شیر توپی فولادی چیست؟
شیرآلات بخشی از سیستم های لوله کشی صنعتی و پایپینگ هستند که وظیفه انتقال، قطع و وصل و تنظیم جریان سیال را بر عهده دارند. بسته به نوع کاربری سیستم و محیط کاری، انواع مختلفی از شیرآلات قابل استفاده هستند.
در واقع یک سیستم پایپینگ، در اکثر مواقع به صورت ترکیبی از چند شیر، ایجاد شده است که هرکدام وظیفه ای خاص را در سیستم بر عهده دارند. یکی از مهم ترین و پرکاربرد ترین شیرهای صنعتی مورد استفاده در سیستم های پایپینگ، شیرهای توپی فولادی و برنجی هستند.
شیر توپی فولادی به دلیل قیمت مناسب و قابلیت تنظیم جریان دقیق، یکی از محبوب ترین شیرهای صنعتی در سیستم های سیالاتی است.
ما در این مقاله سعی بر آن داریم که در مورد انواع شیرهای توپی، قابلیت ها، کاربردها و نحوه عملکرد آن به صورت مفصل تر صحبت کنیم، پس حتما تا پایان این پست با ما همراه باشید.
تعریف عمومی شیر توپی
شیر های توپی جزو شیر های چرخشی یک چهارم دور هستند، این بدان معناست که با چرخش 90 درجه ای عملگر، این شیر ها از حالت کاملا باز به حالت کاملا بسته، هدایت می شوند. شیر توپی برای تنظیم و قطع جریان سیالات، در سیستم های صنعتی، کاربرد گسترده دارند.
کاربرد شیر توپی فولادی در بهره‌مندی این شیرها از آلیاژهای مقاوم فولادین یا همان استنلس استیل است. این آلیاژها ضد خش، ضد ضربه با تحمل دمایی بالا هستند و می‌توانند جریان پرفشار سیالات حتی تحت تنش‌های سنگین را تحمل کنند.
موارد کاربرد شیر توپی فولادی برای صنایع پتروشیمی و عبور سیالات مختلف شیمیایی خصوصاً سیالات اسیدی، صنایع نفت و گاز برای عبور سیالات تحت فشار و همچنین برای سیالات بهداشتی به علت مقاومت در برابر شرایط میکروبی شدن متداول است.
انواع شیر های توپی
همانطور که گفته شد، پارامترهای تاثیر گذاری مانند نوع سیال و محیط کاری، می توان از شیر های توپی مختلفی استفاده نمود. بنابراین شیرهای توپی را می توان بر اساس مولفه های مختلفی، دسته بندی کرد. یکی از مهم ترین این مولفه ها، جنس شیرهای توپی است که به طور مستقیم در انتخاب Ball Valve مناسب، تاثیر گذار است.
شیر های توپی فولادی، پر کاربردترین نوع شیر های توپی است که به دلیل ساختار مستحکم و مقاوم، مقاومتی عالی در برابر خوردگی و محیط های کاری خشن دارند و توانایی خوبی در برابر فشار و دماهای بالا، ارائه می کنند.
از جمله جنس های مختلف شیر های فولادی می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- استنلس استیل
- فولاد کربنی
- فولاد آلیاژی
نوع دیگر شیرهای توپی نوع برنجی و پلیمری است که نسبت به شیرهای توپی فولادی مقاومت کمتری در برابر خوردگی و سایش دارند و برای صنایع سبک تر مورد استفاده قرار می گیرند. غیر از جنس، شیرهای توپی را می توان بر اساس پارامترهای دیگری همچون نوع بدنه، فشار کاری، نوع اتصالات، نوع عملگر و سیستم مهار گوی نیز تقسیم بندی کرد.
شیر توپی فولادی چه کاربردی دارد؟
شیرهای توپی فولادی یا بال ولو فولادی، جزو پر استفاده ترین شیر های صنعتی در سیستم های پایپینگ هستند. از سیستم های لوله کشی خانگی گرفته تا سیستم های صنعتی سنگین، شیر توپی فولادی کاربرد گسترده دارند و بنابر نوع سیال مورد استفاده برای انتقال، محیط کاری و بسیاری از پارامترهای تاثیر گذار دیگر، انواع مختلفی دارند.
