شیرهای صنعتی اجزای کنترلی حیاتی در سیستمهای تحویل سیال هستند که روشهای طبقهبندی مختلفی عمدتاً بر اساس عملکرد، فشار، دما و روشهای فعالسازی دارند. در زیر رویکردهای طبقهبندی رایج و انواع شیرهای معمول آمده است:
طبقهبندی بر اساس عملکرد
-
شیرهای قطع و وصل: برای اتصال یا مسدود کردن جریان سیال استفاده میشوند، مانند شیرهای دروازهای، شیرهای کروی، شیرهای توپی، شیرهای پروانهای و شیرهای پلاگ.
محصولات نمونه:- شیر دروازهای کشویی پنوماتیکی دستی (DN150، اتصال فلنجی، مناسب برای کنترل هیدرولیک خط لوله)
- شیر توپی فلنجی استیل ضد زنگ (DN125، آببند نرم، برای قطع جریان استفاده میشود)
-
شیرهای یکطرفه: از برگشت سیال جلوگیری میکنند، مانند شیرهای یکطرفه بالابرنده و شیرهای یکطرفه نوسانی.
-
شیرهای کنترل: فشار و جریان سیال را تنظیم میکنند، مانند شیرهای کاهنده فشار و شیرهای دریچهای.
-
شیرهای ایمنی: با تخلیه سیال اضافی، محافظت در برابر فشار بیش از حد را فراهم میکنند.
-
شیرهای انحرافی: سیال را توزیع یا مخلوط میکنند، مانند شیرهای پلاگ سهراهه و تلههای بخار.
طبقهبندی بر اساس فشار اسمی
- شیرهای کمفشار: PN ≤1.6 MPa
- شیرهای فشار متوسط: PN 2.5–6.4 MPa
- شیرهای فشار بالا: PN 10–80 MPa
- شیرهای فشار فوقالعاده بالا: PN ≥100 MPa.
طبقهبندی بر اساس دمای عملیاتی
- شیرهای دمای بالا: t >450°C (به مواد خاصی مانند فولاد کروم-مولیبدن-وانادیوم، با کاپوتهای گسترده و فرآیندهای جوشکاری حلقه آببندی نیاز دارند)
- شیرهای دمای متوسط: 120°C ≤ t ≤450°C
- شیرهای دمای نرمال: -40°C ≤ t ≤120°C
- شیرهای دمای پایین: -100°C ≤ t ≤-40°C
- شیرهای دمای فوقالعاده پایین: t <-100°C.
طبقهبندی بر اساس روش فعالسازی
- شیرهای دستی: مانند شیرهای توپی دستی و شیرهای دروازهای با ساقه بالارونده و آببند نرم
- شیرهای فعالشونده با نیرو: شامل انواع برقی، پنوماتیکی و هیدرولیکی، مانند شیرهای قطع و وصل پنوماتیکی.
سایر روشهای طبقهبندی
- بر اساس نوع اتصال: فلنجی، جوشی یا اتصالات فشاری.
- بر اساس اندازه پورت: کوچک (DN<40mm)، متوسط (DN50–300mm) و بزرگ (DN≥350mm).
طبقهبندیهای فوق یک چارچوب اساسی برای شیرهای صنعتی ارائه میدهند. انتخاب واقعی باید بر اساس شرایط کاری خاص (به عنوان مثال، خواص سیال، فشار و الزامات دما) باشد.
مواد رایج شیر
مواد شیرهای صنعتی بسیار متنوع هستند و انتخاب ماده مناسب بر اساس سیال کاری، دما و شرایط فشار بسیار مهم است. در زیر مواد رایج شیر و ویژگیهای آنها آمده است:
مواد رایج بدنه
- چدن خاکستری
- مناسب برای فشارهای اسمی PN ≤1.0 MPa و دماهای -10°C تا 200°C در آب، بخار، هوا و سایر سیالات.
- هزینه کم اما با مقاومت کششی کمتر و مقاومت دمایی متوسط (توصیه شده زیر 200 درجه سانتیگراد).
- چدن چکشخوار
- مناسب برای PN ≤2.5 MPa و دماهای -30°C تا 300°C در آب، بخار و سیالات روغنی.
- مقاومت و چقرمگی بهتر از چدن خاکستری، با مقاومت در برابر سایش خوب.
- چدن داکتیل (چدن نشکن)
- مناسب برای PN ≤4.0 MPa و دماهای -30°C تا 350°C در آب، بخار و روغن.
- خواص مکانیکی نزدیک به فولاد، با مقاومت کششی و چقرمگی بالا.
- فولاد کربنی (به عنوان مثال، WCB)
- مناسب برای PN ≤32.0 MPa و دماهای -30°C تا 425°C در محیطهای فشار بالا، مانند نفت و بخار.
- عملکرد کلی خوب، با مقاومت قوی در برابر فشار و ضربه.
- فولاد ضد زنگ
- فولاد ضد زنگ آستنیتی (به عنوان مثال، 304/316): مقاومت در برابر خوردگی عالی. 304 برای محیطهای عمومی مناسب است، در حالی که 316 برای سیالات خورنده حاوی کلرید مناسب است.
- به طور گسترده در صنایع شیمیایی و غذایی استفاده میشود.
- آلیاژهای مس
- مناسب برای PN ≤2.5 MPa در آب، آب دریا، اکسیژن و سایر سیالات، با دماهای -40°C تا 250°C.
- فولاد دمای پایین
- مناسب برای PN ≤6.4 MPa و دماهای ≥-196°C در گاز طبیعی مایع، نیتروژن مایع و سایر کاربردهای برودتی.
- پلاستیکها / لاستیک آستر / PTFE آستر
- مقاومت در برابر خوردگی خوب، مناسب برای سیالات کمفشار، کمدما یا بسیار خورنده.
مواد آببندی و بستهبندی
- سطوح آببندی: باید در برابر خوردگی و سایش مقاوم باشند، معمولاً از PTFE (تفلون) یا فلزات (به عنوان مثال، 1Cr13، 1Cr18Ni9) ساخته میشوند.
- بستهبندی: معمولاً طناب PTFE یا آزبست، بر اساس سیال، دما و فشار انتخاب میشود.
ملاحظات کلیدی انتخاب
- ویژگیهای سیال: برای سیالات خورنده، فولاد ضد زنگ (به عنوان مثال، 316L) یا شیرهای آستر شده را در اولویت قرار دهید.
- دما و فشار: محیطهای با دمای بالا و فشار بالا به فولاد کربنی یا آلیاژی نیاز دارند، در حالی که کاربردهای برودتی به فولاد دمای پایین نیاز دارند.
- مقرون به صرفه بودن: در شرایط سخت، مواد با مقاومت بالا در برابر خوردگی (به عنوان مثال، 316) ممکن است اقتصادیتر باشند.
برای جزئیات بیشتر در مورد مواد خاص (به عنوان مثال، تفاوتهای بین فولاد ضد زنگ 304 و 316) یا مواد آببندی، به منابع زیر مراجعه کنید:
- راهنمای انتخاب شیر فولاد ضد زنگ (آموزش ویدیویی)
- توضیحات دقیق مواد شیر و روابط دما (مقاله فنی)