یک شیر معیوب در یک سیستم خط لوله گاز صنعتی می تواند خطرات ایمنی قابل توجهی را به همراه داشته باشد. شیرهای توپی گاز، به عنوان اجزای حیاتی که جریان گازهای قابل اشتعال را کنترل می کنند، باید ایمنی و قابلیت اطمینان را در اولویت قرار دهند. برخلاف شیرهای توپی استاندارد، شیرهای توپی گاز صنعتی معمولاً نیاز به آزمایش و گواهینامه دقیق توسط انجمن استانداردهای کانادا (CSA) دارند تا از عملکرد ایمن در شرایط مختلف اطمینان حاصل شود. این مقاله به بررسی انتخاب، کاربرد و الزامات صدور گواهینامه CSA برای شیرهای توپی گاز صنعتی می پردازد و راهنمایی های حرفه ای را برای افزایش ایمنی خط لوله ارائه می دهد.
شیرهای توپی گاز، شیرهای دوار یک چهارم دور هستند که به طور خاص برای کنترل جریان سیال در خطوط لوله گاز طراحی شده اند. در مقایسه با شیرهای توپی معمولی، عملکرد آب بندی و ویژگی های قطع بهتری را ارائه می دهند. این شیرها به طور گسترده در سیستم های خط لوله که سیالات قابل اشتعال مانند گاز طبیعی، گاز نفتی مایع (LPG)، هیدروکربن ها و بخارات شیمیایی را منتقل می کنند، استفاده می شوند. علاوه بر این، آنها به عنوان اجزای ایده آل برای دیگهای بخار، کوره ها، آبگرمکن های گازی و سیستم های گرمایشی تجاری یا مسکونی عمل می کنند.
در کاربردهایی که نیاز به کنترل دقیق جریان سیال دارند، شیرهای توپی گاز اغلب تحت دما و فشارهای بالا کار می کنند. با توجه به ماهیت قابل اشتعال محیط کار، جلوگیری از نشت بسیار مهم است. شیرهای توپی گاز با نشیمنگاه های فلزی یا نشیمنگاه های پلی تترا فلوئورواتیلن (PTFE) به طور موثر از نشت جلوگیری می کنند و عملکرد ایمن را تضمین می کنند.
در کاربردهای صنعتی، شیرهای توپی گاز چندین مزیت کلیدی را ارائه می دهند:
قبل از استفاده در خطوط لوله سیال قابل اشتعال، شیرهای توپی گاز باید گواهینامه CSA را دریافت کنند. CSA شیرها را بر اساس مناطق کاربرد و الزامات منطقه ای رتبه بندی می کند. شیرهای دارای گواهی CSA که توسط چندین آژانس نظارتی ایالات متحده، از جمله اداره ایمنی و بهداشت شغلی (OSHA) و موسسه استانداردهای ملی آمریکا (ANSI) به رسمیت شناخته شده اند، برای استفاده در صنایع مختلف ایالات متحده تایید شده اند.
بر اساس رتبه بندی CSA، شیرهای توپی گاز برای کاربردهای سیال در فضای باز در ایالات متحده BRS125G رتبه بندی می شوند، در حالی که در کانادا، CAN 3.16 رتبه بندی می شوند. برای کاربردهای داخلی، رتبه بندی در هر دو کشور یکسان است. شیرهایی با رتبه ½ PSI و 5G منحصراً برای کاربردهای گاز داخلی هستند. رتبه ½ PSI نصب شیر روی تجهیزات را نشان می دهد، در حالی که شیرهای با رتبه 5G در سیستم های لوله کشی مسکونی استفاده می شوند. سیستم های گاز داخلی در مقایسه با خطوط لوله در فضای باز در فشارهای کمتری کار می کنند.
استاندارد CSA 3.16-15 برای همه شیرهای قطع گاز اهرمی اعمال می شود. اینها شیرهای توپی گاز فلزی هستند که به صورت دستی کار می کنند و دارای انتهای فلنجی، رزوه ای یا جوشی هستند. آنها در محدوده دمایی -1048 درجه فارنهایت (-600 درجه سانتیگراد) تا 3272 درجه فارنهایت (1800 درجه سانتیگراد) با حداکثر فشار 125 PSI کار می کنند. این شیرها برای گاز طبیعی، LPG و گاز تولیدی مناسب هستند.
در کارخانه های تصفیه فاضلاب، شیرهایی که الزامات CSA 3.16-15 را برآورده می کنند می توانند برای گاز متان استفاده شوند. با این حال، ممکن است تحت تأثیر تجمع آلاینده ها در اطراف بدنه شیر قرار گیرند. شیرهای توپی گاز برای سیستم های خط لوله حاوی مقادیر کمی سولفید هیدروژن (گاز اسیدی) مناسب نیستند.
