راهنمای انتخاب اندازه و کلاس فشار صحیح شیر دروازه‌ای

درست مانند دریچه‌ها در رگ‌های خونی انسان، شیرهای دروازه‌ای صنعتی به عنوان مکانیزم‌های کنترلی ضروری برای سیستم‌های سیال عمل می‌کنند. انتخاب اندازه و درجه فشار صحیح شیر دروازه‌ای برای اطمینان از ایمنی، کارایی و طول عمر سیستم بسیار مهم است. این مقاله به بررسی ملاحظات فنی پشت این مشخصات و عوامل مؤثر بر آنها می‌پردازد.

شیرهای دروازه‌ای: مرکز کنترل سیستم‌های لوله‌کشی

شیرهای دروازه‌ای برای باز یا بسته کردن کامل جریان سیال در خطوط لوله طراحی شده‌اند. برخلاف انواع دیگر شیرها، آنها در کاربردهای جداسازی نسبت به تنظیم جریان برتری دارند. هنگامی که کاملاً باز هستند، شیرهای دروازه‌ای افت فشار را با اجازه دادن به جریان بدون مانع به حداقل می‌رسانند. هنگامی که بسته می‌شوند، یک مهر و موم محکم برای جلوگیری از جریان برگشتی ایجاد می‌کنند.

اجزای اصلی شیرهای دروازه‌ای

یک شیر دروازه‌ای استاندارد از اجزای زیر تشکیل شده است:

• بدنه: محفظه اصلی حاوی اجزای داخلی
• دروازه: قسمت متحرکی که مسیر جریان را مسدود یا باز می‌کند
• ساقه: شفت متصل کننده دروازه به دسته یا محرک
• نشیمنگاه: یک مهر و موم محکم را هنگام بسته شدن کامل دروازه فراهم می‌کند
• کلاهک: پوشش بالایی که ساقه و سایر اجزا را محکم می‌کند

اندازه شیر دروازه‌ای: تطبیق دقیق جریان

اندازه شیر دروازه‌ای به قطر دهانه شیر اشاره دارد که باید با قطر لوله مطابقت داشته باشد تا از محدودیت‌های جریان جلوگیری شود. اندازه‌ها معمولاً در NPS (استاندارد آمریکای شمالی) یا DN (استاندارد متریک بین‌المللی) مشخص می‌شوند.

محدوده اندازه‌های استاندارد شیر دروازه‌ای

شیرهای دروازه‌ای در اندازه‌های زیر موجود هستند:

• ½" تا 2" (DN15 تا DN50): برای کاربردهای کوچک مانند لوله‌کشی مسکونی
• 2½" تا 12" (DN65 تا DN300): رایج در سیستم‌های صنعتی در مقیاس متوسط
• 14" تا 60" (DN350 تا DN1500): در کاربردهای بزرگ شهری و صنعتی استفاده می‌شود

عوامل کلیدی مؤثر بر اندازه شیر

عوامل متعددی اندازه مناسب شیر دروازه‌ای را تعیین می‌کنند:

• الزامات نرخ جریان
• حداکثر سرعت مجاز سیال
• نوع کاربرد (به عنوان مثال، دوغاب در مقابل سیالات تمیز)
• طرح لوله و اندازه‌های اتصال

درجه‌بندی فشار شیر دروازه‌ای: اطمینان از عملکرد ایمن

درجه‌بندی فشار، حداکثر فشاری را که یک شیر می‌تواند با خیال راحت تحمل کند، تعریف می‌کند. این درجه‌بندی‌ها تحت تأثیر مواد، طراحی و کاربرد مورد نظر هستند.

استانداردهای درجه‌بندی فشار

سیستم‌های درجه‌بندی رایج عبارتند از:

• کلاس‌های ANSI/ASME: 150، 300، 600 و غیره، با اعداد بالاتر نشان‌دهنده تحمل فشار بیشتر
• رتبه‌بندی PN: استاندارد اروپایی (به عنوان مثال، PN10، PN16) که ظرفیت فشار را بر حسب بار نشان می‌دهد

رابطه دما-فشار

با افزایش دما، حداکثر فشار مجاز معمولاً کاهش می‌یابد. این رابطه به ویژه در کاربردهای با دمای بالا مانند سیستم‌های بخار مهم است.

انتخاب شیر دروازه‌ای مناسب

انتخاب شیر مناسب مستلزم در نظر گرفتن موارد زیر است:

• الزامات سیستم (نوع سیال، فشار، دما)
• استانداردها و مقررات صنعت
• امکانات توسعه آینده
• سازگاری مواد با سیال

اشتباهات رایج در انتخاب

خطاهای مکرر عبارتند از:

• نادیده گرفتن تعاملات دما-فشار
• اندازه‌بندی نامناسب (خیلی بزرگ یا خیلی کوچک)
• ناسازگاری مواد
• عدم انطباق با استانداردهای صنعت

نگهداری برای طول عمر

نگهداری منظم عمر شیر را افزایش می‌دهد و عملکرد را تضمین می‌کند:

• بازرسی‌های دوره‌ای برای سایش و خوردگی
• روانکاری مناسب قطعات متحرک
• تست فشار برای تأیید عملکرد
• بررسی یکپارچگی مهر و موم

نتیجه

شیرهای دروازه‌ای نقش حیاتی در سیستم‌های کنترل سیال صنعتی دارند. انتخاب اندازه و درجه فشار مناسب برای عملکرد ایمن و کارآمد ضروری است. با در نظر گرفتن الزامات جریان، دما، مواد و استانداردها، مهندسان می‌توانند عملکرد قابل اعتمادی را تضمین کنند که نیازهای سیستم را برآورده می‌کند.