شیرآلات صنعتی از اجزای کلیدی در تأسیسات مختلف محسوب می‌شوند که وظیفه کنترل جریان سیالات نظیر آب، گاز، بخار و مواد شیمیایی را بر عهده دارند. انتخاب شیرآلات مناسب تأثیر مستقیمی بر راندمان، ایمنی و دوام سیستم‌های صنعتی دارد. در این مقاله، انواع شیرآلات صنعتی، ویژگی‌های مهم آن‌ها و عوامل مؤثر  در انتخاب بهترین شیرآلات برای تأسیسات صنعتی بررسی خواهند شد.

انواع شیرآلات صنعتی

شیرآلات صنعتی به چندین دسته مختلف تقسیم می‌شوند که هرکدام دارای ویژگی‌ها و کاربردهای خاصی هستند. برخی از رایج‌ترین انواع آن‌ها عبارت‌اند از:

1- شیرآلات قطع و وصل (On/Off Valves)

این دسته از شیرآلات وظیفه باز و بسته کردن جریان سیال را دارند. از جمله معروف‌ترین آن‌ها می‌توان به شیر کشویی (Gate Valve)، شیر توپی (Ball Valve) و شیر پروانه‌ای (Butterfly Valve) اشاره کرد. این نوع شیرآلات برای کاربردهایی که نیاز به کنترل ساده جریان دارند، ایده‌آل هستند.

2- شیرآلات کنترلی (Control Valves)

این نوع از شیرآلات برای تنظیم و کنترل جریان سیال به کار می‌روند. شیر سوزنی (Needle Valve) و شیر کروی (Globe Valve) نمونه‌هایی از این دسته هستند که معمولاً در سیستم‌های دقیق مورد استفاده قرار می‌گیرند.

3- شیرآلات یک‌طرفه یا خودکار (Check Valves)

شیرهای خودکار برای جلوگیری از برگشت جریان سیال طراحی شده‌اند. این نوع شیرها در سیستم‌هایی که جلوگیری از جریان معکوس ضروری است، مانند خطوط پمپاژ، به‌کار می‌روند. شیرهای خودکار عموماً پس از پمپ ها وصل می شوند و مانع از برگشت جریان انتقالی به پمپ صنعتی می شوند.

4- شیرهای ایمنی (Safety Valves)

این شیرآلات به‌عنوان یک ابزار حفاظتی برای جلوگیری از افزایش بیش از حد فشار در سیستم‌های تحت فشار مورد استفاده قرار می‌گیرند. کاربرد آن‌ها در صنایعی مانند نیروگاه‌ها و خطوط لوله فشار قوی بسیار مهم است. شیرهای اطمینان و شیرهای فشار شکن و تجهیزاتی مانند RUPTURE DISC از این سبک از تجهیزات می باشند. شیر اطمینان یا سیفتی ولو ها به دو دسته کلی پرشر سیفتی ولو Pressure Safety Valve و Temperature Safety Valve تقسیم بندی می شوند. شیرهای اطمینان مانند تمامی شیرآلات صنعتی با متریال های مختلفی مانند استنلس استیل، کربن استیل، چدنی، برنجی و … تولید می شوند. شیرهای اطمینان یا همان سیفتی ولو ها می توانند به صورت فلنجی، دنده ای ساخته شوند.

عوامل مؤثر  در انتخاب شیرآلات صنعتی

انتخاب شیرآلات مناسب به عوامل مختلفی بستگی دارد که برخی از آن‌ها در ادامه بررسی می‌شوند:

نوع سیال و شرایط عملیاتی

جنس و ساختار شیرآلات باید متناسب با نوع سیال عبوری، فشار و دمای کاری باشد. برای مثال، در سیستم‌های حاوی مواد خورنده، شیرهای ساخته‌شده از فولاد ضدزنگ یا آلیاژهای مقاوم توصیه می‌شوند، زیرا این مواد در برابر خوردگی مقاوم بوده و طول عمر بیشتری دارند.

