یکی از تجهیزات پراستفاده در صنعت گاز، شیر سیلندر می‌باشد. از این وسیله برای باز و بسته کردن کپسول گاز استفاده می‌شود، که با کمک آن می‌توان جریان گاز را کنترل کرد. با توجه به محتویات داخل سیلندر نوع شیر متفاوت بوده، که نوعی از آن‌ها برای گاز، برخی برای فاز مایع و نوع دیگر برای هر دو فاز قابل کاربرد هستند. از آن‌جایی که این قطعه به عنوان آسیب‌پذیرترین قسمت کپسول شناخته می‌شود، درک کاملی از آن ضروری است. بنابراین، در این مقاله سعی بر آن شده است تا اطلاعات مفید و کاملی در رابطه با این تجهیز و موضوعات پیرامون آن در اختیار شما قرار گیرد.
شیر سیلندر چیست؟
شیر سیلندر یکی از تجهیزاتی می‌باشد، که همراه با کپسول گاز مورد استفاده قرار می‌گیرد. به عنوان رابط اصلی بین بخش داخلی و خارجی کپسول عمل کرده و پر و خالی کردن سیلندر از این طریق صورت می‌گیرد. از دیگر فواید این تجهیز، تنظیم یا کنترل جریان گاز ورودی و همچنین باز و بسته کردن سیلندر است.
انواع شیرهای کپسول و کاربرد آن ها
انواع مختلفی شیر کپسول موجود می‌باشد، که هریک ویژگی‌های مخصوص به خود را دارد. در ادامه به توضیحات کاملی پیرامون این موضوع پرداخته می‌شود:
شیرهای پک شده فشاری Compression Packed Valves
دلیل اصلی این نوع طراحی، ایجاد مهروموم در اطراف بدنه و محور (Spindle) شیر است. یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های این نوع وسیله، مقاومت در برابر گشتاورهای بالا برای غلبه بر هرگونه تجمع نمک یا آلاینده در محل نشست است، که استفاده از آن برای گازهای خورنده مناسب می‌سازد. فشار تست شیرهای پک شده نباید از 50 بار تجاوز کند و به دلیل ذرات تولید شده از نشیمن‌گاه شیر و در نتیجه آن سایش شیر، قابل استفاده برای مواد با درجه خلوص بالا نیستند. این نوع شیر به طور معمول از برنج و یا سیلیکون برنز-آلومینیوم ساخته می‌شود.
شیر با مهروموم اورینگ O-Ring Seal Valves
این نوع شیر دارای محور فوقانی بدون قابلیت بالا آمدن و همچنین محور پایینی رزوه‌ای هستند. دلیل استفاده از حلقه O، ایجاد مهروموم پیرامون محور بالایی می‌باشد. طراحی محور بالایی به گونه‌ای است که عملکرد آن در ابتدا متوقف می‌شود. این موضوع امکان نگهداری شیر و همچنین بازیابی محتویات کپسول در صورت خرابی و حتی زمانی که سیلندر پر است را می‌دهد.
این شیرها نسبت به شیرهای پک عملکرد راحت‌تری دارند، که دلیل این امر، عدم وجود بار پک (Packing Load) برروی محور بالایی است. این تجهیز قابل استفاده برای طیف گسترده‌ای از گازهای فشاری و غیرخورنده که در آن‌ها نیروی گشتاور کم مدنظر است، می‌باشد. جنس بدنه شیر، برنج است.
شیرهای دیافراگمی
علت استفاده از دیافراگم در این نوع شیرها، مهروموم گلند Gland است، که این ویژگی از نشت شیر جلوگیری به عمل می‌آورد. جهت ایجاد مهروموم، مهره گلند به داخل بدنه شیر می‌پیچد و لبه‌های بیرونی دیافراگم‌ها را به لبه‌ای در بدنه می‌بندد. محور پایینی بدون رزوه و بدون روغن‌کاری می‌باشد، که درون یک فنر محصور شده و هنگام باز شدن شیر، آن را از نشمین‌گاه دور می‌کند. محور بالایی به مهره گلند رزوه می‌شود. باز شدن شیر به واسطه ضربه دیافراگم محدود می‌شود، که این موضوع به نوبه خود باعث محدود شدن جریان از طریق شیر می‌شود.
شیرهای دیافراگمی از برنج و یا فولاد ضدزنگ (استنلس استیل) تولید می‌شوند. قابل استفاده برای گازهای سمّی، پیروفوریک (Pyrophoric) و همچنین گاز با خلوص بالا می‌باشند. از دیگر ویژگی‌های این تجهیز می‌توان به تحمل فشار سیلندر تا 200 بار اشاره کرد.
شیرهای فشاری باقیمانده Residual Pressure Valves (RPV)
این نوع شیرها مجهز به یک دستگاه فشار باقیمانده (Residual Pressure Device (RPD)) آفلاین یا درون خطی (Inline) هستند. عملکرد RPD همانند عملکرد یک شیر غیربرگشتی Non-Return Valve (NRV) بوده، که هدف از این کار، ممانعت از جریان برگشتی محتویات پایین دست است که به نوبه خود از خطرات آلودگی که درنتیجه فشار مثبت ایجاد می‌شوند جلوگیری می‌کند.
از مزایای استفاده از RPV بهبودی بخشیدن به ایمنی سیلندر است. همچنین، درجه خلوص محتویات گاز را افزایش می‌دهد. این نوع شیر کاربردهای گسترده‌ای دارد، که از مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- سیلندرهای فولاد کربنی که در آن‌ها احتمال خوردگی داخلی در اثر ورود سیال وجود دارد.
