نحوه کار و تنظیم شیر اطمینان
يكی از تجهيزات ايمنی در صنعت تأسیسات، شیر اطمینان فشار است و تنظیم شیر اطمینان از اهمیت بالایی بر خوردار است. چرا كه مانع بالا رفتن بیش از حد فشار لوله ها، شيرآلات، مخازن تحت فشار و… بيش از فشار طراحی شده مي شود. شير های اطمينان یا شیر ایمنی به وسیله آزاد كردن مقداری از سيال به درون خطوط عمليات، ایمن‌سازی را انجام ميدهند.
شير های فشار در قسمت هایی که حداكثر فشار كاری به وجود می‌آیند نصب می‌گردند. تعریف شیر اطمینان یا سوپاپ اطمینان طبق استاندارد DIN3320 و BS 6759 عبارت است از شیری که بطور خودکار سبب تخلیۀ مقدار مشخصی از سیال شود تا از افزایش فشار، بیش از مقدار تعیین شده جلوگیری کند.
همچنین پس از بازگشت فشار به حالت طبیعی، بسته شود و از خروج بیشتر سیال جلوگیری کند. لازم به ذکر است که فشار بیش از حد در شرایط مختلف مانند عدم تعادل در میزان دبی به دلیل باز و بسته شدن سهوی شیر های ایزوله در مجراها، خرابی سیستم خنک‌کننده، قرار گرفتن در معرض آتش سوزی، خرابی لوله مبدل حرارتی، تغییر دمای محیط و… رخ میدهد.
این شیرها دارای یک محفظه تخلیه تحت تأثیر سوپاپ فنری قدرتمندی هستند. برای تنظیم شیر اطمینان نیز از مقدار قدرت همین فنر در عملکرد حین فشارهای بحرانی استفاده می‌کنند.
در انواع این شیرها اهرم‌هایی برای تنظیم شیر پیش بینی شده است که با استفاده از آنها می‌توانیم مقدار قدرت فنر در باز و بسته کردن دریچه تخلیه شیر را جابجا کنیم. در این مطلب از گروه اینرژی نکته‌هایی جامع از روش تنظیم شیر اطمینان را بررسی خواهیم کرد.
تست و تنظیم شیر اطمینان
درست عمل نکردن شیر های اطمینان می‌تواند باعث افزایش بیش از حد فشار در انواع تجهیزات و پایپینگ گردد. بدیهی است که یکی از بهترین راهکارهایی که می‌تواند عملکرد صحیح شیر را در موقعیت‌های بحرانی تضمین نماید انجام تست شیر های اطمینان است.
در اکثر موارد، تست شیر های اطمینان به نوعی شبیه سازی شرایط بحرانی است. یعنی روی میز مخصوصی شیر توسط بست‌های محکم بسته میشود و از ناحیه نازل ورودی آن، فشار گاز یا مایع بر زیر دیسکش وارد می‌گردد.
فشار وارد شده بطور مرتب از طریق فشار سنج ها بر روی میز مخصوص، پایش و اندازه‌گیری میشود.
نهایتاً می‌توان مشاهده کرد که شیر در چه فشاری باز میشود و فشار دیسک خود را رها می‌سازد. برای دستیابی به نتایج بهتر و واقعی تر توصیه میشود که شیر اطمینان توسط سیال واسطه‌ای که ماهیتاً شبیه سیال عملیاتی است تست شود، در واقع آن دسته از شیرهای اطمینان که بر ورودی مسیر گاز یا بخار یا هوای فشرده نصب می‌شوند را با گاز تست می‌کنند و شیرهای اطمینان که بر روی مسیر مایع نصب می‌شوند را با مایع تست می‌کنند.
از طرفی روش تست انواع شیرها از مدل‌های شیر ایمنی سطحی تا شیر اطمینان فلنچی چندان تفاوتی با یکدیگر ندارند و در هر صورت لازم است تا شیر تحت تأثیر فشار بالای سیال عملیاتی قرار بگیرد. گاهاً نمی‌توانیم عیناً شرایط موجود در سایت را شبیه‌سازی کنیم. در این صورت برای تنظیم شیر اطمینان از سیال‌های گازی و یا مایعات با درجه گرانروی و یا وزن حجمی یکسان با سیال عملیاتی استفاده می‌کنند.