علاوه بر این، در محیط‌هایی که حاوی سیالات با دمای بالا یا ترکیبات شیمیایی خاص هستند، استفاده از پوشش‌های مقاوم نظیر تفلون یا سرامیک بر روی شیرآلات می‌تواند به جلوگیری از آسیب‌دیدگی و افزایش بهره‌وری کمک کند. همچنین، انتخاب نوع بدنه و متریال داخلی شیرآلات نقش مهمی در کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری دارد، زیرا مواد نامناسب ممکن است منجر به فرسایش سریع و کاهش عملکرد سیستم شوند.

میزان فشار و دمای کاری

شیرآلات صنعتی باید قابلیت تحمل فشار و دمای کاری مورد نظر را داشته باشند. در سیستم‌های با فشار بالا، شیرهای فورج‌کاری شده انتخاب بهتری هستند، زیرا این نوع شیرآلات از مواد با استحکام بالا ساخته شده‌اند و در برابر تنش‌های مکانیکی مقاوم‌تر هستند.

درحالی‌که در سیستم‌های دما بالا، شیرهای مقاوم در برابر حرارت پیشنهاد می‌شوند که اغلب از آلیاژهای مقاوم به دما مانند فولادهای آستنیتی یا نیکل ساخته شده‌اند. این شیرآلات علاوه بر تحمل دمای بالا، از تغییر شکل و خرابی در اثر گرمای زیاد جلوگیری می‌کنند و در نتیجه عملکرد مطمئن‌تری در محیط‌های صنعتی سخت دارند. شیرآلات فشار قوی مانند گلاب ولوهای F11، گلاب ولو F22، گلاب ولو F91 و همچنین گیت ولوهای فشار قوی در کلاس 1500 و 2500 با متریال های WC6، WC9, C5 و … از جمله شیرآلات دما بالا و فشار بالا می باشند.

نیاز به کنترل جریان

در تأسیساتی که کنترل دقیق جریان ضروری است، شیرهای کنترلی مانند شیر سوزنی یا کروی گزینه‌های مناسبی هستند، زیرا این شیرآلات امکان تنظیم دقیق دبی جریان را فراهم می‌کنند و برای سیستم‌هایی که نیاز به تغییرات مداوم در میزان جریان دارند، ایده‌آل هستند.

این شیرآلات معمولاً در صنایع داروسازی، نیروگاهی و پتروشیمی کاربرد دارند. اما در کاربردهای ساده‌تر، مانند سیستم‌های انتقال آب یا سیالات با فشار ثابت، شیرهای توپی یا پروانه‌ای کفایت می‌کنند، زیرا هزینه کمتری دارند، نصب و نگهداری آن‌ها ساده‌تر است و نیاز به کنترل پیچیده جریان در این موارد کمتر احساس می‌شود. از معروف ترین برندهای سازنده کنترل ولو پنوماتیک و کنترل ولو الکتریکال می توان به برندهای SAMSON، ARI ARMATUREN، SPIRAX SARCO اشاره کرد. از شیرهای دیافراگمی کنترلی می توان به دیافراگم ولوهای GEMU، SAUNDERS، +GF، ITT اشاره کرد.

نوع اتصال به لوله‌کشی

اتصالات شیرآلات ممکن است فلنجی، دنده‌ای یا جوشی باشند. انتخاب نوع اتصال باید بر اساس فشار سیستم، نوع لوله‌کشی و سهولت نصب انجام شود. اتصال فلنجی معمولاً برای سیستم‌هایی با فشار بالا و لوله‌های بزرگ استفاده می‌شود، زیرا قابلیت آب‌بندی بهتری دارد و امکان جداسازی و تعمیر آسان‌تری را فراهم می‌کند. انتخاب فلنج مناسب وابسته به جنس خط لوله (کربن استیل، استننلس استیل و …)، دما و فشار کاری (دما و فشار همزمان کلاس کاری خط را تعیین می کنند) و نوع اتصال فلنج (فلنج جوشی گلودار Weld Kneck، SLIPP ON , …) است.

