شیر ساچمه ای (کروی) Globe Valve یک شیر با حرکت خطی است که برای قطع و وصل و تنظیم جریان به کار میرود. در این شیر دیسک میتواند کاملاً از جلوی جریان کنار رفته و هیچ تماسی با آن نداشته باشد و یا اینکه به طور کامل جریان سیال را مسدود کند. در حقیت اصل اساسی کارکرد شیر های ساچمه ای حرکت عمودی دیسک فوق نشیمنگاه است. هنگام بسته شدن شیر ساچمه ای، دیسک به تدریج جلوی نشیمنگاه را میگیرد و جریان را به مرور کاهش میدهد که همین امر باعث میشود تا از این شیر برای تنظیم جریان استفاده شود. نشیمنگاه شیرهای ساچمه ای ممکن است به دو حالت باشد که یا با بدنهی شیر بصورت یکپارچه بوده و یا داخل بدنهی شیر پیچ میشود.
در مقایسه با شیر دروازه ای، یک شیر ساچمه ای عموماً آب بندی بهتری داشته و نشتی کمتری دارد. شیر های ساچمه ای را میتوان طوری تنظیم کرد که دیسک این شیرها در خلاف جهت یا همان جهت حرکت جریان سیال بسته گردد. زمانی که دیسک در خلاف جهت جریان سیال بسته میشود، انرژی جنبشی سیال به باز شدن شیر کمک کرده و مانع از بسته شدن شیر میشود. و برعکس زمانی که شیر در جهت جریان سیال بسته میشود، انرژی جنبشی سیال به بسته شدن شیر کمک کرده و مانع از باز شدن آن میشود. درحالتی که بخواهیم سرعت بسته شدن جریان بالا باشد، حالت دوم ترجیح داده میشود.
انواع شیر ساچمه ای (Globe Valves Types)
شیر کروی یا Globe Valve از لحاظ شکل بدنه و نوع دیسک دارای انواع مختلفی هستند که هرکدام بنا به عملکرد خاصشان در کاربردهای مختلف استفاده میشوند.
انواع شیر ساچمه ای از لحاظ شکل بدنه
نوع Z-Body
این نوع از شیر ساچمه ای بیشتر برای سیال آب استفاده میشود و ساده ترین و پرکاربرد ترین نوع شیر های ساچمه ای میباشد. در این نوع از شیر یک دیافراگم Z شکل در طول بدنه ای کروی، نشیمنگاه را در بر میگیرد. افقی قرار گرفتن نشیمنگاه در این نوع شیر، به استم و دیسک اجازه میدهد تا با زاویه ای مناسب نسبت به محور لوله حرکت کنند. استم از بانت (Bonnet) که با دریچه ای بزرگ بالای بدنهی شیر نصب شده است، عبور میکند که این امر یک ساختار متقارن ایجاد کرده و تولید، نصب و تعمیرات شیر را ساده تر میکند.
نوع Y-Body
شیر ساچمه ایی Y-Body نوعی اصلاح شده از شیر ساچمه ای است که برای کاهش افت فشار ذاتی شیرهای ساچمه ای طراحی شده است. نشیمنگاه و استم (Stem) در این شیر زاویه ای حدود 45˚ باهم دارند. این زاویه سبب جریان قوی تری هنگام باز بودن شیر شده و مقاومت استم، بانت (Bonnet) و آب بندی شیر را در برابر فشار جریان بیشتر میکند.
شیر های ساچمه ای Y-Body بهترین انتخاب برای جریانات با فشار بالا میباشند. در سایزهای کوچک و برای جریان های متناوب، افت فشار در مقایسه با جریانات قوی و پرفشار مسألهی مهمی نیست. بنابراین عبور جریان از شیرهای ساچمه ای Y-Body با سایز کوچک، به سادگی شیرهای بزرگتر نیست.
نوع Angle Valve
شیر ساچمه ای Angle Valve مدلی اصلاح شده از شیرهای ساچمه ای است. دیافراگم این شیر با داشتن زاویه های مناسب میتواند یک صفحهی صاف ساده باشد. در این شیر سیال قادر است با یک چرخش 90˚ وارد شده و به صورت متقارن تر از دیگر شیرهای ساچمه ای از قسمت پایین خارج شود. از مزایای شیر های ساچمه ای Angle Valve این است که میتواند هم به عنوان شیر و هم به عنوان زانویی لوله در سیستم عمل کند. برای شرایط متوسط فشاری، دمایی و دبی این شیرها تفاوت چندانی با دیگر شیرهای ساچمه ای ندارند اما شرایط تخلیهی شیرهای ساچمه ای Angle Valve برای سیالات با سرعت بالا و سیالات خورنده مناسب میباشد.
انواع شیر ساچمه ای از لحاظ شکل دیسک
شیر ساچمه ای با دیسک توپی شکل (Ball Disc Globe Valve)
دیسک توپی شکل بر روی سطح صاف مخروطی شکل نشیمنگاه جای میگیرد. دیسک توپی شکل در درجهی اول در سیستم های با دما وفشار پایین استفاده میشود. این نوع از شیر قادر به تنظیم جریان است اما استفاده از آن برای قطع و وصل کامل جریان ترجیح داده میشود.
شیر ساچمه ای با دیسک مخروطی (Plug Disc Globe valve)
به دلیل نوع ساختار دیسک، این نوع از شیرها نسبت به دو نوع دیسک توپی و دیسک ترکیبی برای تنظیم دبی جریان مناسب تر هستند. این نوع از دیسک در شکل های مختلفی موجود هستند اما به طور کلی همهی آنها بلند و مخروطی شکل هستند.
