شیر اطمینان
شیر اطمینان که نام اصلی آن Pressure Safty Valve است و به اختصار PSV نیز به آن می‌گویند نوعی از شیرهای صنعتی است که برای حفظ ایمنی در سیستم‌های صنعتی به کار می‌رود. وظیفه‌ی اصلی شیر اطمینان کنترل فشار در سیستم‌ها به کار می‌رود. به این معنی شیر اطمینان درمکان مناسب تعبیه می‌شود تا در صورت بالاتر رفتن فشار موجود در سیستم از حد مجاز آن را کنترل، تنظیم و ثابت نماید و مانع از آسیب رسیدن به سیستم، قطعات، خطوط و لوله‌ها شود. به همین دلیل انتخاب شیر اطمینان و استفاده از آن حائز اهمیت می‌باشد.
مکانیزم عملکرد شیر اطمینان
شیرهای اطمینان در قسمت‌هایی از سیستم که در آن احتمال بالا رفتن فشار می‌رود، تعبیه می‌شوند. در این شیرها قطر ورودی از قطر خروجی کوچکتر است و شیر توسط یک فنر کنترل می‌شود. هنگامی که سیال یا فشار موجود در سیستم به شیر اطمینان می‌رسد، در صورتی که از میزان فشار تعیین شده فراتر باشد، فنر کنار رفته و شیر به سرعت باز می‌شود. به این ترتیب با آزاد شدن مقداری از سیال به بیرون، از فشار موجود کاسته و از آسیب‌های احتمالی جلوگیری می‌شود. اینکه چه حجمی از سیال از طریق شیر اطمینان از مدار خارج شود توسط مساحت سطح مقطع و اندازه نازل مشخص می‌شود. افزایش فشار در مخازن و سیستم‌ها ممکن است بر اثر عوامل مختلفی چون: اختلال در عملکرد شیرهای کاهش فشار، خراب خنک کننده‌ها، صدمه دیدن خطوط مبدل حرارتی، آتش سوزی، رخ دادن واکنش شیمیایی بین قطعات داخلی سیستم، بالا رفتن ناگهانی و بیش از حد دما در داخل یا خارج از سیستم، مسدود شدن دریچه‌ی خروجی و … رخ دهد. شیرهای اطمینان را با در نظر گرفتن پارامترهای مختلف باید انتخاب کرد و توجه داشت که حتماً در صورت اختلال در فشار مخزن عمل کرده و با باز شدن فشار اضافه را از مدار خارج کند.
قطعات و اجزا شیر اطمینان
- درپوش
- اسپرینگ
- بونت
- بدنه
- دیسک
- فلنج
- آببند
- فلنج پایین
- نازل
شیر اطمینان متعادل فانوسی (Balanced Bellows Safety Relief Valve)
شیر اطمینان متعادل فانوسی از یک فانوس جهت جلوگیری از ورود جریان خروجی به داخل شیر و کاهش تأثیر فشار برگشت استفاده می‌کند. این کار باعث کاهش استهلاک فنر خواهد شد.
این نوع شیر در پمپاژ سیالات دارای خاصیت خورندگی یا دارای فشار بالا مناسب است.
شیر اطمینان معمولی (Conventional Safety Relief Valve)
صفحه گسیختگی (Rupture Disc)
در این مدل شیرها از یک دیسک گسیختگی استفاده می‌شود. این دیسک معمولاً یک صفحه نازک است که باعث کنترل و تنظیم فشار در صورت بالا رفتن از حد مجاز می‌شود.
در پمپ‌های که شیرهای آن احتمال خوردگی، رسوب گرفتگی و نشتی بالایی دارند، از رپچر دیسک استفاده می‌شود.
شیر اطمینان خلاء (Vacuum Relief Valve)
شیر اطمینان خلاء یک شیر کمکی و از نوع بارگذاری وزنه‌ای است که معمولاً در مخازن دخیره با فشارهای کم کاربرد دارد.
