صنعت آب و فاضلاب یکی از مهم‌ترین زیرساخت‌های هر جامعه است که تأمین و تصفیه آب آشامیدنی و مدیریت فاضلاب شهری را بر عهده دارد. در این صنعت، استفاده از تجهیزات مناسب از جمله شیرآلات، اهمیت بسیاری دارد، زیرا نقش کلیدی در کنترل جریان، تنظیم فشار و جلوگیری از نشت ایفا می‌کنند.

انتخاب شیرآلات مناسب برای این صنعت نیازمند درک ویژگی‌ها، انواع و استانداردهای آن‌ها است. در این مقاله به بررسی انواع شیرآلات مناسب برای صنعت آب و فاضلاب، ویژگی‌های آن‌ها و نکات مهم در انتخاب بهترین گزینه پرداخته خواهد شد.

انواع شیرآلات در صنعت آب و فاضلاب

شیرآلات مورد استفاده در این صنعت به دلیل تماس مستقیم با آب آشامیدنی و فاضلاب، باید دارای ویژگی‌هایی همچون مقاومت در برابر خوردگی، فشار و مواد شیمیایی باشند. برخی از انواع مهم این شیرآلات عبارت‌اند از:

1- شیرهای کشویی (Gate Valve)

این نوع شیرها برای قطع و وصل جریان استفاده می‌شوند و به دلیل مسیر مستقیم عبور سیال، افت فشار کمی ایجاد می‌کنند. شیرهای کشویی به طور گسترده در خطوط انتقال آب و شبکه‌های فاضلاب استفاده می‌شوند. شیرهای کشویی استفاده شده در این صنعت عمدتاً دارای تیغه هایی از جنس پلاستیک هستند. ساخت شیرآلات کشویی زبانه لاستیکی باعث شده که هزینه ساخت این تیپ از شیرهای صنعتی کاهش یابد و استفاده مکرر از آن ها را بهینه کند.

2- شیرهای پروانه‌ای (Butterfly Valve)

این شیرها برای کنترل و تنظیم جریان مناسب هستند و به دلیل طراحی ساده، وزن کم و هزینه پایین، در شبکه‌های توزیع آب شهری و سیستم‌های فاضلاب مورد استفاده قرار می‌گیرند. شیرهای پروانه‌ای عملکرد سریعی دارند و به راحتی قابل تعمیر و نگهداری هستند. شیرهای پروانه ای از سایزهای بسیار پایین DN25 تا سایز های بسیار بزرگ DN1200  در صنایع مرتبط به آب و آبفا استاده می شوند. تنوع این نوع از شیرآلات در کانکشن (ویفر، لاگ، فلنجی)، متریال های مختلف بدنه (استنلس استیل، فولادی، چدنی، پلی اورتان، UPVC)، متریال های متنوع در ساخت دیسک شیرآلات باترفلای ولو مانند استنلس استیل باعث شده که کارفرمایان صنایع آب و فاضلاب به استفاده از شیر پروانه ای علاقه بسیاری نشان دهند.

3- شیرهای توپی (Ball Valve)

این شیرها برای کنترل سریع جریان به کار می‌روند و به دلیل طراحی فشرده و مقاومت بالا در برابر فشار، در سیستم‌های آب و فاضلاب استفاده می‌شوند. همچنین، شیرهای توپی به علت عملکرد نرم و کم‌اصطکاک، یکی از گزینه‌های مطلوب در سیستم‌های حساس هستند. آب بندی صد درصدی بال ولو ها  استفاده از آن ها در نقاط حساس این صنعت را ضروری کرده است. بال ولوها نیز مانند شیرآلات پروانه ای در جنس متریال ساخت، سایز بندی، نوع کانکشن، نوع عملگر، استاندارد طراحی و … بسیار متنوع می باشند.

4- شیرهای یکطرفه (Check Valve)

این شیرها از برگشت جریان جلوگیری می‌کنند و در شبکه‌های فاضلاب و خطوط پمپاژ آب، کاربرد فراوان دارند. استفاده از شیرهای یکطرفه در جلوگیری از ورود آلودگی به سیستم آب آشامیدنی و محافظت از تجهیزات پمپاژ ضروری است.

