صنعت تصفیه خانه روغن خوراکی

شیر توپی (Ball valve) دارای یک دریچه کروی است که امکان کنترل جریان سیال را بصورت باز/بسته (صفر/یک) فراهم می کند. عمر طولانی، دوام بالا و آب‌بندی قابل ‌قبول‌ از علل کاربرد زیادشان است. این خواص باعث شده که این شیرها در بسیاری از کاربردها بر شیرآلات نوع کشویی و کروی پیشی بگیرند. این شیرها در کاربردهای گسترده صنعتی برای فشارهایی تا 1000 بار و دماهایی تا 400 درجه سانتی گراد مورد استفاده قرار می گیرند.

این شیر نوعی شیر ربع-گرد (۹۰ درجه) است که عضو مسدودکننده جریان به صورت یک کره سوراخ دار حول یک محور عمودی نسبت به جهت جریان سیال دوران می‌نماید و وظیفه هدایت و تنظیم انواع مختلف سیالات را بر عهده دارند. همچنین مسیر ورود سیال به دو صورت است. مسیر اول با کاهش در سطح مقطع همراه است و حفره روی گوی کوچک تر از ورودی و خروجی شیر می باشد. مسیر نوع دوم کاملا باز و حفره روی گوی به اندازه قطر ورودی و خروجی شیر است.

یکی از عیوب شیرآلات توپی یا شیر گازی این است که سیال می‌توانند در محفظه میانی به دام بیفتد و اگر این سیال تخلیه نگردد می‌تواند در هوای سرد و یخبندان باعث ترک خوردن بدنه شیر گردد.

این نوع شیر در دسته‌بندی شیرآلات قطع و وصل جریان (on- off) قرار داشته و در حالت نیم باز دچار آسیب خواهند شد. عضو مسدودکننده کانال جریان (کره یا گاهأ نیم کره)، که به وسیله ساقه شیر حرکت 90 درجه‌ای خواهد داشت وظیفه باز و بسته کردن شیر را بر عهده دارد. به همین دلیل به آن‌ها شیرهای quarter-turn action و Quick Opening نیز می‌گویند. چنانچه مساحت مجرای عبور سیال، از مساحت خط لوله کوچکتر باشد (Reduce Bore) نامیده می‌شود. در حقیقت نوع طراحی داخل بدنه و اندازه مجرای عبوری به گونه‌ای است که در حالت باز نیز باعث افت فشار در مسیر می‌شود. این کاهش مساحت کانال جریان در صورت طراحی غلط، بروز اغتشاش و تلاطم در جریان سیال را در پی خواهد داشت. همچنین اگر مساحت مجرای عبور سیال، دقیقاً برابر با مساحت خط لوله باشد (Full Bore) نامیده می‌شود. این نوع شیر توپی دارای قابلیت پیگ رانی می‌باشد. این شیرها اکثراً دارای سیستم تزریق گریس بوده و در صورت مشاهده نشتی می‌توان با تزریق گریس‌های مخصوص آببند اضطراری (EMERGENCY SEAL) آن را آب ‌بندی نمود. این گریس‌ها عمدتا پایه سنتتیک (synthetic base) هستند.

• صنایع نفت، گاز و پتروشیمی
• سیستم پایپینگ آب و فاضلاب
• کشتی ها
• صنایع شیمیایی
• صنایع اطفا حریق
• صنایع خودروساز
• صنایع پلاستیک
• صنایع نساجی
• صنایع فلزی
• صنایع دارویی

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

استاندارد های ساخت بدنه شیر توپی

• استاندارد میزان ضخامت بدنه مطابق ASME B16.34می باشد.
• استاندارد ابعاد سطح به سطح (Face To Face) فلنج های شیر و انتها تا انتهای آن (End To End)، در شرایطی که انتهای آنها با جوش لب به لب باشد باید مطابق ASME B16.10 باشد.
• استاندارد ابعاد و صافی درانتهای فلنج ها باید مطابق ASME B16.5 باشد.
• استاندارد جوش های لب به لب باید مطابق ASME B16.25 باشد.
• استاندارد جوشهای ساکتی باید مطابق ASME B16.11 باشد.
• استاندارد اتصالات رزوه ای و نوع رزوه ی مخروطی باید مطابق ASME B1.20.1 باشد.

