شیرآلات صنعتی یکی از مهم‌ترین اجزای سیستم‌های لوله‌کشی در صنایع مختلف از جمله نفت و گاز، پتروشیمی، نیروگاه‌ها، تصفیه‌خانه‌ها و صنایع غذایی هستند. این تجهیزات برای کنترل جریان سیالات مانند آب، گاز، بخار، اسید، مواد لبنی و خوراکی و مواد شیمیایی به کار می‌روند. عملکرد صحیح و طولانی‌مدت شیرآلات صنعتی تأثیر مستقیمی بر بهره‌وری و ایمنی فرآیندهای صنعتی دارد. ازاین‌رو، نگهداری صحیح و اتخاذ راهکارهایی برای افزایش عمر این تجهیزات از اهمیت بالایی برخوردار است. در این مقاله، به بررسی اصول نگهداری شیرآلات صنعتی و روش‌هایی برای افزایش طول عمر آن‌ها می‌پردازیم.

1- انتخاب صحیح شیرآلات صنعتی

یکی از اولین و مهم‌ترین اقدامات برای افزایش طول عمر شیرآلات صنعتی، انتخاب درست آن‌ها بر اساس شرایط کاری و نوع سیال است. موارد زیر در انتخاب شیرآلات صنعتی باید در نظر گرفته شوند:

• جنس بدنه و قطعات داخلی: بسته به نوع سیال و شرایط محیطی، باید متریال مناسب مانند فولاد ضدزنگ، برنج، برنز یا پلیمرهای مقاوم انتخاب شود. به طور مثال برای سیال های اسیدی از شیرآلات رابر دار استفاده می  شود.
• نوع شیرآلات: بسته به نیاز صنعت، استفاده از شیرهای توپی، شیرآلات پروانه‌ای، شیرآلات کشویی، پلاگ ولو یا شیرآلات دیافراگمی پیشنهاد می‌شود. در واقع شیرآلات به دو دسته کلی ربع گرد (چرخش نود درجه) و عمودی ( حرکت خطی به بالا و پایین) تقسیم بندی می شوند.
• محدوده دما و فشار کاری: بررسی محدوده دمایی و فشاری که شیرآلات باید در آن عمل کنند، ضروری است. این مهم در واقع کلاس کاری شیرآلات صنعتی را بر اساس استاندارد ANSI مشخص می کند. به طور مثال شیرآلات دارای ANSI 150, 300, 600, 900, 1500 و … می باشند.

2- نصب صحیح و اصولی

نصب نادرست شیرآلات صنعتی می‌تواند باعث نشت، خرابی زودهنگام و کاهش راندمان آن‌ها شود. برخی از نکات مهم در نصب شامل موارد زیر هستند:

• تراز بودن شیرآلات: عدم تراز بودن می‌تواند باعث ایجاد تنش‌های مکانیکی و کاهش عمر مفید تجهیزات شود.
• استفاده از آب‌بندهای مناسب: برای جلوگیری از نشتی، انتخاب صحیح اورینگ‌ها، گسکت‌ها و سایر آب‌بندها ضروری است. از مهم ترین آب بند های شیرآلات سافت سیت (Soft Seat) می توان به پکینگ های PTFE اشاره کرد. به طور مثال عمده شیرآلات توپی Soft Seat دارای پگینگ تفلونی هستند. در شیرآلات کشویی و شیرآلات گلوب ولو عمدتاً پکینگ ها از جنس هایی مانند نخ گرافیتی می باشند.
• توجه به جهت جریان: برخی از شیرآلات دارای جهت مشخصی برای جریان سیال هستند که باید مطابق دستورالعمل سازنده نصب شوند. به طور مثال در گلوب ولو، شیر خودکار، باترفلای ولو High Performance دما بالا جهت جریان سیال بسیار اهمیت دارد به همین دلیل در بسیاری از موارد، کارخانه سازنده این تیپ از شیرآلات صنعتی بر روی آن ها فلشی که نشان دهنده جهت جریان می باشد قرار می دهد.