مراحل تست فشار و تنظیم شیر اطمینان:
طی شدن دقیق پروسه تنظیم شیر اطمینان از اهمیت بالایی برخوردار است. در غیر این صورت نتایج آزمایش دقت کافی را ندارد و نمی‌توان از شیر با تنظیم انجام شده به درستی در شرایط عملیاتی استفاده کرد. سیالات در فرایندهای صنعتی ماهیت فیزیکی و شیمیایی خاصی دارند.
این سیالات عموماً تحت فشار عملیاتی بالایی قرار می‌گیرند که در صورت عدم توجه به دقت مراحل تست فشار و تنظیم شیر اطمینان ممکن است منجر به اختلال گسترده در سیستم شود. به منظور تنظیم شیر اطمینان و انجام مراحل تست فشار آن؛ برای شروع باید شیر اطمینان خود را به یک فشار سنج و یک منبع فشار خارجی وصل کنید.
سپس مراحل زیر را به ترتیب انجام دهید:
- مرحله 1: قبل از شروع آزمایش، فشار تنظیم شده شیر اطمینان را تعیین کنید. هر شیر اطمینان دارای یک فشار تنظیمی است که روی برچسب پرچ شده روی بدنه حک شده است. مطمئن شوید که گیجی (فشارسنج) که استفاده می‌کنید دارای محدوده اندازه‌گیری صحیحی است که فشار تنظیم شده را تطبیق دهد. از طرفی گیج انتخاب شده باید با خصوصیات سیال تحت آزمایش سازگار باشد. در عین حال لازم است تا از اتصال ایمن و عاری از نشت گیج بر روی شیر اطمینان سطحی یا فلنچی اطمینان داشته باشید تا در حین تست فشار با مشکلاتی مانند نشتی سیال تحت فشار مواجه نشوید.
- مرحله 2: از منبع فشار خارجی خود، فشار را تا زمان باز شدن شیر اطمینان اعمال کنید. عدد فشار مشاهده شده در لحظه باز شدن شیر اطمینان را ثبت کنید.
- این عدد مقدار فشار عملیاتی مقدماتی است و قاعدتاً با مقدار مورد نظر شما در داخل فرایند تفاوت محسوسی دارد. از طرفی ممکن است با مقدار فشاری بالاتر و یا خیلی پایین‌تر از مقدار ایده‌آل فرایند مواجه شوید.
- دقت کنید که فشار خط پس از تخلیه شیر اطمینان تا مقدار محسوسی افت پیدا کرده است؛ اما ممکن است لزوماً در محدوده فشار عملکرد مجدد شیر برای بسته شدن دائمی قرار نداشته باشد. در شرایط عملیاتی به هر دو مقدار تنظیم شده از محدوده‌ی عملکرد تخلیه شیر اطمینان و بسته شدن مجدد آن نیاز داریم.
- دقت کنید که روش تنظیم شیر اطمینان یک پروسه آزمون وخطایی نیست. بلکه یک پروسه تنظیم تدریجی است. یعنی لزوماً قرار نیست که پس از طی شدن هر پروسه تخلیه شیر، مراتب درست بودن یا غلط بودن اطلاعات را بررسی کنید. بلکه باید در هر مرحله برای رسیدن به مقدار تنظیمی دقیق‌تر با عملکرد در محدوده صحیح‌تر اقدام کنید.
- مرحله 3: جریان فشار را به آرامی کاهش دهید و نقطه فشاری که در آن شیر اطمینان بسته میشود را ثبت کنید.
- مرحله 4: این آزمایش را چندین بار تکرار کنید (حداقل سه بار) و تمام فشارهای خوانده شده را برای تایید ثبت کنید.