از نگاه کاربردی با یک خانواده از شیرهای کاملاً متداول در فضاهای ساختمانی و صنعتی سروکار داریم. شیرهای توپی در سایزهای گوناگون از شیرها با ظرفیت کوچک تا شیرهایی با قابلیت عبور دبی‌های سنگین و پرفشار طراحی شده‌اند.
الگوی طراحی شیرهای توپی به شکلی است که آب‌بند کردن آنها را ساده و کامل می‌کند. لذا عملاً از بهترین شیرها برای قطع و وصل سیالات گازی هستند. بال ولو گازی در مدل‌های ساختمانی و صنعتی برجسته‌ترین نمونه با کاربرد کنترل سیالات گازی است که در تیپ‌های عملگر دستی و اتوماتیک طراحی شده‌اند.
در عین حال کاربرد شیر توپی فولادی برای کنترل دبی و یا قطع و وصل جریان سیالات نفتی، صنایع گاز و پتروشیمی، صنایع غذایی، دیگ بخار، قطع و وصل جریان هوای فشرده صنعتی و … متداول است.
مکانیزم عملکرد شیر های توپی فولادی
پیش تر اشاره شد که شیر های توپی جزو دریچه های یک چهارم دور هستند و با شیرهای پروانه ای و سماوری از این نظر در یک خانواده قرار می گیرد. مکانیزم عملکرد شیر های توپی فولادی بر اساس چرخش گوی فولادی شیر است که به وسیه ساقه به عملگر شیر متصل شده اند.
با چرخش عملگر، ساقه شیر، گوی متصل شده را می چرخاند و مسیر جریان سیال را باز یا مسدود می کند. همچنین اتصال دو سر این شیر ها می تواند به صورت های فلنجی، جوشی یا رزوه ای باشد.
بخش عبور سیال این شیرها یک حفره در مرکز گوی متحرک شیر است و این گوی نیز در داخل پوسته کروی شیر با قابلیت آب‌بندی کامل قرار دارد. شیر توپی فولادی را با توجه به نوع سیال در اندازه‌های گوناگون با طراحی گوی در سایزهای متفاوت ساخته می شود.
وقتی اهرم عملگر ۹۰ درجه شیر جابه‌جا میشود، گوی داخل پوسته نیز حول محور خود چرخیده و مسیر عبور سیال را کاملاً باز و یا کاملاً بسته می‌کند. در شرایط کاملاً باز مجرای داخل گوی در مقابل مسیر جریان قرار دارد؛ اما در شرایط کاملاً بسته بخش یکدست فلزی گوی مجرای عبور سیال را به طور کامل مسدود می‌کند. شیر توپی فلنچی برای طراحی در سایزهای بزرگ و مدل‌های جوشی و رزوه‌ای در سایزهای کوچک ساخته شده‌اند.
مزایای شیر توپی فولادی چیست؟
یکی از بزرگترین مزیت های شیر توپی فولادی، ساختار مستحکم آنهاست که این شیر ها را برای استفاده در محیط های کاری خشن و تحت فشار، مناسب می سازد.
شیر توپی فولادی نسبت به نمونه شیر های توپی دیگر از مقاومت به خوردگی بالاتری برخوردار هستند و مقاومت بالاتری نسبت به شوک های حرارتی دارند که از ایجاد ترک در آنها بر اثر تغییرات شدید دمایی، محافظت می کند.
از نگاه عملیاتی و در صورت انتخاب مناسب شیرهای توپی در فرآیندها، مزایای این شیرها به قرار زیر است:
- عملکردی ساده‌ای دارند که با چرخش ۹۰ درجه عملگر مسیر عبور سیال را کاملاً باز و یا کاملاً بسته می‌کنند.
- از آنجا که حفره‌ی میانی داخل گوی یک مسیر کاملا باز هم اندازه قطر لوله است، لذا عملاً در حالت کاملاً باز هیچ مانعی در مسیر عبور سیال وجود ندارد. به این ترتیب تلاطمی و یا افت فشاری در سیال ایجاد نمی‌شود.
- این شیرآلات از قابلیت آب‌بندی کامل برخوردار هستند. تا جاییکه بال ولو گازی به شکل تخصصی برای کنترل دبی سیالات گازی با آب‌بندی کامل طراحی شده است.
- کمترین تأثیری از شرایط شیمیایی سیال دارند.
با وجود تمامی این مزایا شیر توپی فولادی محدودیت‌هایی نیز دارد که در ادامه به آنها اشاره می‌کنیم.
