شیر فلکه کشویی فولادی

شیر فلکه کشویی فولادی چیست

شیر فلکه کشویی فولادی نوعی شیر قطع و وصل صنعتی است که با حرکت عمودی صفحه بین دو نشیمنگاه، مسیر جریان را کاملا باز یا بسته می‌کند. بدنه فولادی این شیرها تحمل فشار و دمای بالاتری نسبت به شیرهای چدنی دارد و برای خطوط اصلی نفت، گاز، بخار و آبرسانی بزرگ مناسب هستند.

مکانیزم طراحی و عملکرد شیرهای فلکه کشویی فولادی ساده است. با چرخش استم، صفحه گوه‌ای یا تخت شیر بالا و پایین می‌رود و در حالت کاملا باز، افت فشار ناچیزی در مسیر جریان ایجاد می‌کند. این شیر کشویی برای تنظیم جریان ساخته نشده‌ است و نیم باز ماندن باعث لرزش و آسیب به صفحه آن می‌شود. بلکه باید در حالت‌های کاملاً باز و یا کاملاً بسته قرار بگیرد. مهمترین نکته هنگام خرید شیر فلکه کشویی فولادی، تفاوت بین استم رزوه‌ای داخلی و بیرونی است که در این مطلب همراه با جزئیات بررسی خواهیم کرد.

مکانیزم عملکرد و اجزای شیر فلکه کشویی فولادی

این شیرهای فلکه کشویی با یک حرکت ساده عمودی کار می‌کند. صفحه‌ای که در مسیر جریان بالا و پایین می‌رود و مانند یک دیواره مسیر عبور لوله را کاملاً باز و یا بسته می‌کند. زمانیکه دسته با گیربکس را می‌چرخانید، استم رزوه‌دار شیر نیز می‌چرخد. صفحه کشویی روی رزوه استم حرکت کرده و بالا و پایین می‌رود. این جابجایی عمود بر مسیر جریان است و آن را کاملاً باز یا بسته می‌کند.

مکانیزم باز و بسته شدن شیرهای فلکه کشویی کندتر از شیرهای توپی است. زیرا در این شیرها برای باز شدن کامل باید استم چندین دور چرخیده و پیوسته گیت کشویی را بالا بکشد. در عوض این حرکت آرام از شکل‌گیری ضربه قوچ جلوگیری می‌کند.

مشخصات فنی شیر فلکه کشویی فولادی

مشخصات فنی این شیرها چهارچوبی است که تعیین می‌کند آیا شیر مورد نظر برای خطوط فرایندی شما مناسب هستند یا خیر؟ این مشخصات مستقیماً با انواع استانداردهای طراحی و تست گره خورده‌اند. طبق استاندارد API 600 شیرهای کشویی فولادی باید در کلاس‌های فشاری ۱۵۰ الی ۲۵۰۰ و سایزهای ۲ الی ۶۰ اینچی عرضه شوند. همچنین تست نشتی مطابق با استاندارد API 598 الزامی است. از طرفی نحوه اتصال این شیرها از نوع فلنجی مطابق با استاندارد ASME B16.5 است.

انواع شیر فلکه کشویی فولادی

شیرهای کشویی را با توجه به نوع طراحی گیت، استم و نحوه اتصال درپوش در مدل‌های گوناگونی تولید می‌کنند. اما انتخاب درست، همیشه گران‌ترین یا پیچیده‌ترین مدل نیست. بلکه انتخابی است که با شرایط واقعی خط و برنامه نگهداری سایت هماهنگ باشد. به عنوان مثال مقدار نشتی یک شیر فلکه کشویی با درپوش جوشی صفر است، اما تعمیرپذیری همین شیرها در محل پروژه تقریباً غیر ممکن است. انواع شیرهای فلکه کشویی فولادی را براساس نوع استم و نوع اتصال درپوش به بدنه بررسی می‌کنیم.

انواع شیرهای فلکه کشویی فولادی از نظر طراحی استم:

شیرهای فلکه کشویی با بدنه فولادی از نظر نوع استم در دو مدل رزوه داخلی و رزوه خارجی طراحی می‌شوند. این تفاوت در طراحی به ظاهر کوچک و حتی کم اهمیت است. اما تاثیر بزرگی بر طول عمر مفید شیر، هزینه‌های نگهداری، نوع کاربرد و تماس با انواع سیالات دارد.