3- برنامه‌ریزی نگهداری و تعمیرات (PM)

اجرای برنامه‌های منظم نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه می‌تواند تأثیر بسزایی در افزایش عمر شیرآلات داشته باشد. این برنامه شامل مراحل زیر است:

• بازرسی دوره‌ای: بررسی وضعیت عملکرد شیرآلات، نشت‌یابی و تست فشار به صورت دوره‌ای انجام شود. در بسیاری از مواقع جهت بازرسی مناسب خط لوله و تجهیزات از سایت گلاس (Sight Glass) استفاده می شود. سایت گلس ها دارای انواع و اقسام مختلف هستند که می توانند به صورت دو طرف دید، یک طرف دید، دارای نشانگر، سایت گلس استنلس استیل، فولادی، چدنی و همچنین به دو دسته کلی سایت گلس های فلنجی و دنده ای تقسیم بندی می شوند.
• تمیزکاری منظم: رسوبات، زنگ‌زدگی و مواد زائد می‌توانند باعث کاهش کارایی و افزایش سایش قطعات شوند. بنابراین، تمیزکاری منظم با مواد مناسب توصیه می‌شود.
• روغن‌کاری و روان‌سازی: برخی از شیرآلات دارای بخش‌های متحرک هستند که نیاز به روان‌کاری دارند تا از اصطکاک و خوردگی جلوگیری شود. بال ولو ها و پلاگ ولوهای گریس خور از مهم ترین شیرآلات صنعتی هستند که به گریس کاری مداوم نیاز دارند. لازم است اشاره شود که بسیاری از بال ولو ها نیاز به گریس کاری ندارند و در ابتدای امر باید مشخص شود که شیر توپی استفاده شده در خط از مدل های گریس خور هست یا نیست. در صورتیکه ولو مذکور گریس خور باشد ابتدا باید نوع گریس مناسب این فرایند انتخاب شود. به طور مثال اگر پکینگ شیر توپی همان PTFE باشد باید گریس مناسب مواد پلاستیکی استفاده شود. همچنین گریس استفاده شده باید برای دما و فشار کارکرد خط نیز مناسب باشد. بسیاری از شیرهای توپی اتصال گریس خور دارند اما در صورتیکه شیر توپی یا پلاگ ولو مذکور دارای اتصال گریس و روغن کاری نداشتن باید این اتصال بر روی آن ها تعبیه شود. گریس ها با استفاده از ابزار مناسب (گریس پمپ) به شیرآلات تزریق می شوند. مقدار گریس اضافه شده باید دقیقا بر اساس استاندارد و نه بیشتر و نه کمتر از آن باشد. پس از گیریس کاری باید شیرآلات توپی و پلاگ ولو چندین بار باز و بسته شوند و سپس به صورت دوره ای عملکردشان بررسی شود.
• تعویض قطعات فرسوده: قطعاتی مانند دیسک‌ها، سیت‌ها، اورینگ‌ها و پکینگ‌ها پس از مدتی فرسوده می‌شوند و باید به‌موقع تعویض شوند. در صورت عدم تعویض پکینگ های شیرآلات در زمان مناسب، کل خطوط پایپینگ ممکن است دچار بحران شدیدی شوند و همچنین احتمال آسب جدی به تجهیزات بسیار گران مانند پمپ، مبدل و … وجود دارد.

4- پیشگیری از عوامل مخرب

برخی از عوامل محیطی و عملیاتی می‌توانند باعث کاهش طول عمر شیرآلات شوند که لازم است از آن‌ها جلوگیری شود:

جلوگیری از خوردگی و زنگ‌زدگی

استفاده از پوشش‌های ضدزنگ، رنگ‌های اپوکسی و آلیاژهای مقاوم می‌تواند از خوردگی جلوگیری کند. برای جلوگیری از خوردگی و زنگ‌زدگی شیرآلات صنعتی، می‌توان از روش‌های زیر استفاده کرد:

– انتخاب متریال مقاوم: استفاده از فولاد ضدزنگ، برنز یا آلیاژهای مقاوم در برابر خوردگی.

– پوشش‌های محافظ: اعمال رنگ‌های اپوکسی، گالوانیزه گرم یا پوشش‌های پلیمری روی سطوح شیرآلات.

– کنترل شرایط محیطی: کاهش رطوبت، تنظیم pH سیالات و جلوگیری از تماس با مواد خورنده.

– استفاده از آند گالوانیکی: نصب آندهای روی یا منیزیم برای جذب خوردگی.

– نگهداری منظم: بازرسی، تمیزکاری و تعویض قطعات آسیب‌دیده برای افزایش عمر شیرآلات.

کنترل فشار و دما

افزایش بیش از حد فشار و دما می‌تواند به بدنه و قطعات داخلی شیرآلات آسیب برساند. بنابراین کنترل فشار و دما در شیرآلات صنعتی برای افزایش ایمنی و طول عمر تجهیزات ضروری است. به این منظور می‌توان از روش‌های زیر استفاده کرد:

– استفاده از شیرهای اطمینان باعث جلوگیری از افزایش ناگهانی فشار شده و از ترکیدگی لوله‌ها و نشتی جلوگیری می‌کند.