نکات تکمیلی تست و تنظیم شیر اطمینان
در صورتی که شیر در فشار مورد نظر باز نشود، با تنظیم مهره‌ی مخصوص فشار فنر بالای نشیمنگاه و انجام مجدد تست، می‌توان شیر را در فشار مورد نظر تنظیم کرد. تنظیم مناسب نقطه عملکرد و باز شدن شیر اطمینان ضروری است.
این نقطه نباید بیش از محدوده فشار کارکرد ایمن تجهیزات باشد.
از طرفی باید به خاطر داشت فشار آزاد سازی برای تنظیم شیر اطمینان روی فشار کمتر از محدوده فشار کارکرد ایمن تجهیزات هیچ مزیتی به همراه نخواهد داشت و تنها باعث افزایش احتمالی دفعات باز شدن شیر اطمینان و فرسوده شدن آن خواهد شد.
باید دقت داشت که در صورت عدم توانایی شیر در خروج سیال به‌اندازه کافی، فشار مخزن همچنان بالا می‌رود که در اصطلاح علم مکانیک سیالات دریچه شیر به حالت خفگی میرسد.
در گواهینامه کالیبراسیون یک شیر اطمینان نقطه تنظیم شیر اطمینان، بیشینه فشار ورودی شیر اطمینان (POP) و فشاری که دریچه شیر مجدداً بسته میشود (Back Pressure) است. نقطه POP حالتی است که شیر عمل میکند و دریچه شیر ایمنی کاملاً باز می شود و بیشترین میزان سیال طراحی شیر اطمینان از دریچه آن عبور می کند.
مقدار Back Pressure نیز فشاری است که در آن دریچه شیر مجدداً بسته و اجازه عبور جریان و عبور جریان متوقف میشود. درصورتی‌که مقادیر POP و BACK مورد نیاز در سیستم مشخص نشده باشند، این مقادیر به ترتیب 10درصد بالاتر و پایین تر از نقطه تنظیم در نظر گرفته می‌شوند.
متغیرها و مؤلفه‌های کلیدی در تنظیم شیر اطمینان
برای طی شدن پروسه تنظیم شیر اطمینان نیاز به بررسی برخی متغیرها و مؤلفه‌ها دارید. تمامی این متغیرها اطلاعات فنی و دقیقی هستند که به شما برای رسیدن به نقطه‌ی تخلیه دقیق و همچنین محدوده بسته شدن مناسب شیر کمک می‌کنند. این مؤلفه‌ها و متغیرها به قرار زیر هستند:
- مقدار Over Pressure: به هر مقدار افزایش فشار بالاتر از فشار تنظیمی شیر اطمینان گفته میشود. شیر اطمینان با رسیدن به این محدوده قطعاً در حالت کاملاً باز قرار گرفته و سیال تحت فشار بحرانی را تخلیه میکند. این محدوده در حدود ۱۰ الی ۲۰ درصد بالاتر از مقدار رنج تنظیم شیر اطمینان است.
- مقدار Blow Down: محدوده فشار کمتر از مقدار فشار تنظیم شده شیر اطمینان است که پس از تخلیه و با افت فشار خط تا این مقدار شیر در حالت کاملاً بسته قرار می‌گیرد.
برای مراحل تست فشار انواع شیر ایمنی به هر دو مقدار قید شده نیاز داریم تا بتوانیم محدوده عملکرد بهینه شیر را پیدا کنیم. در این میان برخی دیگر از مولفه‌ها حضور دارند. از قبیل:
- فشار کار عادی (Maximum Working Pressure) که سطح فشار عملیاتی سیستم است.
- بیشینه فشار کار مجاز (Maximum Allowable Working Pressure) که حداکثر فشار مجاز سیستم در مرز عملکرد شیر اطمینان است.
- بیشینه فشار مجاز انباشته شده (Maximum Allowable Accumulation Pressure) که یک معیار برای معرفی حداکثر فشار قابل دستیابی در سیستم فرایندی است.
- مقدار Set Pressure که مقدار فشاری است که در آن شیر اطمینان شروع به باز شدن میکند.
