عمل اصلی شیر دروازه ای یا همان شیر کشویی در حقیقت قطع کامل و یا ایجاد ارتباط بین دو جریان سیال می باشد. این بدان معناست که این نوع شیرها یا بایستی کاملا بسته باشند، یا کاملا باز و در واقع به صورت نیمه باز نمی توان از آنها استفاده کرد. همان طور که از نام این شیر مشخص است به کمک دروازه ای که در مسیر حرکت سیال قابل تغییر مکان دادن می باشد عمل می نماید؛ این دروازه به صورت عمودی در مسیر جریان حرکت کرده ودر موارد لزوم جریان را قطع و یا بر قرار می کند. در شیرهای دروازه ای معمولا اتصال شیر و لوله به وسیله فلنج است. در این مقاله از پیکاتک به بررسی شیر کشویی فلنج دار می پردازیم.
فلنج چیست ؟
فلنج ها (flange) یکی از اتصال دهنده های لوله ها ، شیرآلات و دستگاه ها به یکدیگر می باشد. فلنج ها در مکان هایی که در آن لوله ها ،ابزار دقیق، شیرها و دیگر تجهیزات که برای تعمیر و نگهداری مونتاژ شده اند مورد استفاده قرار می گیرند. اتصال فلنج دار تشکیل شده از سه قسمت مجزا می باشد که شامل فلنج ها, گسکت ها و پیچ ها است.
فلنج ها بصورت قطعه دیسکی شکل می باشند که همیشه بصورت جفت به کمک پیچ و مهره دو قطعه را به یکدیگر متصل می سازد و به آسانی باز و بسته می شوند و برای فشارهای کم و زیاد مناسب می باشد. آب بندی بین دو فلنج توسط واشر آب بندی (Gasket) که در بین آنها قرار داده میشود انجام میگیرد. جنس فلنج ها از فولاد و آلیاژهای آن و یا از چدن و استیل و.. سایر مواد ساخته میشود.
مشخصات فلنج
مطابق استاندارد، مشخصات فلنج که شامل موارد ذیل میباشد باید بر روی فلنج حک گردد
- نام تجاری تولید کننده فلنج
- سایز اسمی لوله (قطر خارجی لوله که فلنج به آن جوش داده خواهد شد)
- مقدار فشار قابل تحمل (به آن کلاس فلنج هم گفته میشود)
- شکل سطح فلنج (شکل سطح فلنج مهمترین قسمت تشکیل دهنده یک فلنج میباشد)
- سوراخها (گاهی بعنوان ضخامت دیواره نیز بیان می‌گردد)
- مواد تشکیل دهنده فلنج (مطابق استاندارد ASTM این عدد بیان کننده مشخصات مواد خام مورد استفاده برای تهیه فلنج میباشد)
- شماره یا کد مربوط به عملیات حرارتی صورت گرفته بر روی فلنج
شیر کشویی فلنج دار چیست ؟
این نوع شیر از اتصال و ماشین کاری دو قطعه مختلف به وجود می آید. فلنج و شیر کشویی به هم جوش خورده و شیر کشویی فلنج دار را به وجود می آورند. این نوع از شیر در تاسیسات و پایپینگ وظیفه کنترل، قطع و وصل جریان را به عهده دارد. این نوع شیر به علت نوع طراحی و ابعاد مورد نظر، بیشتر در فعالیت های آزمایشگاهی به ویژه در صنایع نفت و گاز به کار می رود. یکی از مهم ترین ویژگی های این شیر نسبت به سایر انواع شیرها، این است که دیسک یا همان استم شیر کشویی در این نوع، توانایی بستن و یا باز کردن جریان لوله را با سرعت بالا داراست.
در شیرهای دروازه ای معمولا اتصال شیر و لوله به وسیله فلنج و پیچ و مهره بوده و برای جلوگیری از نشتی بین فلنج شیر و لوله، واشر آببندی (Gasket) گذارده می شود. قسمتی از شیر کشویی که در بالای بدنه قرار گرفته و به وسیله فلنج و پیچ و مهره به بدنه اتصال یافته، سرپوش فلزی (Bonnet) نامیده می شود و به منظور محکم شدن و جلوگیری از نشتی بین بدنه و سرپوش، واشر گذارده شده است.
شیرهای کشویی بزرگ اصولا باید قابلیت بسته شدن در حالت جریان کامل را داشته باشند ولی بعد از بسته شدن باید فشار توسط سامانه کنارگذر در طرفین شیر یکسان گردد و سپس اقدام به بازکردن شیر شود.