– سنسورها و گیج‌های فشار و دما به پایش مداوم شرایط کمک می‌کنند.

– عایق‌کاری حرارتی در برابر دماهای شدید، از تغییرات ناگهانی جلوگیری کرده و عملکرد پایدار را تضمین می‌کند.

– کنترل‌کننده‌های خودکار مانند ولوهای تنظیم‌کننده فشار و دما، تغییرات را متعادل کرده و از استهلاک قطعات می‌کاهند.

– نگهداری منظم این تجهیزات نیز از خرابی زودرس و هزینه‌های تعمیرات جلوگیری می‌کند.

جلوگیری از ضربه قوچ (Water Hammer)

ضربه قوچ یک پدیده هیدرولیکی است که زمانی رخ می‌دهد که جریان سیال (مانند آب، بخار یا گاز) به طور ناگهانی متوقف یا تغییر جهت می‌دهد. این اتفاق باعث ایجاد یک موج فشاری ناگهانی در داخل لوله‌ها می‌شود که می‌تواند آسیب‌های جدی به شیرآلات، پمپ‌ها، اتصالات و حتی خود لوله‌ها وارد کند. می‌توان از وقوع ضربه قوچ با استفاده از شیرهای ضد ضربه و کنترل مناسب جریان، جلوگیری کرد.

5- آموزش و آگاهی پرسنل

یکی از عوامل مهم در نگهداری صحیح شیرآلات، آگاهی و آموزش کارکنان است. پرسنل فنی باید با اصول صحیح نصب، نگهداری، تعمیر و عیب‌یابی شیرآلات صنعتی آشنا باشند. برگزاری دوره‌های آموزشی و ارائه دستورالعمل‌های کاربردی می‌تواند تأثیر بسزایی در افزایش طول عمر تجهیزات داشته باشد.

6- رعایت استنانداردهای نصب، عملکرد و تعمیرات

جهت تعمیر و نگه داری شیرآلات صنعتی استانداردهای مختلفی وجود دارد که از جمله آن ها می توان به ASME، ANSI و ISO  اشاره کرد.

در استاندارد ASME جهت نصب مناسب و تعمیرات مناسب تمامی الزامات استانداردهای ASME B16.34، ASME B31.3 و ASME BPVC باید رعایت شوند. به طور مثال استاندارد ASME B31.3 برای راهنمایی در زمینه لوله کشی فرایند و همچنین در زمینه مونتاژ، بازرسی، آزمایش و تست سیستم های پایپینگ می باشد. استاندارد ASME BPVC با وجود اینکه در رابطه با دیگ بخار و مخازن تحت فشار می باشد اما الزاماتی جهت تعمیر و نگه داری شیرآلات صنعتی مانند بال ولو، باترفلای ولو، گیت ولو و گلوب ولو و … نیز دارد. استاندارد ASME B16.5  به بررسی اتصالات فلنجی می پردازد. اتصالات فلنجی از نقاط بسیار مهم در زمینه تعمیرات و نگه داری پایپینگ هستند.

استاندارد ANSI 75.01.01 نیز جهت عملکرد شیرآلات کنترلی و ANSI/ISA 75.05 استاندارد مرتبط با نشتی شیرهای کنترلی می باشد.

همچنین تست شیرآلات صنعتی بسیار مهم می باشد. بخش هایی از استاندارد ISO که در آن ها به حفظ و نگه داری شیرآلات صنعتی اشاره شده است شامل ISO 5208، ISO 9001، ISO 10426 و ISO 13849-1 هستند.

نتیجه‌گیری

شیرآلات صنعتی از اجزای حیاتی در فرآیندهای صنعتی هستند و نگهداری صحیح آن‌ها نقش کلیدی در افزایش بهره‌وری و کاهش هزینه‌های تعمیرات و تعویض دارد. انتخاب مناسب شیرآلات، نصب اصولی، اجرای برنامه‌های منظم نگهداری، پیشگیری از عوامل مخرب و آموزش پرسنل از جمله اقداماتی هستند که می‌توانند به افزایش عمر مفید این تجهیزات کمک کنند. با رعایت این اصول، می‌توان عملکرد بهینه و طول عمر بیشتری را برای شیرآلات صنعتی تضمین کرد و از خرابی‌های ناگهانی و هزینه‌های اضافی جلوگیری نمود.