استاندارهای سرویس شیرهای کمتر از قطر ۲ اینچ دارای بدنه فورج یا کست

• ASTM A105: برای سرویس با درجه حرارت بالا
• ASTM A350 LF2/LF3: برای سرویس با درجه حرارت پایین
• ASTM A182 F304/F316 : برای شیرآلات استیل ضدزنگ یا درجات بالاتر
• ASTM A182 F51: شیرهای دوبلکس
• ASTM A182 F53/F55: فوق العاده دوبلکس

استانداردهای سرویس شیرهای بالاتر از قطر ۲ اینچ دارای بدنه فورج یا کست

• ASTM A216 WCB: برای سرویس با درجه حرارت بالا
• ASTM A352: برای سرویس با دمای پایین
• ASTM A351 CF8/CF8M: برای شیرهای استیل ضدزنگ

کلاس های قابل ارایه شیرآلات توپی

• بال ولو یا شیر توپی کلاس ۱۵۰
• بال ولو یا شیر توپی کلاس ۳۰۰
• بال ولو یا شیر توپی کلاس ۶۰۰
• بال ولو یا شیر توپی کلاس ۹۰۰
• بال ولو یا شیر توپی کلاس ۱۵۰۰
• بال ولو یا شیر توپی کلاس ۲۵۰۰

1. بدنه
2. بونت
3. نشیمنگاه
4. توپی
5. واشر
6. درزگیر
7. آب بند
8. پیچ
9. مهره
10. پیچ
11. محور
12. بوش آببند
13. واشر

• بدنه بال ولو

بدنه بال ولو یا شیر توپی با توجه فشار کاری و درجه حرارت و نوع سیال و سایز متفاوت می باشد ، جنس بدنه Ball Valve از فولاد های (A216 Gr. WCB/A105) و از استیل با گرید های ( S.S 304/ S.S316/ S.S 304L/S.S 316L ) و با آلیاژهای پایه نیکل و برنزی هم استفاده می شود.

• سیت بال ولو

سیت بال ولو یا شیر توپی با توجه به نوع سیال و فشار کاری و درجه حرارت از جنس های مختلف پایه تفلون(PTFE /R PTFE /VITON )، فلز به فلز از جنس برنز و استیل با گرید های مختلف استفاده می شود.

• توپی بال ولو

جنس توپی (گوی کروی) با توجه به نوع سیال و درجه حرارت و فشار کاری گرید از استیل های مختلف و آلیاژ های پایه نیکل ساخته و استفاده می شود.

• شیر توپی فلنچی
• شیر توپی بین فلنچی
• شیر توپی دنده ای (NPT)
• شیر توپی لب جوش (Butt Weld)
• شیر توپی ساکت (Socket Weld)

این نوع شیر توپی یا بال ولو بدنه‌ای یک تکه قالب ریزی شده دارد و همین امر خطر نشتی را کاهش می‌دهد. این نوع شیر توپی ارزان‌ترین نوع موجود است که نمی‌توان آن را برای تمیز کردن یا تعمیر باز کرد. این نوع شیر توپی کاربردی‌ها کمی دارد.

این نوع شیر توپی یا شیر گازی از بدنه دو تکه ساخته شده است. یک قسمت آن در انتهای خود دارای اتصال بوده و قسمت دیگر آن که داخل تکه اول قرار می‌گیرد تریم را در سر جای خود نگاه می دارد. می‌توان قطعات این شیر را برای تمیز کردن، بازرسی و تعمیر باز کرده و از هم جدا نمود و باید برای باز کردن شیر ابتدا آن را از خط لوله جدا نمود.