شیر ساچمه ای با دیسک ترکیبی (Composition Disc Globe Valve)
این نوع از شیرها از یک واشر محکم و غیر فلزی روی دیسک استفاده میکنند تا آب بندی بهتر و محکم تری را برای شیر فراهم کند. شیر ساچمه ای با دیسک ترکیبی معمولاً برای جریان های با فشار و دمای بالا استفاده میشود. این شیرها همچنین دارای دیسک نسبتاً منعطفی هستند و در برابر فرسایش و خوردگی مقاومت بالایی دارند و در صورت هرگونه خرابی میتوان دیسک آنها را تعویض نمود.
معایب شیر ساچمه ای
شیر ساچمه ای یا Globe Valve همچنین معایبی هم دارند. مهمترین کاستی این شیرها افت فشار زیاد در اثر دو یا چند چرخش و تغییر زاویه در جریان است. انسداد و ناپیوستگی در مسیر جریان باعث افت هد میشود و همچنین این تغییر جهت در جریان سبب ایجاد اغتشاش در سیال و تولید سروصدا میگردد. در یک جریان پرفشار ایجاد تغییرات دینامیکی در جریان مانند موانع، ضربه ها و افت فشار میتواند باعث آسیب جدی به تجهیزاتی چون استم (Stem)، نشیمنگاه (Seat) و عملگر (Actuator) شود. از بین شیرآلات شیر های ساچمه ای بزرگ برای جریانات پرفشار بسیار مورد استفاده هستند.
از دیگر معایب شیر های ساچمه ای میتوان به لزوم بزرگ بودن دهانه برای مونتاژ دیسک، داشتن وزنی به مراتب سنگین تر نسبت به شیرهای دیگر با همین نرخ جریان و قرار گرفتن برامدگی دیسک روی استم اشاره کرد.
جدول استاندارد ها
API 602 (DN20-DN40) , BS 1873 (DN50-DN150) , API 602 , ASME B16.34 , |
استانداردها |
---|---|
40-600 mm | قطر شیر |
ASME B16.34 Up to 100 bar | فشار کاری |
ASME B16.34 تا حدود 400˚C | دمای کاری |
Face To Face ASME/ANSI B16.10 Flange End ASME/ANSI B16.5 & B16.47 Butt Weld End ASME/ANSI B16.25 Flanges drilled ANSI 300(DN20-DN150) |
اتصال |
API 598 , API 6D | استاندارد بازرسی |
Carbon Steel: ASTM A216 WCB , ASTM A352 LCB , ASTM A217 WC6 , ASTM A217 WC9 , ASTM A217 C5 , ASTM A217 C12 , ASTM A351 CF8(M) , ASTM A351 CF3(M) , EN-GJL-250 JL1040 , EN-GJS-400-18-LT JS1025 |
بدنه شیر Body |
ASTM A216 WCB + 13CR ASTM A352 LCB + 13CR ASTM A217 WC6 +13CR ASTM A217 WC9 + 13CR ASTM A217 C5 + 13CR ASTM A217 C12 + 13CR ASTM A351 CF8(M) ASTM A351 CF3(M) |
دیسک Disk |
ASTM A182 F6 , ASTM A182 F304 , ASTM A182 F6 ASTM A182 F304/ F316 ASTM A182 F304L/ F316L |
استم Stem |
ASTM A 105 + STL , ASTM A 182 F316L + STL , ASTM A276 410 , ASTM A276 F304 , ASTM A276 410 , ASTM A182 F304/ F316 , ASTM A182 F304L/ F316L |
نشیمنگاه Seat |
SS304 + Graphite PTFE , SS316 + Graphite | اب بندی Packing |
جمع بندی
شیر ساچمه ای (کروی) Globe Valve از جمله شیرهای پرکاربرد در صنعت میباشد و بسیاری از شیرهای ایمنی و شیرهای شناخته شده در حقیقت زیر مجموعهی شیرهای ساچمه ای هستند. این شیرها توسط برندهای مختلف و با جنس های مختلفی تولید میشوند و در صنایع فرایندی و آب و فاضلاب مورد استفاده هستند.
از برند های معروف در زمینهی تولید و فروش شیر های ساچمه ای میتوان به شرکت ایتالیایی OMB، شرکت آلمانی KSB، شرکت چینی Neway و شرکت اسپانیایی Babcock اشاره کرد.
جهت انتخاب شیر های ساچمه ای مناسب برای یک سیستم باید به یکسری نکات مهم توجه کرد. در صورتی که جریان ما پرفشار باشد برای ایجاد افت هد کمتر بهتر است از شیرهای ساچمه ای نوع Y-Body استفاده کرد و برای سیالات پر سرعت و خورنده شیر های ساچمه ای نوع Angle Valve بهتر است.
برای تنظیم دبی جریان استفاده از شیرهای با دیسک مخروطی توصیه میشود و در صورت داشتن جریان با دما و فشار بالا استفاده از شیر ساچمه ای با دیسک ترکیبی (Globe Valve Seat and Disk) بهتر است.
سلام مهمترین کاستی شیر ساچمه ای چه چیزی میباشد؟با تشکر فراوان
با سلام و عرض احترام…نشیمنگاه و استم (Stem) در شیر زاویه ای به چه شکلی می باشد؟
جدول استانداردهایی که در متن مقاله گذاشتهاید بسیار جالب و مفید بود. خدا قوت
شریفی عزیز ممنون که نظرتون رو با ما در میان گذاشتید.
شریفی عزیز ممنون از همراهیتون با اینرژی