شیرهای کشویی با رزوه داخلی

رزوه استم داخل بدنه شیر قرار دارد و با چرخش استم، صفحه بالا و پایین می‌رود. این شیرها طراحی ساده و حتی قیمت پایینی دارند، اما رزوه آنها دائماً با سیال در تماس است. در این صورت اگر سیال خورنده باشد یا ذرات معلقی داشته باشد، رزوه را خورده و شیر خیلی زود خراب می‌شود. از شیر کشویی با رزوه داخلی برای خطوط آب، هوای فشرده و سیالات غیرخورنده استفاده می‌کنند.

شیرهای کشویی با رزوه خارجی

رزوه استم بیرون از بدنه قرار دارد و استم فقط می‌چرخد. صفحه به وسیله یک مهره رزوه‌دار در اتصال به استم بالا و پایین می‌رود و رزوه‌های استم هیچ تماسی با سیال فرایندی ندارند. از طرفی قابل روانکاری و بازرسی هستند. برای سیالات خورنده، دماهای بسیار بالا و یا شیرهای بزرگ انتخاب مدل رزوه بیرونی تصمیم هوشمندانه‌تری است. اما به یاد داشته باشید که این مدل‌های رزوه بیرونی گران‌تر و طراحی پیچیده‌تری دارند.

انواع شیر فلکه کشویی فولادی براساس اتصال درپوش

اتصال درپوش به بدنه شیرهای فلکه کشویی از آن جزئیاتی است که در کاتالوگ‌ها گم می‌شود، اما در عمل تعیین کننده‌ی قابلیت تعمیرپذیری و کارکرد مطمئن شیر است. طبق استاندارد API 600 شیرهای کشویی با بدنه فولادی را در سه تیپ درپوش پیچ و مهره‌ای، جوشی و یا فشاری طراحی می‌کنند.

کاربردهای شیر فلکه کشویی فولادی

شیرهای فلکه فولادی را در هر پروژه که نیاز به قطع و وصل کامل جریان است، پیدا می‌کنید. از خطوط اصلی آب و بخار گرفته تا خطوط بزرگ و استراتژیک نفت و گاز از این نوع شیرها بارها استفاده شده است. این شیرها را معمولاً در جاهایی می‌بینید که یا سایز بزرگ است و یا باید سیالی تحت فشار بسیار بالا را عبور دهد. اما در کل این شیرها فقط برای قطع و وصل جریان طراحی شده‌اند و نمی‌توان از آنها برای کنترل دبی استفاده کرد.

خرید شیر فلکه کشویی فولادی

در صورتی که قصد خرید شیر فلکه کشویی فولادی با بالاترین کیفیت و تضمین اصالت و قیمت رقابتی دارید، پیکاتک بهترین انتخاب برای شماست. پیش از خرید شیر فلکه کشویی فولادی باید چندین پارامتر کلیدی از قبیل کلاس فشاری، سایز، متریال بدنه، نوع صفحه، نوع استم و نوع اتصال درپوش را بررسی کنید تا اطمینان حاصل کنید که شیر مورد نظر کاملاً با شرایط فرایندی و نوع سیال شما سازگار باشد. در صورتی که خرید بدون دقت انجام شود، به انتخابی کاملاً پرهزینه و یا خطرناک تبدیل می‌گردد. شیری که مشخصات آن با ویژگی‌های شیمیایی سیال سازگار نیست قطعاً در میدان عمل قابلیت کاربردی نداشته و چه بسا خیلی سریع مستهلک شود. اما با در نظر گرفتن چند پارامتر فنی و کنار هم قرار دادن اطلاعات فرایندی می‌توانید شیر کاملاً مناسب بدنه فولادی را تهیه کنید:

• بررسی کلاس فشاری شیر فلکه کشویی

در اولین قدم باید شیری را انتخاب کنید که کلاس فشاری آن دقیقاً مطابق با کلاس فلنج خط باشد. در غیر این صورت یا بدنه شیر در اولین افزایش فشار ترک می‌خورد و یا فلنج شیر با فلنج خط جفت نمی‌شود و احتمال نشتی از واشر بین فلنج‌ها قطعی است.