5- شیرهای فشارشکن (Pressure Reducing Valve)

این نوع شیر برای کاهش فشار آب در شبکه‌های توزیع استفاده می‌شود تا از آسیب دیدن لوله‌ها و تجهیزات جلوگیری کند. در مناطقی که فشار آب بالا است، استفاده از شیرهای فشارشکن موجب افزایش عمر مفید شبکه خواهد شد. شیرهای فشار شکن فشار در ورودی را به فشار ثابتی در خروجی کاهش می دهند. شیرهای فشار شکن می توانند به صورت فلنجی، دنده ای و با متریال هایی از جنس استنلس استیل، کربن استیل و حتی متریال های خاص UPVC و PVDF ساخته شوند.

ویژگی‌های شیرآلات مناسب برای آب و فاضلاب

برای انتخاب شیرآلات مناسب در این صنعت، باید به برخی ویژگی‌های کلیدی توجه کرد:

مقاومت در برابر خوردگی

تماس مداوم با آب و مواد شیمیایی می‌تواند باعث خوردگی شیرآلات شود. این پدیده می‌تواند عملکرد سیستم را مختل کرده و منجر به نشتی و کاهش عمر مفید تجهیزات شود. استفاده از موادی مانند چدن داکتیل، فولاد ضدزنگ و پلیمرهای مقاوم به کاهش اثرات خوردگی کمک می‌کند.

همچنین، پوشش‌های محافظ مانند اپوکسی و پلی‌اتیلن نیز می‌توانند مقاومت شیرآلات در برابر خوردگی را افزایش دهند. انتخاب مناسب‌ترین جنس و پوشش برای شرایط عملیاتی خاص هر سیستم، از آسیب‌های ناشی از خوردگی جلوگیری کرده و هزینه‌های تعمیر و نگهداری را کاهش می‌دهد.

تحمل فشار و دمای بالا

برخی از سیستم‌های انتقال آب و فاضلاب تحت فشار و دمای بالا عمل می‌کنند، بنابراین شیرآلات باید قابلیت تحمل شرایط مختلف را داشته باشند. این ویژگی به ویژه در خطوط انتقال آب با فشار بالا و همچنین در تصفیه‌خانه‌های حرارتی که دماهای بالا تجربه می‌شود، اهمیت زیادی دارد.

استفاده از مواد مقاوم مانند فولاد ضدزنگ، چدن داکتیل و برنز می‌تواند مانع از تغییر شکل یا ترک‌خوردگی شیرآلات در شرایط سخت شود. علاوه بر این، طراحی مهندسی مناسب و انجام آزمایش‌های استحکام و تحمل فشار قبل از نصب، باعث افزایش طول عمر و عملکرد بهینه این تجهیزات خواهد شد.

افت فشار کم

برای بهینه‌سازی عملکرد شبکه آب و فاضلاب، شیرآلات باید کمترین میزان افت فشار را ایجاد کنند. افت فشار در سیستم‌های انتقال آب و فاضلاب می‌تواند باعث کاهش بهره‌وری، افزایش مصرف انرژی و فشار بر تجهیزات شود.

استفاده از طراحی‌های بهینه و مواد مناسب در تولید شیرآلات می‌تواند به کاهش این افت فشار کمک کند. همچنین، نگهداری و تمیزکاری منظم شیرآلات نیز از تجمع رسوبات و افزایش مقاومت در برابر جریان جلوگیری کرده و عملکرد بهینه شبکه را تضمین می‌کند.

سهولت در نگهداری و تعمیر

به دلیل گستردگی شبکه‌های آب و فاضلاب، انتخاب شیرآلاتی که تعمیر و نگهداری آسانی داشته باشند، موجب کاهش هزینه‌ها و افزایش بهره‌وری سیستم می‌شود. این ویژگی به ویژه در مناطقی که دسترسی به تجهیزات و نیروی متخصص محدود است، از اهمیت بالایی برخوردار است. طراحی مناسب و استفاده از قطعات باکیفیت می‌تواند از خرابی‌های مکرر جلوگیری کرده و نیاز به تعویض قطعات را به حداقل برساند.

