شیر بال ولو

شیر بال ولو (ball valve) یا شیر توپی از مهمترین شیرآلات صنعتی و تجهیزات های اصلی برای انسداد و تنظیم جریانات سیال (نفت، گاز، بخار و غیره) در صنایع پتروشیمی به شمار می‌رود. شیرهای بال ولو به خاطر ساختمان داخلی ساده ای که دارند نسبت به سایر شیرها بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند. توجه نمایید که برای طراحی این قطعات از گردش نود درجه ای یک گوی تو خالی استفاده شده است. این امر بدین گونه است که با چرخش گوی، جریان سیال قطع و یا وصل می گردد. طی پژوهش های متخصصان تکنوپایپ، در سالهای اخیر طراحی های متفاوتی برای شیر های توپی صورت گرفته است که باعث تنوع این شیرها در صنعت شده است. توجه نمایید که شیرهای بال ولو در صنایع گوناگونی مورد استفاده قرار می گیرد.

آشنایی با شیر بال ولو

شیرهای بال ولو دارای ساده ترین طراحی می باشند که برای قطع و وصل جریان سیال از آن استفاده می شود. در این شیرها از یک توپ فلزی استفاده می گردد که به صورت علامت به علاوه، از یک جهت کاملاً باز بوده و از یک جهت مسدود می باشد. نحوه کار شیرهای بال ولو بدین صورت می باشد که توپ درون شیر دارای مجرایی است که در هنگامی که کاملاً با دو انتهای شیر تراز شود، جریان آزادانه از طریق آن عبور می کند و هنگامی که مجرا کاملاً بر انتهای دستگاه عمود است، شیر به طور کامل مسدود می گردد.

نکته این است که مجرا در هر وضعیت دیگری قرار بگیرد، جریان به طور جزئی قطع می شود. توجه نمایید که برای برقراری جریان سیال کافی است سمت باز شیر در مسیر جریان قرار گیرد. متخصصان تکنوپایپ معتقدند که غالبا شیرهای بال ولو به صورت صفر و صدی و به منظور قطع و وصل کامل جریان طراحی می شوند. واقعیت این است که شیرهای بال ولو قابلیت استفاده در سیستمهای کنترلی را ندارند.

با این حال، جالب این است که این شیرها کاربردهای بسیاری در صنایع متفاوت دارند. به نظر شما چرا با وجود این مسئله باز هم شیرهای بال ولو در صنایع مختلفی مورد استفاده قرار می گیرند؟ متخصصان تکنوپایپ بر این باورند که سرعت عملکرد بالا به همراه طراحی ساده آن دلیل استفاده مکرر آن در صنعت می باشد. واقعیت این است که این طراحی ساده منجر به کاهش هزینه های نصب شیر در خط جریان می گردد.

مهمترین ویژگی های شیر بال ولو

از جمله برخی از مهمترین ویژگی های شیر بال ولو از دیدگاه متخصصان تکنوپایپ عبارتند از:

• BS 5351، API 6D(فورج)
• ASME B16.34(درجه بندی فشار و دما)
• ASME B16.5 / B16.47(انتهای فلنج)
• ASME B16.25(پایانه های جوش)

انواع شیرهای بال ولو

به نظر شما نحوه طبقه بندی شیرهای بال ولو مبتنی بر چه معیارهایی می باشد؟ متخصصان تکنوپایپ بر این باورند که طبقه بندی این شیرها بر اساس شش معیار زیر می باشد. این موارد عبارتند از:

• نوع طراحی: فلوتینگ Floating یا شناور، ترونیون Trunnion و دابل بلک اند بلید Double Block and Bleed یا شیر انسداد و تخلیه
• تعداد پورتها(ورودی): نوع استاندارد با 2 پورت (1 ورودی، 1 خروجی)، 3 طرفه نیز موجود است
• اندازه مجرا: مجرای کامل (Full Bore یا کاهنده Reduced Bore FB در مقابل RB)، و V شکل
• مونتاژ بدنه: یکپارچه (بدنه توپ از یک قطعه کست یا استیل فورج ساخته شده است)، 2 یا 3 قطعه (بدنه حاصل از مونتاژ دو یا سه قسمت مختلف است)
• مدخل توپ: ورودی جانبی یا ورودی بالایی
• نوع سیت: فلزی یا نرم (تفلون)

آشنایی با برخی از مهمترین شیرهای بال ولو

بیایید تا با هم نیم نگاهی به برخی از مهمترین شیرهای این رسته از دید پژوهشگران تکنوپایپ بیاندازیم. در این بخش شیرهای بال ولو فلوتینگ Floating ،شیرهای توپی ترونیون Trunnion، قطر کم( Reduced bore)، قطر زیاد (Full bore) و وی شکل (V-Shaped ball valve) به طور اجمالی مورد بررسی قرار می گیرد.