فشار طراحی را از روی نقشه P&ID پروژه، دیتاشیت خط یا از روی پلاک فلنج موجود روی خط بخوانید. اما فشار کاری نرمال ملاک نیست، زیرا فشار طراحی ممکن است دو الی سه برابر فشار کاری باشد. اگر بین دو کلاس مردد هستید و فشار طراحی دقیقاً روی مرز قرار دارد، بهتر است کلاس بالاتر را انتخاب کنید.

اگر شیر با کلاس پایین‌تر انتخاب کنید:

شیرها با کلاس فشاری پایین تحمل خطوط با کلاس فشاری بالاتر را ندارند و در اولین افزایش فشار فرایندی، بدنه شیر ترک می‌خورد. در نتیجه احتمال نشت سیال و توقف کامل خط تولید زیاد است. این اشتباه در پروژه‌های صنعتی بارها تکرار شده و هزینه‌های سنگین به بار آورده است.

اگر شیر با کلاس بالاتر انتخاب کنید:

شیر با کلاس بالاتر روی یک خط با کلاس فشاری کمتر به ظاهر ایمن‌تر است. اما فلنج شیرها با کلاس بالاتر به مراتب ضخیم‌تر و ابعاد آنها بزرگتر از لوله فرایند است. در نتیجه پیچ‌ها به درستی جفت نمی‌شوند و واشر با آب‌بندی کامل روی سطح فلنج نمی‌نشیند.

• انتخاب سایز شیر مطابق با سایز لوله

سایز شیر فلکه کشویی فولادی را هم سایز لوله انتخاب کنید. اگر سایز شیر را از سایز لوله کوچکتر بگیرید، یک تنگ شدگی عمدی در مسیر جریان ایجاد می‌شود که باعث افت فشار و افزایش سرعت سیال در خط خواهد شد. طبق اصول طراحی پایپینگ فقط زمانی می‌توانید سایز را کوچکتر در نظر بگیرید که محاسبات هیدرولیکی آن را تایید کرده باشد و در کل فرایند، به یک مقدار جابجایی فشار خط با ایجاد مانع عمدی نیاز دارید.

• تطبیق متریال‌های شیر با سیال

فقط بدنه و درپوش شیرهای فلکه کشویی فولادی از جنس فولاد کربن (WCB) هستند. این به معنای فولادی بودن دیگر اجزای این شیرها نیست. اجزای داخلی مانند نشیمنگاه، کاسه نمد و گسکت می‌توانند متریال‌های متفاوت اما کاملاً تخصصی و سازگار با سیال داشته باشند.

بدنه فولادی این شیرها با سیالاتی مانند آب، بخار، نفت خام، هوای فشرده، گاز طبیعی شیرین، روغن‌های صنعتی، محلول‌های قلیایی ملایم سازگار است. از طرفی هرگز نباید چنین شیرهایی را روی خطوط انتقال اسیدها، سیالات خورنده، گاز ترش (H₂S) نصب کنید. به ‌طور کلی شیر فلکه کشویی فولادی یک شیر برای مصارف عمومی است. جدول زیر یک راهنمای کلی انتخاب متریال بخش‌های داخلی شیر است.

• انتخاب نوع استم

گام بعدی انتخاب نوع استم است. البته استم را براساس سیال و سایز شیر انتخاب کنید:

رزوه داخلی:

اگر سیال آب یا هوای فشرده باشد، مشکلی پیش نمی‌آید و شیر تا سال‌ها کار می‌کند. اما اگر سیال بخار داغ یا مواد خورنده است، رزوه داخلی به سرعت مستلک می‌شود. شیرهای فلکه با رزوه داخلی ارزان‌تر هستند، اما بهتر است فقط برای کارهای عمومی انتخاب کنید.

رزوه خارجی:

این نوع رزوه‌ قابلیت روانکاری و بازرسی دائمی دارند و برای خطوط بخار، گاز و سیالات خورنده مناسب است. قیمت مدل‌های رزوه خارجی بالاتر است، اما بسیار طولانی‌تر از مدل‌های رزوه داخلی دارند.

