در شرايط فشاری بيش از فشار طراحی می‌شود. همچنین در کاربری‌ های مسکونی، از شیر اطمینان ساده در سیستم ‌های گرمایشی استفاده می­ شود. در سیستم­ های گرمایشی که از بویلر ها برای حرارت هیدرونیک و مخازن آب گرم استفاده می‌کنند، با استفاده از شیر اطمینان فشاری ایمنی را برقرار کرده و از بروز انفجار جلوگیری می‌کنند.

با افزایش حجم آب گرم، استفاده از این شیرآلات همراه با دیگر تجهیزات ایمنی مانند مخازن انبساطی و شیر های قطع کن گاز، به ایمنی این مخازن تحت ‌فشار کمک می‌کنند. کاربرد شیر اطمینان در بسیاری از مدل‌ های آن در کاربری های مسکونی است که معمولاً دارای اهرم تست هستند . ازین شیرها می‌توان در حین تعمیر و نگهداری متداول تجهیزات نیز مورد استفاده قرار گیرند. با توجه به کاربرد شیر اطمینان و حساسیت در انتخاب آن،  شرکت گذرگاه صنعت و تجارت ایرانیان همواره تلاش دارد با شناسایی بهترین برند های موجود در بازار های جهانی؛ نقش موثر خود را در ارائه بهترین شیر های اطمینان به مشتریان ایفا کند.