برای افزایش راندمان جریان سیال، نظارت و کنترل فشار سیال ضروری است. شیرهای توپی گاز به پورت های گیج فشار برای این منظور مجهز شده اند. اپراتورها می توانند از این گیج ها برای نظارت بر فشار خط لوله و انجام تست های فشار استفاده کنند. گیج های فشار ثابت روی شیرها، کنترل دقیق فشار را تضمین می کنند و به ایمنی و ثبات کاربردهای گاز کمک می کنند.
پورت های فشار استاندارد روی شیرهای توپی گاز دارای رزوه های داخلی ⅛" یا رزوه های لوله ماده (FPT) هستند. این پورت ها شامل دوشاخه های رزوه ای لوله نر ⅛" هستند که در صورت سفت شدن از نشت جلوگیری می کنند.
برخی از تولیدکنندگان از دسته های زرد برای شناسایی آسان استفاده می کنند. اگرچه این یک نشانگر بصری استاندارد نیست، اما به خریداران کمک می کند تا به سرعت شیرهای تایید شده برای سرویس گاز قابل اشتعال را شناسایی کنند. با این حال، نشانگرهای بصری به تنهایی نباید انتخاب را دیکته کنند. خریداران باید تأیید کنند که الزامات خط لوله با تأییدیه ها و رتبه بندی های CSA مطابقت دارد.
شیرهای توپی گاز در کاربردهایی با محدوده دمایی و فشاری متفاوت استفاده می شوند. برای اطمینان از عملکرد ایمن، آنها تحت آزمایش های پنوماتیکی دقیق برای ارزیابی راندمان در شرایط مختلف قرار می گیرند. طبق استانداردهای CSA، شیرهای توپی گاز باید 1.5 برابر فشار نامی خود را تحمل کنند. شیرهای دارای گواهینامه CAN 3.16 برای رتبه بندی های فشار بالاتر طراحی شده اند و گاهی اوقات ممکن است از تست فشار معاف شوند.
در زیر رتبه بندی های رایج CSA و فشارهای تست مربوطه (بر حسب PSIG) آمده است:
هر شیر توپی گاز دارای یک رتبه بندی گواهینامه CSA خاص است. با این حال، شیرهایی با رتبه بندی CSA یکسان ممکن است دارای تحمل فشار و دمای متفاوتی باشند. شیرهای مورد استفاده در فرآیندهای صنعتی شدید ممکن است برای برآورده کردن حداقل الزامات CSA نیاز به اصلاحات و آزمایش های اضافی داشته باشند.
شیرهای توپی گاز در طرح های مختلف متناسب با کاربردهایشان ارائه می شوند. سیستم های خط لوله برای گاز طبیعی، تامین گاز پاک یا هوای فشرده معمولاً از شیرهای توپی کاملاً جوش داده شده استفاده می کنند. این شیرها جمع و جور هستند، عایق بندی آنها آسان است، آب بندی دو جهته را ارائه می دهند و برای عملکرد بدون نیاز به تعمیر و نگهداری طراحی شده اند. آنها از مواد با استحکام بالا ساخته شده اند و دارای مهر و موم های PTFE فنری و O-ring برای حداکثر آب بندی هستند.
در فرآیندهایی که نیاز به موقعیت های کاملاً باز یا کاملاً بسته دارند، از شیرهای توپی گاز با انتهای فلنجی یا جوشی استفاده می شود. اینها معمولاً در تقاطع های خط لوله گرمایشی یا ایستگاه های مبدل حرارتی نصب می شوند.
هنگام انتخاب یک شیر توپی گاز، محیط نصب (داخلی یا خارجی) را در نظر بگیرید و اندازه مناسب را برای برآورده کردن الزامات فرآیند انتخاب کنید.
برای هر کاربرد صنعتی، الزامات عملکرد سیستم، از جمله نرخ جریان، فشار و محدوده دما را تعیین کنید. خواص شیمیایی محیط سرویس را ارزیابی کنید. سیستم های خط لوله با مقادیر کمی گاز اسیدی باید از شیرهای PTFE-seated استفاده کنند، زیرا از نظر شیمیایی بی اثر هستند، در حالی که شیرهای فلزی ممکن است تحت شرایط مشابه خورده شوند.
شیرهای توپی گاز برای خطوط لوله بحرانی باید به حداقل نگهداری نیاز داشته باشند. رسانه های ساینده و آلاینده ها در خط لوله باید به حداقل برسند تا از آسیب زودرس شیر جلوگیری شود.
شیرهای توپی گاز یک راه حل مقرون به صرفه و عملی برای خدمات گاز قابل اشتعال در کاربردهای مختلف صنعتی ارائه می دهند. استفاده از آنها توسط رتبه بندی ها و گواهینامه های CSA هدایت می شود و عملکرد ایمن را در شرایط مختلف فرآیند تضمین می کند.
