شیرآلات کشویی

شیرهای کشویی یکی از انواع شیرآلات صنعتی هستند که جهت مسدود کردن مسیر سیال عبوری مورد استفاده قرار می گیرند. شیر کشویی که با نام های دیگری همچوین گیت ولو، شیر دروازه ای و شیر فلکه نیز شناخته می شود، به صورت on/off مورد استفاده قرار می گیرند و از این نوع از ولو ها به هیچ عنوان جهت تنظیم جریان استفاده نمی کنند. فرق اصلی گیت ولو و گلاب ولو در این است که گیت ولوها تنها برای بستن مسیر جریان استفاده می شوند در صورتیکه گلاب ولوها یا شیر بشفابی هم برای تنظیم میزان سیال عبوری و هم برای بستن مسیر جریان به کار می روند. افت فشار در شیرآلات سوزنی یا گلاب ولو بیشتر از گیت ولوها می باشد.

انواع شیر کشویی

انواع گیت ولو از نقطه نظر نحوه عملکرد استم، به دو دسته کلی Rising stem و Non rising stem تقسیم بندی می شوند. در گیت ولو های Rising stem، شفت شیر کشویی هنگامی که شیر در حالت باز قرار دارد به صورت کامل بیرون آمده و از درون Handwheel کاملاً مشخص است.  این نوع از شیرهای دروازه ای، برای باز شدن به فضای زیادی نیاز دارند و در صورتی که خطوط پایپینگ بالایی آن ها با فاصله کمی عبور کرده باشند باید از گیت ولو Non rising stem استفاده کرد.

اجزای گیت ولو

بدنه یا Body:

بدنه شیر کشویی مهم ترین قسمت از اجزای گیت ولو می باشد. بدنه شیرهای کشویی می تواند به صورت کشویی فلنجی، کشویی جوشی و  کشویی دنده ای ساخته شود. شیر کشویی فلنج دار می تواند تحت استانداردهای ANSI و DIN تولید شود. شیر کشویی فلنج دار با استاندارد ANSI در کلاس های 150، 300، 600، 900، 1500، 2500 و … و گیت ولو دو سر فلنج DIN در فشار های PN10، PN 16، PN25، PN40، PN63 و … ساخته می شود. شیر کشویی دنده ای و جوشی نیز می توانند تحت استاندارد ANSI در کلاس 800 و 1500 و 2500  و تحت استاندارد DIN در فشار PN16، PN40، PN63، PN100، PN160، PN250، PN400 و PN500 تولید شوند. گیت ولو کلاس 800 به دلیل سبکی و بدنه کوچک، تعمیرات راحت و باز و بسته کردن سریع از گیت ولوهای بسیار پر مصرف در صنایع کشور می باشد. بزرگترین تولید کنندگان این نوع از شیرآلات کشویی فورج می توان به برندهای PERSTA، KSB,PAW، SEMPELL، BONNEY FORGE، OMB، LVF، SAMSHIN، KUMWOO، SWI، DOUGLAS و … اشاره کرد.

بدنه شیر فلکه کشویی از متریال های مختلفی مانند کربن استیل، استنلس استیل، آلومینیوم برنز و … ساخته می شوند. شیر کشویی A105  و LF2 از انواع شیرکشویی فورج هستند همچنین شیر کشویی WCB و LCB از انواع شیرهای کشویی ریختگی هستند. قیمت گیت ولو فولادی کلاس 800 در مقایسه با سایر شیرهای کشویی پایین تر می باشد به همین دلیل این نوع از شیرهای کشویی بسایر پرکاربرد هستند. گیت ولو استنلس استیل 304 و 316 از پر کاربرد ترین انواع شیرکشویی هستند که می توانند به صورت فورج و ریختگی تولید شوند. شیر کشویی CF8M، CF3M، CF8، CF3 از انواع شیر کشویی فلنج دار استنلس استیل هستند. از معروف ترین برندهای سازنده شیر فلکه استیل  و کربن استیل ریختگی می توان به PK، NEWAY، VELAN، VITAS، FK، KITZ، BONNEY FORGE، VISA، L&T  و VIRGO اشاره کرد.