شیر اطمینان فنر دار (Spring Loaded Safety Valve)
در شیر اطمینان فنر دار هنگامی که فشار افزایش پیدا کند، فنری که در آن برای بستن دیسک به کار رفته، باز می‌شود. با باز شدن فنر دیسک رها شده و فشار اضافه سیال به خارج جریان می‌یابد. این نوع شیر برای مخازنی که تحت فشار بالایی هستند گزینه‌ی مناسبی است. البته توصیه می‌گردد که از یک آببند در کنار فنر جهت اطمینان از برنگشتن فشار استفاده شود.
شیر اطمینان وزن خالص (Dead-Weight Safety Valve)
در شیر اطمینان وزن خالص نیز از یک دیسک به جای فنر برای کنترل فشار استفاده می‌شود.
انواع شیر اطمینان
شیرهای اطمینان انواع بسیار مختلف و متنوعی دارند که عبارتند از:
شیر اطمینان (Relief Valve)
نوعی از شیرهای فشار شکن است و در مواقعی کارایی دارد که کاهش فشار نیازمند تخلیه ی حجم زیادی از سیال نیست. شیر ریلیف ولو به طور خودکار و غیر ضربه‌ی عمل می‌کند و معمولاً همیشه در حالت اور فشار برای تنظیم فشار به صورت خودکار عمل می‌کنند.
شیر اطمینان – ایمنی (Safety Relief Valve)
شیر اطمینان با بارگذاری مستقیم (Direct Loaded Safety Relief Valve)
شیر اطمینان با بارگذاری پایلوتی (Pilot Operated Safety Relief Valve)
در این نوع شیرها به جای استفاده از یک فنر بزرگ تنها از یک پایلوت کوچک استفاده می‌شود. قطعات شیر با بازگذاری پایلوتی عبارتند از: شیر اصلی، دیسک با پیستون (دیافراگم)، پایلوت
هنگامی‌که فشار از حد تعیین شده بالاتر رود، پایلوت مانع از ورود جریان به محفظه‌ی پیستون خواهد . همزمان بدنه پیستون خالی می‌شود و این باعث باز شدن دیسک و کنترل فشار خواهد شد.
شیرهای پایلوت دار به دلیل حذف فنر بزرگ، دارای وزن و قیمت کمتر نسبت به انواع شیرهای فنردار است. همچنین به دلیل وجود یک فیلتر در داخل ساختار از آلودگی و کثیفی جلوگیری می‌کنند.
Set Point
تعیین و تنظیم نقطه فشار یعنی تنظیم کردن زمانی که شیر باید عمل کرده، باز شده و فشار در سیستم را کاهش دهد. تنظیم نقطه فشار بسیار ضروری و مهم است زیرا:
- امنیت سیستم به این نقطه وابسته است.
- باعث کارکرد شیر با کمترین صدا خواهد شد.
- باعث جلوگیری از آسیب به شیر خواهد شد.
اگر این نقطه بالاتر از فشار تعیین شده باشد، موجب وارد آمدن خسارت به سیستم خواهد شد.از طرفی اگر این نقطه پایین‌تر از فشار تعیین شده باشد، جز بازشدن مکرر و بیهوده شیر اطمینان و افزایش استهلاک آن هیچ فایده‌ی ندارد.
در تنظیم نقطه فشار شیر اطمینان باید دامنه ی نوسانات فشار سیستم را نیز در نظر داشت. چرا که اگر تغییرات احتمالی فشار سیستم درنظر گرفته نشود، پدیده‌ی سیمرینگ اتفاق می‌افتد. به عبارت دیگر شیر اطمینان بیشتر نزدیک به بسته خواهد ماند که باعث آلودگی صوتی، آسیب دیدن قطعات شیر و نشت خواهد شد.
Over Pressure
بالاترین میزان فشاری است که باعث کامل باز شدن شیر اطمینان و بیشترین میزان تخلیه خواهد شد. این فشار با توجه به ویژگی‌های سیال، شرایط محیطی، کاربردها و استانداردها متفاوت است. اما آنچه مشخص است باید از فشار نقطه تنظیم بیشتر باشد.
Blow Down
پایین‌ترین میزان فشاری که برای بسته شدن کامل و مجدد شیر اطمینان بعد از هر بار باز شدن و تخلیه نیاز است. این میزان براساس مقدار اختلاف با نقطه ی تنظیم شیر اطمینان محاسبه می‌شود.