بدنه‌ این شیر توپی یا شیر گازی از دو کلاهک انتهایی و یک بدنه ساخته می گردد. تمام سه تکه با استفاده از پیچ و مهره به یکدیگر متصل شده‌اند و این اجازه را می‌دهد تا قطعات مرکزی شیر که شامل گوی، استم و نشیمنگاه است را به راحتی از خط لوله جدا کرد. این امکان باعث می‌شود تا بتوان رسوبات شیر را به راحتی تمیز کرده و جابجایی نشیمنگاه‌ها و پکینگ گلند و پرداخت یا پولیش خراش‌های کوچک روی گوی بدون جدا کردن لوله از بدنه شیر انجام گیرد که این یک مزیت محسوب می‌شود. این نوع شیرآلات معمولاً نسبت به انواع دیگر شیر گران‌تر هستند.

بدنه این نوع شیر توپی یا شیر گازی به روش جوشکاری بهم متصل می‌شوند و یک ساختار یکپارچه دارد. تعمیر این شیرها در بسیاری موارد غیرممکن یا بسیار دشوار می‌باشد ولی از مزیت قابل دفن بودن به علت نداشتن اتصالات پیچ و مهره ای دارا می‌باشند.

این شیر توپی در مواردی همچون خطوط دریایی و مناطقی که باید از شیر به صورت دفنی استفاده شود کاربرد دارد. این شیر برای سیالات سمی و مضر کاملاً مناسب بوده و ساختار آن متضمن عدم نشتی در طول عمر شیر است.

در این نوع شیر، گوی توپی آن از قسمت فوقانی مونتاژ می‌شود. با وجود ورودی فوقانی دسترسی به گوی و نشیمنگاه برای تعمیر و نگهداری بدون نیاز به باز کردن شیر امکان‌پذیر می‌باشد. همچنین نیازی به جدا کردن شیر از خط لوله نیست. مزیت این نوع شیر ساخت آن است که حداقل اتصال رزوه‌ای را دارد و احتمال نشتی را به حداقل می‌رساند.

در این نوع شیر، گوی توپی از قسمت جانبی مونتاژ می‌شود. بدنه این شیر معمولاً دو تکه یا سه تکه است. هر قسمت از بدنه توسط پیچ و مهره به قسمت دیگر متصل می‌شود. معمولاً شیرهای توپی با ورودی جانبی از فلز فورج شده ساخته می‌شود. هر قسمت از بدنه فورج شده و سپس بر روی یکدیگر سوار می‌شوند و وجود نقص را نسبت به شیرآلات قالب‌ریزی شده به حداقل می‌رساند. سرهم کردن این نوع شیر و هم‌تراز کردن قسمت تریم آن آسان است. یکی دیگر از مزایای این نوع شیر سریع‌تر بودن فرآیند تولید آن نسبت یه شیرهای قالب‌ریزی شده است.

گوی در پوشش میانی شیر معلق بوده و توسط دو رینگ مختص بستن شیر در سر جای خود نگاه داشته می‌شود. گوی توسط نشیمنگاه شیر پشتیبانی شده و آزاد است که در عرض حرکت کند. فشار سیالی که بر روی گوی وارد می‌شود، آن را به سمت نشیمنگاه‌ها می‌راند و باعث بسته شدن شیر می‌گردد. اکثر شیرهای توپی دارای یک گوی شناور هستند.

شیرهای توپی که دارای گوی شناور هستند به طور گسترده در سیستم‌های با فشار کم یا متوسط مورد استفاده قرار می‌گیرند.

بال ولو شناور به دو دلیل در فشارهای بالا و سایزهای بزرگ مورد استفاده قرار نمی‌گیرد. اولاً ممکن است نیروی زیادی که گوی به نشیمنگاه وارد می‌کند باعث تغییر شکل نشیمنگاه شده و بر روی ویژگی‌های آب‌بندی شیر در فشار کم تاثیر منفی بگذارد. دوماً همان نیروی مشابه عملکرد شیر را دشوار می‌کند، بنابراین برای غلبه بر نیروی نشیمنگاه در اختلاف فشارهای زیاد نیازمند گشتاور بالا خواهد بود.

در این نوع شیرتوپی یا شیر گازی گوی در یک موقعیت ثابت می‌چرخد. گوی نمی‌تواند در عرض حرکت کند چرا که توسط یک شفت در پایین گوی و یک شفت در بالای آن در محل خود نگاه داشته شده است. شیر با فشار سیال رینگ نشیمنگاه شناور را به سمت گوی حرکت داده و آب‌بندی (بستن شیر) را به این شیوه انجام می‌دهد.