انواع فلنج برای شیر کشویی فلنج دار
انواع فلنج برای شیر کشویی فلنج دار به شرح زیر است
فلنج با سطح ساده
برای اتصال شیرها و اتصالات چدنی و فلنج های غیر فولادی پمپ ها از این نوع فلنج استفاده می گردد. همچنین برای خطوط فشار پائین كه نشتی زیاد مهم نباشد نیز از این نوع فلنج ها استفاده می شود. جهت آب بندی اتصالات نیز از واشرهائی استفاده می شود كه قطر خارجی آنها برابر قطر خارجی فلنج است.
این واضح همچنین امكان اتصال دو قطعه را غیر ممكن می کند و در نتیجه امكان شكست قطعات نیز كاهش می یابد.در این نوع از فلنچ ها سطح یك فلنج كه باید در مقابل سطح دیگر قرار گیرد صاف می باشد. معمولا فلنچ های چدنی و یا فولادی كه در فشارهای كم كاربرد دارند از این نوع ساخته می شوند.
فلنج با سطح برجسته
در این نوع فلنجها سطح فلنج که درمقابل فلنج دیگر قرارگرفته و بر روی آن لایی قرار داده میشود, نسبت به سطح کلی فلنج برجسته تر ساخته میشود. در قسمت برجستگی ممکن است سطح کاملا صیقلی و یا دارای شیار باشد واین شیارها یا بصورت هم مرکز ویا حلزونی میباشد که روش ساخت آن در استاندارد های ساخت شیر کشویی مشخص گردیده است (معمولاً عمق شیارها 0.4mm وفاصله آن از هم 0.8 mm میباشد)
فلنج گلودار دارای یک گردن مخروطی است که شعاع این گردن در انتها با قطر لوله برابر و به آن جوش میشود. وجود این گردن باعث تقویت تحمل فلنج می‌گردد. این نوع فلنج برای تحمل فشارهای بالا و دماهای زیر صفر و همچنین بارهای نوسانی و ارتعاشی مناسب است.
یک صفحه گرد بسته که در پایان میسر لوله کشی و مسیرهای دارای فشار به کار می‌رود. این نوع فلنج و همچنین پیچ‌های آن عموماً فشار بیشتری نسبت به دیگر فلنجها تحمل می‌کند که ماکزیمم این فشار در مرکز آن قرار دارد. با توجه به کلاس فلنج می‌تواند فشار متناسب را تحمل کند.
فلنج روکار
این نوع فلنج در سرویسهای معمولی مورد استفاده قرار میگیرد. نصب آن ساده است و مقاومت آن در برابر فشار داخلی دو سوم و در برابر بار خستگی یک سوم فلنج گردندار و هزینه نصب آن مقداری بالاتر است.
لبه دار
همانند فلنج معمولی است که لایه پایینی وجود نداشته و انتهای آن پخ دارد و لوله در سر دیگر جوش لب به لب میشود. این فلنج با سیال تماس ندارد و هزینه آن از فلنج گردندار یک سوم بیشتر است و مقاومت در برابر خستگی آن تنها یک دهم فلنج گردندار است.
جوش محفظه ایی
همانطور که از اسم آن پیداست این فلنج محفظه‌ای دارد که لوله درون آن قرار میگیرد. اگر این فلنج از داخل هم جوشکاری شود، مقاومت در برابر خستگی آن یک و نیم برابر و مقومت استاتیکی آن برابر فلنج Slip on میشود.
فلنج رزوه ایی
درون این فلنجها رزوه کار شده است و لوله می‌تواند درون آن پیچ شود. از مزایای این فلنجها عدم احتیاج آنها به جوشکاری است. البته در صورت لزوم و فشارهای بالا می‌توان از جوش نیز در آنها استفاده کرد. کارایی این فلنجها در فشارهای بالا است.
پیچ های مورد استفاده در بستن فلنچ ها
پیچ ممكن است از یك طرف رزوه شده باشد كه به آن Bolt گفته می شود; در این صورت طرف دیگر آن دارای سر6 گوش و یا 4 گوش مخصوص آچار می باشد و به یك مهره (Nut) نیاز دارد و یا ممكن است سرتاسر رزوه شده باشد (Stud bolt) كه در این صورت به دو مهره نیاز دارد.
اندازه و نوع دنده پیچ
- پیچ ها بر اساس قطر خارجی پیچ، بصورت میلیمتری و یا اینچی اندازه گیری می گردند.
- بعنوان مثال قطر خارجی پیچ M16 برابر 16 میلیمتر و قطر خارجی پیچ 3/4 برابر 3/4 می باشد.
- پیچ و مهره ها مطابق سیستم متریك و یا اینچی رزوه می شوند.
لینک های مرتبط :
