شیرآلات
شیرهای گاز و نفت اجزای ضروری هستند که در صنعت نفت و گاز برای کنترل جریان سیالات، گازها و سایر مواد در خطوط لوله، تاسیسات پردازش و مخازن ذخیره سازی مورد استفاده قرار می گیرند. این شیرها برای مقاومت در برابر شرایط سخت و طاقت فرسا موجود در استخراج، پالایش و حمل و نقل گاز طبیعی و فرآورده های نفتی طراحی شده اند.
وظیفه اصلی شیرهای گاز و نفت تنظیم جریان سیالات و گازها و تضمین عملکرد ایمن و کارآمد کل سیستم است. این شیرها برای اهداف مختلفی از جمله کنترل جریان، قطع جریان، تنظیم فشار و حفاظت و ایمنی استفاده می شوند. آنها برای حفظ یکپارچگی زیرساخت و جلوگیری از نشت، نشت و سایر خطرات احتمالی مرتبط با جابجایی و حمل و نقل مواد فرار حیاتی هستند.
شیرهای گاز و نفت به گونه ای طراحی شده اند که استانداردهای سختگیرانه صنعت را رعایت کنند و اغلب از مواد بادوام مانند فولاد ضد زنگ، فولاد کربنی یا سایر آلیاژهای مقاوم در برابر خوردگی ساخته می شوند تا در برابر فشارها، دماها و ماهیت خورنده سیالاتی که با آنها کار می کنند مقاومت کنند. آنها همچنین به ویژگی های مختلفی مانند قابلیت خاموش شدن اضطراری، طراحی های ایمن در برابر آتش و مکانیسم های ایمن برای اطمینان از عملکرد مطمئن و ایمن مجهز هستند.
به طور خلاصه، شیرهای گاز و نفت اجزای حیاتی در صنعت نفت و گاز هستند که نقشی حیاتی در حفظ ایمنی، کارایی و یکپارچگی زیرساخت های مربوط به استخراج، پردازش و حمل و نقل گاز طبیعی و فرآورده های نفتی ایفا می کنند.
شیرها اصولا از سه قسمت اصلی بدنه (body)، قطعات داخلی (trim)، درپوش (bonnet) تشکیل شده‌اند که خود قسمت trim شامل بندآور (disk)، ساقه (stem) و نشیمنگاه (seat) می‌باشد. اتصال شیرها در خط لوله به سه شکل فلنجی، رزوه‌ای، و جوشی (SW,BW) می‌باشد. این جزا از نظر کلاس فشاری به صورت های 150 – 300 – 600 – 900 – 1500 – 2500 – 4500 تولید می‌شوند.
انواع مختلفی از شیرهای لوله کشی وجود دارد که هر کدام برای کاربردها و شرایط کاری خاص طراحی شده اند. برخی از انواع رایج شیرهای لوله کشی و کاربردهای ویژه آنها عبارتند از:
شیرهای دروازه ای (gate valves):
شیرهای دروازه ای برای کنترل روشن/خاموش جریان سیال مایع استفاده می شوند و برای کاربردهایی که جریان مستقیم سیال و حداقل محدودیت مورد نظر است ایده آل هستند. آنها معمولا در سیستم های تامین آب، خطوط لوله نفت و گاز و در فرآیندهای صنعتی استفاده می شوند. گونه‌های متداول این شیر به نام قوهای، صفحه‌ای، پیگ رو و چاقویی شناخته می‌شوند که مهم ترین استاندارد مربوط به این دسته API 6000 می‌باشد.
دریچه های کروی (globe):
شیرهای گلوب برای تنظیم جریان در خط لوله استفاده می شوند و برای کاربردهایی که نیاز به کنترل جریان دارند مناسب هستند. آنها معمولا در سیستم های بخار، سیستم های هیدرولیک و سیستم های آب خنک کننده استفاده می شوند. از لحاظ ساختمان داخلی به سه دسته T type, Y type, Angle type تقسیم می‌شوند.