شیر توپی ترونیون فشار را از جریان جذب می‌کند، بنابراین تماس بین گوی و نشیمنگاه خیلی تحت فشار نیست و به طور کلی گشتاور عملیاتی می‌تواند پایین‌تر باشد، در نتیجه عملکرد بال ولو ترونیون نسبت به بال ولو شناور آسان‌تر خواهد بود. شیرآلات توپی که قطر زیادی دارند و در فشارهای عملیاتی بالا مورد استفاده قرار می‌گیرند معمولاً دارای طراحی گوی ترونیون هستند.

این شیر توپی از حرکت دورانی برای بستن جریان (آب‌بندی) استفاده می‌کند. برای باز کردن این شیر باید هندویل آن را با دست چند دور بچرخانید. اگر شیر در وضعیت باز قرار داشته باشد، چرخش هندویل در جهت عقربه‌های ساعت باعث می‌شود تا گوی نیز در همان جهت حرکت کرده و پورت موجود در گوی عمود بر جریان قرار بگیرد.

شیر توپی یا بال ولو فول پورت در کاربرد‌هایی استفاده می‌شود که مقاومت کم آن‌ها در برابر جریان ارزشمند است (مانند لوله‌های مکش پمپ) که افت فشار در آن‌ها می‌تواند بر روی عملکرد پمپ تاثیر بگذارد. همچنین از این نوع شیر برای جریان‌هایی که حاوی ترکیبی از سیالات و جامدات هستند نیز استفاده می‌شود، چراکه محدودیت‌های جریان می‌تواند باعث جدایی متریال‌ها و به وجود آمدن تجمع یا کاهش جریان در لوله‌ها گردد.

از این نوع شیر برای کاربرد‌هایی که نیاز به ترکیب کردن و یا منحرف کردن دارند نیز استفاده می‌شود. این نوع از شیرآلات برای متناسب‌سازی طراحی نشده‌اند. شیر توپی یا بال ولو مولتی پورت می‌تواند جریان کامل را از ورودی گرفته و به یک یا چند خروجی هدایت کند. برعکس این موضوع نیز ممکن است یعنی شیر می‌تواند جریان را از یک یا چند ورودی دریافت کرده و آن‌ها را به سمت یک خروجی هدایت نماید.

این نوع شیر پیکربندی و تنظیمات مختلفی دارد، برای مثال می‌توان آن را به صورت سه راه، چهار راه، پنج راه و … تنظیم کرد. اتصالات انتهایی مختلفی نیز برای این نوع شیر وجود دارد که شامل رزوه‌ای، ساکت ولد، فلنجی، بات‌ولد و سه‌گیره می‌شود.

شیرهای توپی معمولی واسط سیال و ضایعات را درون حفره داخلی بدنه به دام می‌اندازند که تمیز کردن آن‌ها غیر ممکن بوده و می‌تواند باعث آسیب به سطح نشیمنگاه شود و عملکرد شیر را مختل کند. این مسئله یکی از مشکلات متداولی است که در فرآوری محصولات مختلف از مونومرهای واکنشی مانند استایرن و بوتادین گرفته تا نشاسته و سیال‌های نیمه مایع (ترکیب مایع و جامد) وجود دارد، زیرا این محصولات به پلیمریزه شدن یا تخمیر شدن در حفره شیرآلات تمایل دارند. در این شرایط بهترین انتخاب استفاده از شیر توپی پر کننده حفره می باشد.

شیر توپی برنجی

• شیر توپی گازی برنجی برای سیالاتی مانند گاز شهری که فشار ودمای پایینی دارند و از نظر خورندگی غیر فعال بوده استفاده می شود .
• رنگ این شیرها طلایی بوده و دارای بدنه یک تکه میباشند و به جهت استفاده فراوان از این نوع شیرها در خطوط انتقال و توزیع گاز ، شیرهای گازی نیز نامیده می شوند.
• از شیر توپی گازی برنجی برای قطع و وصل جریان آب نیز استفاده میشود که اغلب رنگ این شیر ها نقره ای بوده ودارای بدنه ی یک تکه میباشد .
• اساسا از شیر توپی گازی بدنه برنجی برای رنج دمایی و فشاری پایین استفاده میگردد.