• بررسی گواهی‌های مورد نیاز

در صنایع مختلف به شیرهای فولادی با قابلیت‌های متفاوتی نیاز دارید. بهترین راهکار برای آنکه بررسی کنید آیا شیر مورد نظر توانایی استفاده در خطوط فرایندی شما را دارد، بررسی گواهینامه‌های تولید هر شیر است. بدون داشتن این گواهینامه‌ها حتی ممکن است شیر مورد نظر در ممیزی‌ها رد شود. لذا در آخرین گام خرید شیر فلکه کشویی فولادی فهرست گواهینامه‌های دریافت شده مطابق استانداردها را ارزیابی کنید.

قیمت شیر فلکه کشویی فولادی

پارامترهای اصلی مانند کلاس فشاری، سایز، متریال بدنه، نوع استم، نوع اتصال درپوش و گواهینامه‌ها همگی از فاکتورهای تعیین کننده قیمت شیر فلکه کشویی فولادی هستند. علاوه‌بر این برند سازنده نیز نقش تعیین کننده‌ای دارد:

• هرچه کلاس فشاری شیر بالاتر باشد بدنه ضخیم‌تر، فلنج‌ها سنگین‌تر و قیمت بالاتر است. قیمت شیر فلکه کشویی فولادی کلاس ۶۰۰ می‌تواند دو یا سه برابر کلاس ۱۵۰ باشد.
• بدنه فولاد کربنی (WCB) طراحی پایه با قیمت نسبتا ارزان است. اما بدنه‌های فولاد آلیاژی (CF8M) در حدود ۵۰ درصد گرانتر است.
• شیرها با استم رزوه داخلی ارزان‌ است. مدل‌های رزوه خارجی در حدود ۱۵ الی ۲۵ درصد گرانتر هستند.
• شیرها با درپوش پیچ و مهره‌ای قیمت پایه دارند. درپوش جوشی کمی گرانتر و قیمت مدل‌های فشاری تا چندین برابر بیشتر است.
• در سایز یکسان گواهی Fire Safe در حدود ۲۰ درصد و گواهی ATEX در حدود ۳۰ درصد، شیرها را گرانتر می‌کنند.
• برند شرکت سازنده یکی از مهمترین فاکتورهای تعیین کننده قیمت است. محصول برندهای KITZ، Neway Bonney، GWC و AKV از جمله نام‌های شاخص هستند که با قیمت بالاتری عرضه می‌شوند.

شیر فلکه فولادی با مکانیزم ساده و متریال ارزان قیمت، سال‌ها است که در خطوط بخار، نفت، گاز و آب کار می‌کند و هنوز جایگزین جدی ندارد. این شیرها شاید کندتر از مدل‌های توپی باشند، اما در پروژه‌هایی که آب‌بندی مطمئن و دوام طولانی معیار نهایی است، هنوز هم انتخاب اول هستند. برای استعلام قیمت روز و خرید شیر فلکه کشویی فولادی می‌توانید با کارشناسان فروش و با تجربه پیکاتک تماس بگیرید و برای بررسی دیتاشیت پروژه و انتخاب بهترین مدل با قیمت مناسب مشاوره بگیرید.

سوالات متداول

• اگر فروشنده مدعی است که شیر از نوع بدنه فولاد کربنی (WCB) است، چطور مطمئن شویم که واقعاً فولاد کربنی است؟ یا چدن رنگ استیل است؟

یک تست جرقه‌ای بزنید. چدن با سمباده‌زنی جرقه‌های قرمز ریز تولید می‌کند، اما فولاد جرقه‌های سفید و بلند دارد. ولی حتماً از فروشنده گواهی MTC بخواهید.

• برای خط بخار ۲۵۰ درجه، شیر فلکه کشویی فولادی با استم رزوه داخلی تهیه کنیم یا رزوه خارجی؟

رزوه‌های داخلی برای بخار نه چندان داغ خوب هستند. در یک خط سوپر هیت با دمای ۲۵۰ درجه بهتر است مدل رزوه خارجی تهیه کنید.

• برای خطی با سیال آب که املاح بالایی دارد، شیر WCB با پوشش رنگ اپوکسی کافی است یا باید از شیر با بدنه CF8M تهیه کنیم؟

اگر پوشش اپوکسی شیر سالم می‌ماند، تهیه یک مدل ارزان‌تر بدنه فولادی WCB کافی است. ولی اگر رنگ اپوکسی کنده شده، این بدنه خورده خواهد شد. اما در کل به نوع املاح آب بستگی دارد.