شیرهای اطمینان (Safety Valve)

شیرهای اطمینان (Safety Valve)
شیرهای اطمینان به عنوان وسیله ای مناسب جهت جلوگیری از ازدیاد فشار ناگهانی در موتورخانه ها، کارخانه ها و بطور کلی انواع سایت های صنعتی و برای سیالات مختلف (بخار، گاز، آب و یا هوای فشرده و ...) استفاده می گردند. محدودیت فشار در این گونه کاربردها معمولا ناشی از فشار فابل تحمل تجهیزات، لوله ها و دستگاهها و یا محصولات تولیدی وهمچنین مسائل مرتبط با حفظ ایمنی افراد می باشد که اصطلاحا به محدوده فشار کارکرد امن ( Safe Operation Limits For Pressure ) یا SOL/P معروف است. نحوه باز شدن شیرهای اطمینان و مشخصات کاری آنها ارتباط مستقیم با نحوه طراحی قطعات داخلی شیر اطمینان دارد. در اغلب موارد این طراحی به گونه ای انجام می گیرد که پس از شروع باز شدن شیر اطمینان در اثر ازدیاد فشار ، در اثر خاصیت (Pop Action) این عمل به سرعت تشدید شده تا زمانی که شیر اطمینان کاملا باز گردد.
زمانیکه شیر اطمینان در وضعیت کاملا باز قرار می گیرد و حداکثر ظرفیت تخلیه خود را دارا می باشد مسلم است که این فشار بالا تر از فشار نقطه تنظیم (Set Pressure) می باشد و مقدار آن با توجه به کاربرد ها واستانداردهای مختلف ، متفاوت می باشد.
استاندارد BS5500 این مقدار اختلاف فشار را در مورد سیستمهای بخار و گاز برابر حداکثر 10% فشار تنظیمی شیر اطمینان در نظر می گیرد.
Blowdown:
مقدار اختلاف فشار پایین تر از نقطه تنظیم شیر اطمینان است که جهت بسته شدن کامل و محکم شیر اطمینان پس از باز شدن و سپس برگشت سیستم به فشار عادی مورد احتیاج می باشد. این پارامتر به “Reset differential” نیز معروف است. میزان بلودان نیز طبق استاندارد مذکور حداکثر حدود 10% می باشد. مقادیر Blowdown, Over pressure بسته به نوع سیستم و انتخاب طرح متغیر بوده و به طور مثال می تواند به ترتیب 3% و 4% انتخاب گردند.
نقطه تنظیم فشار (Set Point)
تنظیم مناسب نقطه عملکرد و باز شدن شیر اطمینان، اولا بدلایل ایمنی مذکور و ثانیا بمنظور اطمینان از کارکرد شیر اطمینان با حداقل صدا و همچنین ممانعت از صدمه به شیر اطمینان ضروری می باشد. این نقطه نباید بیشتر از SOL/P یا محدوده فشار کارکرد ایمن تجهیزات باشد و از طرفی باید بخاطر داشت که تنظیم فشار آزادسازی شیر اطمینان روی فشار کمتر از SOL/P هیچگونه مزیتی به همراه نخواهد داشت و تنها باعث افزایش احتمالی دفعات باز شدن شیر اطمینان و فرسوده شدن آن خواهد گشت، مگر اینکه دلایل خاص کاربردی و استفاده از سیستم موجود باشد.
میزان تغییرات احتمالی در فشار سیستم (به طور مثال در نتیجه دقت شیرهای تقلیل فشار و یا محدوده کنترل نسبی ) به عنوان پارامتر دیگری است که باید در فشار تنظیم شیر اطمینان در نظر گرفته شود تا از باز شدن بی مورد شیر جلوگیری بعمل آید. در صورت نادیده انگاشتن این پارامتر، شیر اطمینان در بسیاری از موارد در حالت نزدیک به بسته کار خواهد نمود که به پدیده Simmering معروف است. این حالت در نتیجه نزدیک بودن بیش از اندازه فشار سیستم به نقطه تنظیم روی می دهد و علاوه بر ایجاد صدا و مسائل جانبی ، باعث ایجاد صدمه به قسمتهای داخلی شیر و در نتیجه نشت دایمی آن خواهد شد.
Shut-off Margin:
همانطور که ذکر شد، هنگامیکه فشار کاری سیستم و نقطه تنظیم شیر اطمینان به هم نزدیک باشند. علاوه بر در نظر گرفتن تغییرات فشار احتمالی سیستم که در بالا عنوان گردید، فشار اطمینانی نیز بعنوان گارانتی کردن و مطمئن شدن از بسته ماندن کامل شیر به فشار کاری سیستم اضافه می گردد، که معمولا حدود 0.1bar می باشد.
شیرهای اطمینان در ایستگاههای تقلیل فشار، می توانند قبل و یا بعد از شیر قطع و وصل خروجی ایستگاه نصب شوند.
شیر اطمینان می تواند در روی خط بدون احتمال بالا رفتن فشار وصدمه به تجهیزات، تست گردد، این کار براحتی با بستن شیر قطع و وصل خروجی انجام گرفته و در نتیجه صرفه جویی در هزینه و زمان بعمل خواهد آمد.
وقتی شیر فشارشکن در حالت بدون بار (کارکرد در حالت نزدیک به بسته یا Simmering)، شیر فشارشکن باید روی فشار کمتری تنظیم گردد یا فشار تنظیم شیر اطمینان بالاتر برده شود.
تمامی انشعابهای دستگاهها پس از ایستکاه تقلیل فشار در برابر فشار بالا محافظت خواهند شد.
استاندارد SpiraxSarco نصب شیر اطمینان مجزا برای هر یک از شیرهای فشارشکن در ایستگاههای تقلیل فشار را توصیه می نماید. زیرا در صورت عمل کردن هر شیر اطمینان ،شیر فشارشکن معیوب براحتی شناسایی شده و ضمنا عملکرد بقیه شیرهای فشارشکن نیز مختل نخواهد شد. بمنظور اطمینان کامل از عدم ازدیاد فشار ناگهانی می توان از نصب شیر اطمینان مجدد در کلکتور اصلی خروجی ایستگاههای تقلیل فشار استفاده نمود. شیر اطمینان نصب شده در خروجی ایستگاه تقلیل فشار،باید قابلیت گذر دبی مجموعه شیرهای فشار شکن در حالت Fail Open بعلاوه شیر By pass را داشته باشد، شیرهای اطمینان دارای تنوع گسترده ای می باشند که بر حسب نیاز و با توجه به نوع سیال و شرایط کاری انتخاب می گردند، اصول کار اکثر شیر های اطمینان بر اساس مقاومت یک فنر (که قدرت آن بستگی به نقطه تنظیم فشار دارد) در برابر دیسک و سیال تحت فشار پشت آن می باشد. هرگاه فشار سیال بیشتر از فشار تنظیم گردد،شیر اطمینان شروع به باز شدن خواهد نمود.