شیر توپی پنوماتیک که بال ولو پنوماتیک هم نامیده می شود، با چرخش ۹۰ درجه ای گوی توپی مسیر سیال را قطع و وصل می کند و عملگر (اکچویتور) پنوماتیک انرژی باد فشرده را به حرکت دورانی و خطی تبدیل می کند. شیر توپی پنوماتیک به دلیل باز و بست سریع، در اکثر پروژه های صنعتی که زمان قطع و وصل اهمیت دارد مورد استفاده قرار می گیرد.

اکچویتور پنوماتیک روی شافت چهارگوش شیر توپی مونتاژ می شود و مجموعه شیر توپی پنوماتیک را تشکیل می دهد. انتخاب اکچویتور شیر توپی پنوماتیک به سایز شیر توپی، فشار کاری و دمای سیال بستگی دارد. اکچویتور پنوماتیک یا همان اکچویتور بادی، با فنر رفت و برگشت یا بدون فنر عمل تبدیل و انتقال انرژی را انجام می دهد. برای مونتاژ شیر توپی پنوماتیک، شافت شیر توپی باید چهارگوش باشد. در غیر این صورت باید توسط دستگاه فرز به شافت چهارگوش تبدیل و به عملگر پنوماتیک کوبل شود.

• بدلیل ساختمان ساده این نوع شیر تعمیر و نگهداری آسان تر و کم هزینه تری نسبت به سایر شیرآلات صنعتی دارد.
• از بسیاری از شیرآلات صنعتی مشابه سبکتر و نصب آن بسیار ساده است.
• در حالت باز بودن شیر به صورت کامل جریان سیال یکنواخت بوده و در حالت بسته نیز به صورت کامل جریان سیال قطع میگردد.

• شیرهای توپی به عنوان شیری با قدرت بازیابی بالا شناخته می‌شود که افت فشار کمی داشته و ظرفیت جریان آن نسبتاً بالاست.
• از آنجایی که استم این نوع شیر بدون هیچ حرکت محوری می‌چرخد، پکینگ آب‌بندی استم شیر به راحتی نمی‌شکند.
• قابلیت استفاده در حالت نیمه باز ۱/۴
• در این نوع شیر نیازی به سیستم روانکاری وجود نخواهد داشت.
• آب‌بندی آن حتی در صورتیکه واسط میانی کثیف باشد، کاملاً قابل اطمینان است.
• اگر شیر به طور کامل باز باشد، تلاطم کمی ایجاد کرده و مقاومت کمی در برابر جریان سیال خواهد داشت.
• امکان استفاده از شیر توپی چندراهی برای تغییر مسیر جریان.
• شیرهای توپی برای گازها و سایر جریانات مایع بسیار کارآمد هستند (حتی مواد شیمیایی نظیر کلر خشک، اسید هیدروفلوئوریک یا اسید هیدروکلریک، و اکسیژن را نیز به چالش می کشند).

• اگر دسته شیر را در حالت نیمه باز قرار دهید جریان یکدستی هنگام عبور سیال برقرار نخواهد شد و جریان کاملا آشفته خواهد بود.
• اگر شیر به مدت طولانی به صورت نیمه باز قرار گیرد ، نشیمنگاه شیرتوپی که اصولا از جنس نرمی مانند EPDM و یا PTFE می باشد آسیب میبیند و باعث جابجا شدن نشیمنگاه و یا درگیری گوی داخل شیر خواهد شد.
• برای مصارفی که نیاز به افت فشار در خط است مورد مناسبی نخواهد بود و فقط مناسب برای قطع و وصل کامل جریان سیال عبوری در خط میباشد.
• از آنجایی که شیرهای توپی به سرعت باز و بسته می‌شود، ممکن است جریان را به صورت چکشی یا با فشار غیر متعارف برقرار نمایند.