الف)شیرهای بال ولو فلوتینگ Floating

در این نوع شیرهای بال ولو، توپ در مایع در حال جریان معلق می باشد و با فشرده سازی دو سیتِ الاستومری در مقابل آن، در موقعیتش نگه داشته می شود. شافت نیز در بالای توپ وصل شده و اجازه می دهد تا با حرکت ربع گرد (90 درجه) از حالت باز به حالت بسته تغییر کند. وقتی که شافت حرکت می کند، یک باری بر روی توپ اعمال می شود که سبب فشرده شدن آن در مقابل سیت می شود. مهندسان تکنوپایپ بر این باورند که این طراحی سبک و اقتصادی بوده و اندازه مجرای آن تا 10 اینچ مناسب است. اگر اندازه مجرا بیش از این باشد، سیت قادر به تحمل توپ های سنگین تر نبوده و شیر توپی نمی تواند عملکردی ایمن و کارآمد را در پی داشته باشد. همچنین شیرهای فلوتینگ امکان باز و بسته نمودن جریان را به صورت دو طرفه (همانند نوع Trunnion) فراهم می نمایند.

ب)شیرهای توپی ترونیون Trunnion

شیرهای ترونیون برای مقابله با محدودیت های اندازه شیرهای فلوتینگ معرفی گشته اند. متخصصان تکنوپایپ بر این باورند که در این نوع شیرها، شافت، توپ و استوانه نگهدارنده به عنوان یك مونتاژِ واحد عمل کرده كه قادر به تحمل بارهای سنگین تولید شده توسط توپ هایی با ابعاد بزرگ می باشد.

ج)قطر کم( Reduced bore)

در طراحی این قطعات، معمولاً طراحی بخش توپی شیر به گونه ای است که قطر کمتری نسبت به خط لولۀ اصلی را داراست. مهندسان تکنوپایپ معتقدند که این موضوع باعث افت فشار جریان در شیر می شود.

د) قطر زیاد (Full bore)

توجه نمایید که اگر طراحی توپی به شکلی باشد که قطر آن دقیقاً هم اندازۀ قطر خط لوله باشد، افت فشاری در مسیر جریان سیال پیش نخواهد رفت. طی پژوهش های متخصصان تکنوپایپ، مزیت دیگر شیرهای Full bore این است که تمیز کردن خط لوله در این حالت ساده تر می باشد.

ه) وی شکل (V-Shaped ball valve)

پژوهشگران تکنوپایپ معتقدند که این نوع از شیرهای بال ولو دارای طراحی جالبی می باشد. شکل طراحی نشیمن گاه و یا همان فضای باز توپی در این حالت شبیه به حرف V انگلیسی است. دلیل انتخاب این طراحی ایجاد امکان کنترل جریان سیال در خط لوله است. همان طور که پیشتر گفته شد از بال ولو برای کنترل جریان استفاده نمی گردد، ولی از توپی های وی شکل و با اتصال به یک کنترل کننده نیوماتیکی یا موتور الکتریکی، می توان میزان جریان سیال را تا حدودی کنترل نمود. برای مشاهده لیست قیمت شیرآلات چدنی کلیک کنید.

مزایا شیرهای بال ولو

متخصصان تکنو پایپ برخی از مزایای شیر توپی یا بال ولو را به شرح زیر اعلان نمودند:

• ایجاد افت اندک فشار
• اطمینان از ساختار بسیار محکم شیرهای بال ولو بدون نیاز به نیروی گشتاوری بالا
• نصب آسان
• باز و بسته شدن سریع با یک حرکت چرخشی 90 درجه (ربع گرد)
• آب بندی مناسب
• داشتن یک طراحی متراکم و کم حجم

معایب شیرهای بال ولو

شاید این سوال برایتان مطرح شود که آیا شیرهای بال ولو دارای معایبی نیز می باشند؟ پاسخ بله است، متخصصان تکنوپایپ برخی از  معایب جزئی را از قرار زیر می دانند:

• این نوع شیر قابلیت تنظیم و کنترل ضعیفی دارند چون برای انسداد و قطع جریان و نه برای تعدیل آن طراحی شده اند. کنترل جریان باعث می شود که سیت (Seat) به دلیل سرعت بالا و فشار زیاد جریان در شیر، تا حدی در معرض فرسایش قرار بگیرد. این سایش و اصطکاک به مرور سبب نشت شیرها می گردد.
• برای عبور مخلوط مایع و جامد نمی توان از شیرهای بال ولو استفاده کرد، چون تجمع ذرات معلق و باقی مانده باعث نشت دریچه می گردد. این ذرات در حفره هایی در مجاورت بال Ball و سیت (Seat) حالت جامد پیدا کرده و سفت می شوند. شیرهای توپی برای گازها و سایر جریانات مایع بسیار کارآمد محسوب می گردند.
• این احتمال وجود دارد که تمیز کردن آنها دشوار باشد.

در این مقاله سعی شد تا با نیم نگاهی به شیرهای بال ولو، اطلاعات مختصر و مفیدی پیرامون این نوع شیرها در اختیار مخاطبان قرار گیرد. در این متن با اشاره به مهمترین ویژگی های شیر بال ولو، انواع آن و برخی از مهمترین ها شیرهای بال ولو مورد بررسی قرار گرفت.

در پایان نیز با ذکر برخی از اساسی ترین مزایا و معایب این شیرها تلاش شد تا اطلاعات تکمیلی کاملی در اختیار مشتریان عزیز قرار گیرد. مجموعه تکنوپایپ با دارا بودن متخصصان مجرب در این حوزه تلاش می نماید تا پاسخگوی نیاز مخاطبان به طور کامل بوده و کلیه خدمات موردنیاز را به مشتریان حرفه ای خود عرضه نماید.

سوالات مهم شیرهای بال ولو