یک شیر معیوب در یک سیستم خط لوله گاز صنعتی می تواند خطرات ایمنی قابل توجهی را به همراه داشته باشد. شیرهای توپی گاز، به عنوان اجزای حیاتی که جریان گازهای قابل اشتعال را کنترل می کنند، باید ایمنی و قابلیت اطمینان را در اولویت قرار دهند. برخلاف شیرهای توپی استاندارد، شیرهای توپی گاز صنعتی معمولاً نیاز به آزمایش و گواهینامه دقیق توسط انجمن استانداردهای کانادا (CSA) دارند تا از عملکرد ایمن در شرایط مختلف اطمینان حاصل شود. این مقاله به بررسی انتخاب، کاربرد و الزامات صدور گواهینامه CSA برای شیرهای توپی گاز صنعتی می پردازد و راهنمایی های حرفه ای را برای افزایش ایمنی خط لوله ارائه می دهد.
شیرهای توپی گاز، شیرهای دوار یک چهارم دور هستند که به طور خاص برای کنترل جریان سیال در خطوط لوله گاز طراحی شده اند. در مقایسه با شیرهای توپی معمولی، عملکرد آب بندی و ویژگی های قطع بهتری را ارائه می دهند. این شیرها به طور گسترده در سیستم های خط لوله که سیالات قابل اشتعال مانند گاز طبیعی، گاز نفتی مایع (LPG)، هیدروکربن ها و بخارات شیمیایی را منتقل می کنند، استفاده می شوند. علاوه بر این، آنها به عنوان اجزای ایده آل برای دیگهای بخار، کوره ها، آبگرمکن های گازی و سیستم های گرمایشی تجاری یا مسکونی عمل می کنند.
در کاربردهایی که نیاز به کنترل دقیق جریان سیال دارند، شیرهای توپی گاز اغلب تحت دما و فشارهای بالا کار می کنند. با توجه به ماهیت قابل اشتعال محیط کار، جلوگیری از نشت بسیار مهم است. شیرهای توپی گاز با نشیمنگاه های فلزی یا نشیمنگاه های پلی تترا فلوئورواتیلن (PTFE) به طور موثر از نشت جلوگیری می کنند و عملکرد ایمن را تضمین می کنند.
در کاربردهای صنعتی، شیرهای توپی گاز چندین مزیت کلیدی را ارائه می دهند:
قبل از استفاده در خطوط لوله سیال قابل اشتعال، شیرهای توپی گاز باید گواهینامه CSA را دریافت کنند. CSA شیرها را بر اساس مناطق کاربرد و الزامات منطقه ای رتبه بندی می کند. شیرهای دارای گواهی CSA که توسط چندین آژانس نظارتی ایالات متحده، از جمله اداره ایمنی و بهداشت شغلی (OSHA) و موسسه استانداردهای ملی آمریکا (ANSI) به رسمیت شناخته شده اند، برای استفاده در صنایع مختلف ایالات متحده تایید شده اند.
بر اساس رتبه بندی CSA، شیرهای توپی گاز برای کاربردهای سیال در فضای باز در ایالات متحده BRS125G رتبه بندی می شوند، در حالی که در کانادا، CAN 3.16 رتبه بندی می شوند. برای کاربردهای داخلی، رتبه بندی در هر دو کشور یکسان است. شیرهایی با رتبه ½ PSI و 5G منحصراً برای کاربردهای گاز داخلی هستند. رتبه ½ PSI نصب شیر روی تجهیزات را نشان می دهد، در حالی که شیرهای با رتبه 5G در سیستم های لوله کشی مسکونی استفاده می شوند. سیستم های گاز داخلی در مقایسه با خطوط لوله در فضای باز در فشارهای کمتری کار می کنند.
استاندارد CSA 3.16-15 برای همه شیرهای قطع گاز اهرمی اعمال می شود. اینها شیرهای توپی گاز فلزی هستند که به صورت دستی کار می کنند و دارای انتهای فلنجی، رزوه ای یا جوشی هستند. آنها در محدوده دمایی -1048 درجه فارنهایت (-600 درجه سانتیگراد) تا 3272 درجه فارنهایت (1800 درجه سانتیگراد) با حداکثر فشار 125 PSI کار می کنند. این شیرها برای گاز طبیعی، LPG و گاز تولیدی مناسب هستند.
در کارخانه های تصفیه فاضلاب، شیرهایی که الزامات CSA 3.16-15 را برآورده می کنند می توانند برای گاز متان استفاده شوند. با این حال، ممکن است تحت تأثیر تجمع آلاینده ها در اطراف بدنه شیر قرار گیرند. شیرهای توپی گاز برای سیستم های خط لوله حاوی مقادیر کمی سولفید هیدروژن (گاز اسیدی) مناسب نیستند.