اتصالات دنده‌ای بیشتر در سیستم‌های کم‌فشار و لوله‌های کوچک به کار می‌روند و نصب آن‌ها به ابزارهای ساده‌تری نیاز دارد. در مقابل، اتصالات جوشی مناسب محیط‌هایی با فشار و دمای بالا هستند، زیرا از نشتی جلوگیری کرده و مقاومت مکانیکی بالایی دارند، اما نصب و نگهداری آن‌ها نیاز به مهارت و تجهیزات تخصصی دارد. از شیرآلات دنده ای پرکاربرد می توان به بال ولوهای دو تیکه و بال ولوهای سه تیکه NPT یا همان دنده ای اشاره کرد. از نمونه شیرآلات جوشی می توان به گیت و گلاب ولوهای کلاس 800 اشاره کرد.

میزان تعمیر و نگهداری

برخی از شیرآلات نیاز به تعمیر و نگهداری مکرر دارند. عواملی مانند نوع سیال عبوری، میزان فشار و دمای کاری می‌توانند تأثیر مستقیمی بر استهلاک و نیاز به تعمیرات دوره‌ای این تجهیزات داشته باشند. به عنوان مثال، شیرآلاتی که در معرض سیالات خورنده یا ذرات معلق قرار دارند، ممکن است به تعویض زودهنگام قطعات داخلی نیاز داشته باشند.

انتخاب شیرهایی با طراحی ساده و امکان تعمیر آسان می‌تواند هزینه‌های عملیاتی را کاهش دهد و از توقف‌های غیرضروری در روند تولید جلوگیری کند. همچنین، استفاده از شیرآلاتی که قطعات یدکی آن‌ها به‌راحتی در دسترس است، می‌تواند موجب تسهیل در فرایند نگهداری و افزایش طول عمر تجهیزات شود.

کاربردهای صنعتی شیرآلات

شیرآلات صنعتی در صنایع مختلفی به کار می‌روند که برخی از مهم‌ترین آن‌ها شامل موارد زیر است:

• صنایع نفت و گاز: برای کنترل جریان نفت، گاز طبیعی و محصولات پالایشگاهی. در واقع کل فرایند پروسس و انتقال سیال ها در یک پلنت با استفاده از شیرآلات صنعتی کنترل می شود.
• نیروگاه‌ها: در سیستم‌های بخار و آب‌رسانی. شیرآلات بخار، شیرآلات آب، شیرآلات اسیدی از جمله شیرهای پر مصرف در صنایع نیروگاهی هستند.
• صنایع پتروشیمی: برای انتقال و کنترل مواد شیمیایی خورنده و حساس.
• کارخانه‌های تولیدی: در سیستم‌های خنک‌کننده و فرآیندهای صنعتی. استفاده از شیرآلات صنعتی بر سر راه مبدل ها، HVAC، دیگ های بخار، پرشر وسل ها و … جهت کنترل دبی و میزان فلو ضروری می باشد.
• تصفیه‌خانه‌های آب و فاضلاب: برای تنظیم جریان و کنترل فشار آب.

نتیجه‌گیری

شیرآلات صنعتی نقش مهمی در عملکرد بهینه تأسیسات صنعتی ایفا می‌کنند. انتخاب نوع مناسب شیرآلات، با توجه به مشخصات فنی و نیازهای عملیاتی، می‌تواند تأثیر مستقیمی بر ایمنی، بهره‌وری و دوام تجهیزات داشته باشد. درک ویژگی‌های مختلف شیرآلات و رعایت استانداردهای لازم در انتخاب و نصب آن‌ها، موجب کاهش هزینه‌های نگهداری و افزایش کارایی سیستم‌های صنعتی خواهد شد.