• جامدات ساینده که در جریان سیال معلق هستند می‌توانند به نشیمنگاه‌ها و سطح گوی آسیب وارد کنند، چراکه گوی با حرکتی پاک کننده در امتداد نشیمنگاه حرکت می‌کند.
• تمیز کردن این نوع از شیر به جز آنهایی که دارای ورودی فوقانی هستند مشکل و سخت می باشد.
• این نوع شیر از قابلیت تنظیم و کنترل ضعیفی برخوردار است، زیرا برای انسداد و قطع جریان طراحی شده نه تعدیل آن.
• 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 خواهد شد.
• از شیر توپی نمی توان برای عبور مخلوط مایع و جامد استفاده کرد زیرا تجمع ذرات معلق و باقی مانده باعث نشت دریچه می شود. این ذرات در حفره هایی در مجاورت گوی Ball و سیت (Seat) حالت جامد پیدا کرده و سفت می شوند و همچنین ممکن است تمیز کردن آنها دشوار گردد.

فرق شیر توپی با شیر کشویی در چیست؟

1. شیر های کشویی طول عمر بالاتری نسبت به شیر های توپی دارند.
2. شیرهای توپی به دلیل ربع گرد بودن وباز و بسته شدن سریع، احتمال ایجاد ضربه قوچ را در خطوط ایجاد می کنند، در حالی که شیرهای کشویی این مشکل را نخواهند داشت.
3. شیر های توپی به دلیل ساخت دقیق در آب بندی بهتر عمل می کنند. بنابراین در جای که آب بندی از اهمیت زیادی برخوردار است؛ شیر های توپی توصیه می شود.
4.  شیرهای کشویی دارای اِستم رزوه‌ای می‌باشد در حالیکه شیرهای توپی دارای اهرم ربع چرخشی می باشد.
5. استفاده از شیرهای توپی آسانتر بوده اما گرانتر نیز هستند.
6. در شیر های توپی از یک توپ کروی برای باز و بسته کردن جریان استفاده می شود در حالیکه در شیرهای کشویی از یک دیسکی که به روی سیت قرار گرفته استفاده می شود؛ که این تفاوت مربوط به طراحی و فشردگی آنهاست.
7. شیرهای توپی در قسمت هایی استفاده می شود که نیاز به انسداد محکم، بدون افت فشار باشد در حالیکه شیر کشویی کمی افت فشار ایجاد می کند.

8. آیا قیمت شیر توپی با کشویی متفاوت است؟

   شیر های توپی از جنس چدن فلنج دار که سایزشان از ۴ اینچ بالاتر است گران هستند. که معمولا به جای آنها از شیرآلات گلوب یا سوزنی استفاده می شود که باز از شیرآلات کشویی گران تر هستند.

اماشیر های کشویی از نجس برنجی رزوه ای و یا شیرهای پلیمری رزوه ای که در سایز کوچک؛ سایزهای ۱/۲ اینچ تا ۳ اینچ یا ۴ اینچ را شامل می شوند، معمولا قیمت بالاتری دارند.

◾️چه زمانی شیر توپی و چه زمانی شیر کشویی بخریم؟

انتخاب بین این دو شیرآلات برای اجرای درست پروژه های آبرسانی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در انتخاب صحیح این شیر آلات باید به قیمت ، کیفیت پروژه و شرایط فشار و دبی توجه ویژه داشت.

• میراب

• پترو صنعت انرژی

• کونبراکو Conbraco

• آپولو Apollo

• نیپون Nipoon

• اورتون Orton

• اوریون Orion

• کیتز Kitz

• کی تی ام KTM

• کیستون keyston

• انیکس ANIX

• اف وی FV

• جی سیک Gsic

• وینکو Vinco

• ویرگو Virgo

• چرو Chero

• تی کی ولو TK Valve

• ایمپریال Imperial

• کرون Crown

• ال وی اف LVF

• یان کی Yan Key

• پترول ولو Petrol Valve

• پی وی PV

• ال سی اچ LCH

• گرو Grove

• کاهرون Caheron

• پی بی ویسه Pibiviesse