برای افزایش راندمان جریان سیال، نظارت و کنترل فشار سیال ضروری است. شیرهای توپی گاز به پورت های گیج فشار برای این منظور مجهز شده اند. اپراتورها می توانند از این گیج ها برای نظارت بر فشار خط لوله و انجام تست های فشار استفاده کنند. گیج های فشار ثابت روی شیرها، کنترل دقیق فشار را تضمین می کنند و به ایمنی و ثبات کاربردهای گاز کمک می کنند.
پورت های فشار استاندارد روی شیرهای توپی گاز دارای رزوه های داخلی ⅛" یا رزوه های لوله ماده (FPT) هستند. این پورت ها شامل دوشاخه های رزوه ای لوله نر ⅛" هستند که در صورت سفت شدن از نشت جلوگیری می کنند.
برخی از تولیدکنندگان از دسته های زرد برای شناسایی آسان استفاده می کنند. اگرچه این یک نشانگر بصری استاندارد نیست، اما به خریداران کمک می کند تا به سرعت شیرهای تایید شده برای سرویس گاز قابل اشتعال را شناسایی کنند. با این حال، نشانگرهای بصری به تنهایی نباید انتخاب را دیکته کنند. خریداران باید تأیید کنند که الزامات خط لوله با تأییدیه ها و رتبه بندی های CSA مطابقت دارد.
شیرهای توپی گاز در کاربردهایی با محدوده دمایی و فشاری متفاوت استفاده می شوند. برای اطمینان از عملکرد ایمن، آنها تحت آزمایش های پنوماتیکی دقیق برای ارزیابی راندمان در شرایط مختلف قرار می گیرند. طبق استانداردهای CSA، شیرهای توپی گاز باید 1.5 برابر فشار نامی خود را تحمل کنند. شیرهای دارای گواهینامه CAN 3.16 برای رتبه بندی های فشار بالاتر طراحی شده اند و گاهی اوقات ممکن است از تست فشار معاف شوند.
در زیر رتبه بندی های رایج CSA و فشارهای تست مربوطه (بر حسب PSIG) آمده است:
هر شیر توپی گاز دارای یک رتبه بندی گواهینامه CSA خاص است. با این حال، شیرهایی با رتبه بندی CSA یکسان ممکن است دارای تحمل فشار و دمای متفاوتی باشند. شیرهای مورد استفاده در فرآیندهای صنعتی شدید ممکن است برای برآورده کردن حداقل الزامات CSA نیاز به اصلاحات و آزمایش های اضافی داشته باشند.
شیرهای توپی گاز در طرح های مختلف متناسب با کاربردهایشان ارائه می شوند. سیستم های خط لوله برای گاز طبیعی، تامین گاز پاک یا هوای فشرده معمولاً از شیرهای توپی کاملاً جوش داده شده استفاده می کنند. این شیرها جمع و جور هستند، عایق بندی آنها آسان است، آب بندی دو جهته را ارائه می دهند و برای عملکرد بدون نیاز به تعمیر و نگهداری طراحی شده اند. آنها از مواد با استحکام بالا ساخته شده اند و دارای مهر و موم های PTFE فنری و O-ring برای حداکثر آب بندی هستند.
در فرآیندهایی که نیاز به موقعیت های کاملاً باز یا کاملاً بسته دارند، از شیرهای توپی گاز با انتهای فلنجی یا جوشی استفاده می شود. اینها معمولاً در تقاطع های خط لوله گرمایشی یا ایستگاه های مبدل حرارتی نصب می شوند.
هنگام انتخاب یک شیر توپی گاز، محیط نصب (داخلی یا خارجی) را در نظر بگیرید و اندازه مناسب را برای برآورده کردن الزامات فرآیند انتخاب کنید.
برای هر کاربرد صنعتی، الزامات عملکرد سیستم، از جمله نرخ جریان، فشار و محدوده دما را تعیین کنید. خواص شیمیایی محیط سرویس را ارزیابی کنید. سیستم های خط لوله با مقادیر کمی گاز اسیدی باید از شیرهای PTFE-seated استفاده کنند، زیرا از نظر شیمیایی بی اثر هستند، در حالی که شیرهای فلزی ممکن است تحت شرایط مشابه خورده شوند.
شیرهای توپی گاز برای خطوط لوله بحرانی باید به حداقل نگهداری نیاز داشته باشند. رسانه های ساینده و آلاینده ها در خط لوله باید به حداقل برسند تا از آسیب زودرس شیر جلوگیری شود.
شیرهای توپی گاز یک راه حل مقرون به صرفه و عملی برای خدمات گاز قابل اشتعال در کاربردهای مختلف صنعتی ارائه می دهند. استفاده از آنها توسط رتبه بندی ها و گواهینامه های CSA هدایت می شود و عملکرد ایمن را در شرایط مختلف فرآیند تضمین می کند.