علاوه بر این، قابلیت تعویض و تعمیر سریع قطعات آسیب‌دیده، زمان خرابی سیستم را کاهش داده و پایداری شبکه آب و فاضلاب را تضمین می‌کند. شیرآلاتی که امکان دسترسی آسان به اجزای داخلی را فراهم می‌کنند، فرآیند نگهداری را تسهیل کرده و هزینه‌های عملیاتی را کاهش می‌دهند.

سازگاری با استانداردهای بهداشتی

در سیستم‌های تأمین آب آشامیدنی، شیرآلات باید دارای تأییدیه‌های بهداشتی باشند تا از آلودگی آب جلوگیری شود. این استانداردها شامل الزاماتی مانند استفاده از مواد غیرسمی و مقاوم در برابر رشد باکتری‌ها، جلوگیری از ورود آلاینده‌های شیمیایی به آب و تطابق با مقررات بهداشتی بین‌المللی نظیر استاندارد NSF و ANSI است.

علاوه بر این، فرآیند تولید و آزمایش این شیرآلات باید به گونه‌ای باشد که از کیفیت و ایمنی آب آشامیدنی اطمینان حاصل شود. رعایت این موارد، سلامت مصرف‌کنندگان را تضمین کرده و مانع از بروز مشکلاتی مانند تغییر طعم، بو و رنگ آب خواهد شد.

نکات مهم در انتخاب شیرآلات

در هنگام انتخاب شیرآلات برای صنعت آب و فاضلاب، لازم است به نکات زیر توجه شود:

1. نوع کاربری: مشخص کنید که شیرآلات برای خطوط اصلی انتقال آب، تصفیه‌خانه‌ها، مخازن ذخیره‌سازی یا سیستم‌های فاضلاب مورد استفاده قرار می‌گیرند.
2. جنس بدنه و اجزا: استفاده از موادی که در برابر شرایط محیطی و شیمیایی مقاوم باشند، اهمیت ویژه‌ای دارد.
3. قابلیت کنترل و تنظیم جریان: بسته به نیاز پروژه، انتخاب بین شیرهای کنترل‌کننده یا قطع و وصل‌کننده بسیار مهم است.
4. ابعاد و سایز مناسب: انتخاب ابعاد متناسب با قطر لوله‌های شبکه آب و فاضلاب، بهبود عملکرد سیستم را تضمین می‌کند.
5. استانداردهای بین‌المللی: اطمینان حاصل کنید که شیرآلات دارای گواهینامه‌های استاندارد نظیر ANSI، DIN، ISO و AWWA هستند. استاندار AWWA به صورت کلی شامل مشخصات فنی برای شیرهای استفاده شده در صنایع آب و فاضلاب می باشد. در واقع لغت AWWA مخفف AMERICAN WATER WORKS ASSOCIATION است. این استاندارد طراحی، ساخت و تست شیرآلات در صنایع آب شرب و فاضلاب را ارایه می دهد. استاندارد BS شامل الزامات و مشخصات فنی برای شیر آلات مورد استفاده در سیستم های آب و فاضلاب در کشور انگلیس هست. به طور دقیق تر استاندارد شماره BS EN 1074 در رابطه با شیرآلات آب شرب طراحی شده است. اگر سیستم های لوله کشی در صنایع آب برای اطفا حریق در نقاط مسکونی یا سایر نقاط شهری استفاده شده باشد رعایت و انطباق با استانداردهای NFPA و نکات مهم آن در رابطه با شیرآلات صنعتی ضروری می باشد.

نتیجه‌گیری

شیرآلات نقش اساسی در عملکرد صحیح صنعت آب و فاضلاب دارند. انتخاب صحیح نوع شیر، جنس و مشخصات فنی مناسب می‌تواند به افزایش بهره‌وری، کاهش هزینه‌های نگهداری و جلوگیری از مشکلاتی مانند نشتی و افت فشار کمک کند. برای این منظور، شناخت انواع شیرآلات و بررسی دقیق نیازهای پروژه ضروری است. با توجه به توسعه فناوری و تولید شیرآلات مقاوم‌تر، استفاده از تجهیزات استاندارد و باکیفیت می‌تواند به بهبود عملکرد کلی سیستم‌های آب و فاضلاب منجر شود.