برای انجام تست فشار به جهت تنظیم شیر اطمینان به ثبت اطلاعات دقیق از تمامی این مؤلفه‌ها نیاز دارید.
اصول کلیدی مراحل تنظیم شیر اطمینان
با فرض رعایت تمامی نکات و در نظر گرفتن تمامی متغیرها برای تنظیم شیر اطمینان، رعایت دو اصل کلیدی الزامی است:
- اصل اول: لازم است تا فشار آزادسازی شیر اطمینان را به اندازه‌ی کافی پایین در نظر بگیرید تا از پدیده مخرب ماکزیمم فشار مجاز انباشته شده جلوگیری شود.
- اصل دوم: لازم است تا فشار تنظیم شده به جهت تخلیه سیستم آن‌قدر بالا باشد که با فشار کار عادی فرایند تداخل نداشته باشد. در این صورت مطمئن هستیم که حضور شیر صرفاً جهت امنیت سیستم فرایندی است و تداخلی در مسیر عادی فعالیت فرآیند ندارد.
نتیجه گیری در مورد تنظیم شیر اطمینان
در جهت تنظیم شیر اطمینان، متوجه شدیم که شیر اطمینان وسیله ای است که برای جلوگیری از فشار بیش از حد در کارخانه ها مورد استفاده قرار می گیرد. سوپاپ اطمینان با فعال شدن و خارج کردن بخشی از سیال در هنگام رسیدن به حداکثر فشار از پیش تعیین شده عمل میکند که در نتیجه فشار اضافی را به روشی ایمن کاهش میدهد.
تنظیم شیر اطمینان برای رسیدن به محدوده‌ی عملکرد مفید این شیرها در تخلیه هدفمند قبل از فشار بحرانی و بسته شدن به موقع در فشارهای کمتر از فشار نرمال سیستم است. اما در این باره وقتی توانمند هستید که از شیر اطمینان مناسب با ظرفیت کافی تهیه کرده باشید.
لذا مهمترین نکته خرید Safety Valve در رنج فشار مناسب آن‌هم در محدوده فشار عملیاتی سیستم شما است. از طرفی قیمت Safety Valve کاملاً وابسته به همین رنج عملیاتی آنها محاسبه میشود.
با افزایش 0.1 بار حاشیه قطع، فشار تنظیم سوپاپ باید 10% بیشتر از 6.4 بار باشد. در این مثال اینگونه بیان می شود که فشار تنظیم شده شیر اطمینان تایید شده است. پس با توجه به موارد گفته شده فشار تنظیم شده ی شیر به عنوان 7.11 بار انتخاب می شود ولی به شرط اینکه از (MAWP) سیستم محافظت شده تجاوز نکند.
در هر صورت توصیه می‌کنیم که در همان قدم ابتدایی طراحی سیستم با در نظر گرفتن مقدار دقیق رنج فشار عملیاتی، نوع سیال عملیاتی و حداکثر مقدار مجاز و شرایط بحرانی برای خرید Safety Valve اقدام کنید. برای این منظور و به جهت بررسی لیست قیمت Safety Valve می‌توانید از خدمات تخصصی فروش آنلاین سایت اینرژی بهره‌مند شوید.
سلام وقت بخیر آیا ب صورت حضوری هم میتون از محصولات بی نظیرتون خرید کرد؟ممنونم میشم راهنمایی کنید
سلام وقت بخیر.اگر در هنگام خروج سیال،شیر توانایی کافی را نداشته باشد چه اتفاقی می افتد؟
باید طبق سیال وفشار که دستگاه شما تولید خواهد کرد وفشار که به آن نیاز دارید مثل دیگه بخار مصرفی بیمارستان ها که به فشاری حداقل به ۵ الی ۶ بار نیاز است که شیر اطمینان که برای دستگاه خریداری میشود باید حداقل توان فشار ۱۰ بار داشته باشد وتنظیم شیر هم به ۷ یا ۸ بار تنظیم میشود که در صورت افزایش فشار در ۷بتر باز شود که فشار اضافه زیادی در دستگاه ذخیره نشود