بونت یا Bonnet:

بخشی از شیر کشویی که به بدنه شیر یا BODY متصل است و مجرابند شیر کشویی در حالت باز درون آن قرار  میگیرد بونت شیر کشویی نام دارد. در بسیاری از شیرهای کشویی بونت یا Bonnet با پیچ به بدنه متصل می شود اما در بعضی از شیر کشویی های فورج کلاس 800 و 1500 نوع اتصال بدنه و بونت به صورت جوشی می باشد که Welded bonnet gate valve  یا شیر کشویی با بونت جوشی نام دارند. شیرهای کشویی بونت جوش یا اصطلاحاً کمر جوش، می توانند به صورت دنده ای و ساکتی تولید شوند. این نوع از شیرآلات کشویی نهایتاً تا سایز 2 اینچ تولید می شوند. نوع دیگری از بونت شیرهای کشویی می تواند شیرهای Pressure seal gate valve باشند که در این مدل از شیرهای کشویی بونت شیر هرچقدر فشار خط لوله بالاتر رود آب بندی دقیق و مطمئن تری انجام می دهد. پرشر سیل گیت ولوها عموماً در کلاس 900، 1500 و 2500 ساخته می شوند. از بزرگترین برندهای سازنده پرشر سیل های کشویی می توان به SAMSHIN, XANIK, AIL, PK, VELAN, BONNEY FORGE, KSB, TY KOREA و … اشاره کرد. کشویی های Pressure seal عمدتاً به صورت گیربکسی و یا به صورت موتور خور تولید می شوند.

دیسک:

دیسک در شیرآلات کشویی مهم ترین قسمت شیرآلات می باشد که در هنگام بسته بودن در تماس مستقیم با سیال می باشد. دیسک شیرآلات کشویی می تواند به صورت صلبی یا Solid Wedge و یا به صورت منعطف یا Flexible Wedge مورد استفاده قرار بگیرد. شیرهای کشویی فورج کلاس 800 و 1500 عموماً به صورت Solid ساخته می شوند. در شیرآلات گیت ولو ریختگی در کلاس های 150، 300 الی 1500 عموماً نوع دیسک به صورت فلکسیبل انتخاب می شود.

تریم یا Trim:

تریم در شیر کشویی به معنای تمام قسمتی هست که سیال از آن ها می تواند عبور کند. در واقع بونت شیر کشویی شامل استم، دیسک، سیت هست. تریم گیت ولوها می تواند از متریال های مختلفی ساخته شود. به طور مثال گیت ولو با تریم F6، گیت ولو با تریم HF، گیت ولو استلایت Stellited، گیت ولو تریم استنلس استیل 304 و 316 از پرکاربردی ترین تریم های ساخته شده برای شیرهای کشویی می باشند.

استم:

استم شیرهای کشویی وظیفه جابجا کردن دیسک را دارند. در واقع شفت شیرآلات کشویی حرکت از سرفلکه یا عملگر بالای شیر را به دیسک آن منتقل می کند. استم شیرهای کشویی توسط متریال های مخنلفی ساخته شده که از جمله آن ها می توان به استنلس استیل 410 و استنلس استیل 420 اشاره کرد. مقاومت بالای این نوع از استیل ها و قیمت بسیار مناسب باعث شده استفاده از آن ها جهت ساخت Stem بسیار کاربردی باشد.

عملگر:

گیت ولو ها عمدتاً به صورت دستی و با Handwheel باز و بسته می شوند.  در مواردی که سایز گیت ولو بزرگ است یا فشار نامی خط  زیاد هست و برای باز و بسته شدن به نیروی بسیار زیادی نیاز هست از گیربکس استفاده می کنند. گیت ولوهای گیر بکس دار عمدتاً از سایز 6 اینچ به بالا موجود می باشند. سرعت بازشدن شیر کشویی در بسیاری از نقاط سایت اهمیت بسزایی دارند. در این نقاط استفاده از شیر کشویی با عملگر برقی چرخشی توصیه شده است. از مهم ترین برندهای موتور برقی شیر کشویی می توان به عملگر AUMA اشاره کرد. عملگرهای AUMA با کدهای SA7.5، SA10  و … قابلیت نصب بر روی شیرهای کشویی موتور خور دارند.