- کاربردهایی که در آن‌ها خلوص گاز مهم است.
- گازها و مخلوط‌های گازی که مستعد ترک خوردگی ناشی از تنش هستند.
- کاربردهایی که در آن‌ها آلودگی ناشی از جریان برگشتی می‌تواند شرایط خطرناکی ایجاد کند.
شیرهای نشسته معکوس Reverse Seated Valves
در این نوع شیرها از حلقه O برای مهروموم کردن پیرامون محور شیر استفاده می‌شود. فشار موجود باعث می‌شود شیر بسته نگه داشته شود و با کاهش فشار سیلندر، کل نیروی موجود برای بسته نگه داشتن شیر نیز کاهش یابد و بسته شدن صندلی به‌واسطه نیروی فنر صورت گیرد. اگر هنگام بسته شدن شیر نشتی در نشیمن‌گاه وجود داشته باشد، هیچ راهی برای اعمال نیروی بیشتر به صورت دستی وجود ندارد.
از شیرهای نشسته معکوس برای کاربردهای آتش نشانی که در آن‌ها آزادسازی سریع گاز دی‌اکسیدکربن ضروری است استفاده می‌شود.
شیرهای پک ادغام شده با فناوری مهروموم اورینگ Compression Packed Valves with O-ring Seal Technology
این شیرها ترکیبی از بسته‌بندی (Packing) فشرده Gland و فناوری حلقه O (O-ring) برای مهروموم کامل شیر می‌باشند. محور پایینی از طریق یک مفصل لغزنده به محور بالایی متصل می‌شود. محور پایینی نسبت به نشیمن‌گاه فاقد چرخش مهرموم بوده، که تولید ذرات و در نتیجه آن سایش را کاهش می‌دهد. مهره Gland معمولاً توسط یک مهره قفلی که دارای رزوه‌هایی در جهت مخالف است تثبیت شده تا از این طریق بتوان از شل شدن تصادفی مهره Gland جلوگیری کرد. شیرهای به طور معمول از برنج، سیلیکون برنز-آلومینیوم، کربن استیل و استنلس استیل ساخته می‌شوند. طراحی آن‌ها به گونه‌ای است که آن را برای گازهای سمّی و خورنده مناسب می‌سازد. همچنین، قابلیت تحمل فشار تا 200 بار را دارند.
ویژگی‌های شیر سیلندر
شیرهای کپسول گاز براساس پارامترهای مختلفی نظیر جنس، ساختار و جهت چرخش به انواع مختلفی طبقه‌بندی می‌شوند، که در جدول زیر به ویژگی‌های هریک از آن‌ها پرداخته می‌شود:
نحوه کار با شیر سیلندر
جهت باز و بسته کردن شیر به طور عمده از فلکه دستی استفاده می‌شود. با این حال، انواعی از این تجهیز وجود دارند که باز و بسته کردن آن‌ها به کمک خار اهرمی صورت می‌گیرد. برای باز کردن، شیر را به صورت پادساعتگرد و برای بستن، آن را به حالت ساعتگرد می‌چرخانیم.
نکات ایمنی
کار با شیرهای سیلندر نیازمند رعایت کردن یک سری نکات ایمنی می‌باشد، که در ادامه به مهم‌ترین آن‌ها اشاره می‌شود:
از محکم بستن و سفت کردن بیش از حد شیرها خودداری کنید. از دستکش حین کار با آن‌ها استفاده کنید.
استفاده از آچار و دیگر ابزارها به منظور باز و بسته کردن شیر خودداری کنید.
رزوه‌های درونی تنظیم کننده فشار بایستی با رزوه‌های روی شیرهای کنترل هماهنگ بوده تا از هرگونه نشتی جلوگیری شود.
از دستکاری و یا برداشتن شیر جداً ممانعت به عمل آورید.
استفاده از ابزار تنظیم کننده فشار شامل رگلاتور و مانومتر پیشنهاد می‌گردد. برای کاهش فشار گاز کپسول نباید از وسایل مسدودکننده مسیر شیر استفاده کرد.
استاندارد شیرهای خروجی سیلندر
استانداردهای شیر سیلندرگاز مختلف بوده، که بر اساس آن رزوه‌های خروجی طراحی‌های متفاوتی دارند. جدول زیر مهم‌ترین استاندارد بین المللی شیرهای کپسول را بیان می‌کند:
خرید شیر کپسول
یکی از مهم‌ترین نکاتی که پیش از خرید شیر این وسیله باید به آن توجه داشت، کیفیت بالای آن است. استفاده از شیرهای غیراستاندارد و یا محصولاتی که ایراد فنی دارند باعث خسارت‌های جبران‌ناپذیری می‌شوند. این محصول را باید از مراکزی که شناخته شده بوده و سابقه طولانی و درخشانی در زمینه فروش شیر سیلندر دارند خریداری کرد.
قیمت این تجهیز نیز از دیگر عوامل مهم پیش از خرید است. با توجه به این‌که انواع مختلفی از آن موجود می‌باشد، و کشورها و برندهای متفاوتی در تولید آن نقش دارند هزینه این محصول متغیر است. بنابراین، توصیه می‌شود جهت اطلاع از قیمت شیر سیلندر با کارشناسان تماس حاصل شود.