شیرهای ربع گرد (rotary valves):
این دسته از شیرها جزو شیرهای سریع باز شو (quick opening) محصوب می‌شوند که شامل سه دسته توپی (ball)، سماوری (plug) و پروانه‌ای (butterfly) می‌باشد.
- شیر توپی:
شیرهای توپی دریچه هایی با چرخش ربع هستند که برای کنترل روشن/خاموش استفاده می شوند و برای کاربردهایی که نیاز به خاموش شدن شدید دارند ایده آل هستند. آنها معمولا در سیستم های توزیع گاز، خطوط لوله نفت و گاز و در فرآیندهای صنعتی استفاده می شوند و استاندارد طراحی آن مطابق API 608 است.
- شیر سماوری:
این دسته به کابرد سوئیچ جریان در موارد سیال با ویسکوزیته بالا مورد استفاده قرار می‌گیرند که دارای انواع سه راهی و چهار راهی است که طبق استاندارد API 599 طراحی می‌شوند.
- شیرهای پروانه ای:
شیرهای پروانه ای برای روشن/خاموش کردن و کنترل جریان استفاده می شوند و برای کاربردهایی که نیاز به افت فشار کم و عملکرد سریع دارند مناسب هستند. آنها معمولا در تصفیه خانه های آب، سیستم های HVAC و در کاربردهای دریایی استفاده می شوند
شیرهای یک طرفه (check):
به گونه ای طراحی شده اند که جریان را در یک جهت جریان می دهند و از جریان برگشتی در جهت مخالف جلوگیری می کنند. آنها معمولاً در خطوط تخلیه پمپ، خطوط بخار و در کارخانه های فرآوری شیمیایی استفاده می شوند.
شیرهای ایمنی (safety-relif):
شیرهای ایمنی برای محافظت از تجهیزات و سیستم های لوله کشی در برابر شرایط فشار بیش از حد طراحی شده اند. آنها معمولا در دیگهای بخار، مخازن تحت فشار و در کارخانه های فرآوری شیمیایی استفاده می شوند و بر اساس استاندارد API 520 طراحی می‌شوند.
شیر سوزنی (needle valve):
شیر سوزنی نوعی شیر است که برای کنترل جریان سیال در یک سیستم استفاده می شود. شامل یک پیستون سوزن مانند کوچک و مخروطی است که در یک seat همسان قرار می گیرد. با چرخاندن دسته یا چرخ، می توان پیستون را به تدریج بالا یا پایین برد تا جریان سیال را کنترل کند. دریچه های سوزنی معمولاً در کاربردهایی استفاده می شوند که کنترل دقیق جریان مورد نیاز است، مانند ابزار دقیق، سیستم های کنترل و سیستم های هیدرولیک. آنها اغلب در برنامه های با سرعت جریان پایین استفاده می شوند و می توانند طیف گسترده ای از دما و فشار را تحمل کنند.
شیر دیافراگمی (diaphragm/pinch valve):
این نوع شیر دارای trim غیرفلزی بوده و موارد مصرف آن زمانیست که سیال به حدی خوردنده است که امکان استفاده از فلز وجود ندارد. این شیر دارای محدودست دمایی و فشار بوده و در سیستم های وکیوم به کار می‌روند.
هر نوع شیر مطابق با استانداردها و مشخصات صنعتی خاص طراحی و تولید می شود تا از عملکرد، قابلیت اطمینان و ایمنی آنها اطمینان حاصل شود. این استانداردها ممکن است شامل API ،ASME ،ANSI و استانداردهای بین‌المللی مختلفی مانند ISO و DIN باشد. این استانداردها طراحی، مواد، آزمایش و الزامات عملکردی برای شیرهای لوله کشی را برای اطمینان از مناسب بودن آنها برای کاربردها و شرایط عملیاتی خاص تعریف می کنند.