معایب یا محدودیت‌های انواع شیر توپی فولادی
- این شیرها معمولاً در سایزهای کوچک طراحی می‌شوند. به علت بهره‌مندی از متریال زیاد ساخت گوی در سایزهای بزرگ قیمت شیر توپی فولادی بسیار افزایش پیدا می‌کند.
- مناسب عبور سیالات خیلی چگال و یا سیالات با ذرات معلق نیستند.
- در صورت آسیب بال ولو مانند تهاجم و تنش‌های پی‌درپی عبور سیال، احتمال خراش برداشتن و یا سوراخ شدن سطح گوی شیر زیاد است. در این صورت شیر عملکرد بهینه خود را از دست می‌دهد.
- برای کنترل دبی سیالات پرفشار مناسب نیستند و عموما برای قطع و وصل عبور سیال کارایی دارند. در صورت بهره‌برداری برای کنترل دبی باعث ایجاد تلاطم حین عبور سیال می‌شوند.
مشخصات فنی شیر توپی فولادی
شیرهای توپی در سایزهای مختلف و با قابلیت‌های متفاوت کاربردی اساس طراحی یکسانی دارند که متکی بر چرخش ۹۰ درجه گوی شیر برای باز و بسته شدن مسیر عبور سیال است. به این ترتیب با توجه به روش طراحی یکسان مشخصات فنی انواع این شیرها کم و بیش یکسان بررسی میشود. مؤلفه‌های کلیدی برای تحلیل و بررسی مشخصات فنی شیر توپی فولادی به قرار زیر است:
- سایز بدنه و سایز مجرای عبور سیال شیر
- نوع طراحی بدنه به شکل یک یا دو تکه
- نوع طراحی اتصال شیر به شکل شیر توپی فلنچی یا جوشی و رزوه‌ای
- کلاس طراحی فشار قابل تحمل شیر
- متریال بدنه و کلاهک بدنه شیر
- جنس ساقه و توپی شیر
- جنس مهره‌های کلاهک
- و…
توجه کنید که تمامی مؤلفه‌های فنی ذکر شده در انواع این شیرها متفاوت هستند؛ اما همگی آنها براساس استانداردهای بین‌المللی مانند استانداردهای DIN و یا Kitz و… طراحی می‌شوند.
اجزای تشکیل دهنده شیر های توپی فولادی
یک شیر توپی فولادی از اجزای مختلف و متنوعی تشکیل شده است که از اصلی ترین آنها می توان به بدنه شیر، ساقه، آب بند، گوی و نشیمن گاه آن، اشاره نمود. هر چند اکثر شیر های توپی از اجزای بیشتری نسبت به موارد گفته شده استفاده می کنند، ولی تمامی شیر های توپی در دارا بودن اجزای ذکر شده، مشترک هستند.
در شکل زیر به صورت شماتیک، اجزای مختلف یک شیر توپی فولادی، مشخص شده است:
1) ساقه شیر توپی فولادی
2) واشر های آب بندی
3) بدنه شیر توپی فولادی
4)گوی توپی
5) نشیمن گاه بال ولو
خرید بهترین شیر توپی فولادی از فروشگاه تخصصی اینرژی
قیمت شیر توپی فولادی با توجه به مؤلفه‌های گوناگون از جمله سایز بدنه، متریال ساخت بدنه و توپی، مکانیزم طراحی ساقه و البته نوع عملگر شیر و قابلیت‌های آب‌بندی آن محاسبه میشود. در عین حال نام برند سازنده و بهره‌مندی از استانداردهای روز دنیا در قیمت شیر توپی فولادی تاثیر گذار است. برای خرید و بررسی لیست قیمت شیر بال ولو در سایزهای گوناگون می توانید از خدمات فروش آنلاین سایت اینرژی بهرمند شوید.
فروشگاه اینترنتی اینرژی همواره در تلاش است با گردآوری بهترین شیر های توپی (Ball Valve) موجود در بازار، فرصت مناسبی را برای ارائه بهترین شیر های توپی به مشتریان، ایجاد کند.
همراهان اینرژی می توانند برای کسب اطلاعات بیشتر، با کارشناسان اینرژی به صورت مستقیم در تماس باشند.
سلام خسته نباشید یکی از بزرگترین مزیت های شیر توپی فولادی چیه؟ممنون از راهنمایی شما
با سلام و خسته نباشید ..دلیل پر کاربرد بودن شیرهای توپی فولادی چیه؟