در  هیدروتست گیت ولوها فشار تست شل SHELL، نباید از 1.5 برابر فشار کاری شیر کمتر باشد. به طور مثال کلاس 150 جهت هیدروتست شل تا 1.5 برابر فشار کاری شیر (26 بار) باید تست شود. همچنین گیت ولو کلاس 300 باید تا فشار 66 بار تست شوند. شل تست برای شیرآلات کشویی با متریال WCB، A105، LF2 و LF3 در جول زیر برای کلاس های مختلف قابل مشاهده است.

همچنین فشارهای مجاز تست شیرآلات کشویی با متریال های استنلس استیل CF8M، CF8، CF8C، 316، 304 برای کلاس های مختلف در جدول زیر مشخص شده است.

اقدامات لازم جهت انتخاب شیر کشویی

• تعیین کلاس کاری شیر کشویی

ابتدا باید فشار کاری خط لوله مورد نظر را مشخص کرد. به طور مثال خط لوله کلاس 150 هست یا 300 یا …

• سایزینگ شیر کشویی

سایز انتخابی شیرآلات کشویی عموماً با سایز خط لوله یکسان می باشد.

• انتخاب جنس بدنه شیرآلات کشویی

جنس بدنه شیرهای کشویی عموماً منطبق با جنس متریال خط لوله انتخاب می شوند. به طور مثال اگر خط لوله دارای متریالی از جنس لوله های A106Gr B باشند، شیرآلات انتخابی از جنس هایی مانند A216WCB، A216WCC، A105، LCB, LCC, LF2 و … انتخاب می شوند.

• انتخاب نوع شیر کشویی بر اساس نقشه PMI

نوع شیر کشویی Rising stem و Non rising stem و یا مدل Crygonic بر اساس این نقشه انتخاب می شود.

• انتخاب کانکش شیر کشویی

کانکشن شیر کشویی نیز با توجه به استانداردهای ASME B16.34 به صورت فلنجی، جوشی و دنده ای قابل انتخاب است.

استانداردهای مرتبط با شیرآلات کشویی

شیرآلات کشویی یا گیت ولوها بر اساس استانداردهای ANSI B16.34 و API600 و API 6D طراحی  و ساخته می شوند. استاندارد ASME B16.34 برای شیرآلات کشویی مواردی مانند کلاس کاری یا همان نمودار دما فشار، ابعاد قسمت های مختلف شیر کشویی، تلرانس های ابعادی طراحی شیرآلات گیت ولو، نیازمندی های تست های غیر مخرب، نکات مارکینگ شیرآلات کشویی و متریال را پوشش می دهد. استاندارد API 600 برای شیرآلات سایز DN25 و بالاتر و کلاس های 150 تا 2500 می باشد که دارای کانکشن های فلنجی و یا لب جوش هستند. استاندارد API 600 برای محدوده دمایی نهایتاً تا 538 درجه سانتیگراد می باشد. استاندارد شیرآلات کشویی کلاس 800 مدل API 602  هست که به صورت دنده ای و یا ساکت ولد ساخته می شوند.

به طور کلی، گیت ولو یا شیرآلات کشویی از پر کاربرد ترین مدل شیرآلات صنعتی هستند که در صنایع مختلف آب و فاضلاب، پتروشیمی، نفت و گاز و … مورد استفاده قرار گرفتند. قیمت مناسب این نوع از شیرآلات صنعتی در مقایسه با شیرآلات مشابه مانند شیر پروانه ای یا شیر توپی، استفاده از شیر کشویی در سایزهای بالا را مقرون به صرفه تر کرده است. ساخت شیرآلات کشویی با متریال های مختلف به صورت ریختگی نیز ارزان تر از شیرآلات گلاب ولو می باشد. به طور مثال ساخت شیرآلات آلیاژی WC6، WC9، MONEL، 4A، 5A، و … از نوع سوزنی مشابه آن ها بسیار ارزان تر هست. جهت استفاده از شیرآلات کشویی در سایزهای بالا حتماً باید از عملگرهای مکانیکی (گیربکس) و الکتریکی (الکتروموتور برقی) استفاده کرد.