گیج دما،گیج فشار

77640210-11 ameli@ameli-co.com
شنبه, 15 آذر 1399

گیج فشار،گیج دما

دلیل استفاده از سوپاپ اطمینان یا شیر اطمینان چیست؟

دلیل استفاده از سوپاپ اطمینان یا شیر اطمینان چیست؟

چرا از شیر اطمینان استفاده می کنیم؟

بنیادی ترین هدف برای استفاده از سوپاپ اطمینان یا شیر اطمینان محافظت از جان انسان و در مرحلۀ دوم  سلامت دستگاه ها و محیط است. یک سوپاپ اطمینان (شیراطمینان) طراحی شده است تا زمانی که فشار اضافی در شیرها یا دستگاه ها وجود دارد، باز شده و سپس برای جلوگیری از ...

خروج بیش از حد سیال از محیط سیستم، دوباره بسته شود. 

سوپاپ اطمینان یک دستگاه یا شیر کاملاً امنیتی و حفاظتی است و در بیشتر موارد به عنوان آخرین وسیله و آخرین خط دفاعی سیستم در برابر آسیب و انفجار به کار می رود.

بسیار مهم و حیاتی است که مطمئن شویم سوپاپ اطمینان مورد استفاده ما همیشه توانایی و کارایی خود را در تمامی موقعیت ها داشته باشد.

سوپاپ اطمینان (شیراطمینان) قابلیت تحلیل و یا کنترل فشار سیستم را ندارد و هدف ما از استفادۀ آن چیزی به متفاوت از انتظارات ما نسبت به سایر شیرها است. ما از سوپاپ اطمینان تنها یک انتظار داریم : این که هر زمان فشار از حدمجاز بالاتر بود، باز شود.

علل افزایش بیش از حد فشار در سیستم :

دلایل مختلفی ممکن است برای افزایش بیش از حد فشار در سیستم و نیاز به عملکرد سوپاپ اطمینان (شیراطمینان) وجود داشته باشد. بر اساس استاندارد API 521/ISO 23251   چهار دلیل و فرآیند کلی به عنوان دلایل افزایش فشار ناخواسته در سیستم های کنترل فشار شناخته و بررسی شده.

- بسته شدن مجاری تخلیه

- آتشسوزی در محیط خارجی

- افزایش حرارت

- واکنش های شیمیایی

- آسیب و پارگی در لوله های مبدل های حرارتی

- از کار افتادن سیستم های خنک کننده

هر کدام از موارد نام برده شده می توانند به تنهایی و جداگانه برای ما مشکل ایجاد کنند. البته ممکن است چند مورد با هم پیش بیاید که به طور قطع شرایط بدتری را ایجاد می کند.

معمولا در مواردی که افزایش حرارت اتفاق می افتد فشار سیستم به آرامی بالا می رود و در بیشتر موارد این افزایش از حد خاصی بیشتر نخواهد بود، بدیهی است که تخلیۀ سیال و کاهش فشار به وسیلۀ سوپاپ اطمینان (شیر اطمینان) نیز به همان سرعت صورت خواهد گرفت.

اما در زمانی که افزایش فشار بر اثر یک واکنش شیمیایی باشد، افزایش فشار در بیشتر موارد ناگهانی و با حجم غافلگیر کننده خواهد بود و در نتیجه نیاز به تخلیۀ سریع و با دبی بالا وجود دارد.

در هر حال مسئولیت با کسی است که سیستم را طراحی می کند، تا سوپاپ اطمینان متناسب با شرایط احتمالی را پیش بینی نماید تا در زمان خطر سیستم به بهترین نحو محافظت شود، همچنین شخص مسئول خرید کالا باید توجه داشته باشد که کالای خریداری شده طبق مشخصات اعلامی فروشنده عمل کند و کیفیت لازم را دارا باشد.

در یک دسته بندی کلی دو شاخه اصلی از سوپاپ اطمینان (شیر اطمینان) وجود دارد :

 

سوپاپ اطمینان فنری Spring Loaded Safety Valve

 

اساس عملکرد سوپاپ اطمینان (شیر اطمینان) Spring loaded :

زمانی که شیر بسته است

در این نوع سوپاپ اطمینان (شیر اطمینان) یک فنر مستقیم عمل می کند، فشار سیال مستقیم به فنر وارد می شود. فشار وارده به وسیلۀ فنر به به دیسک منتقل می شود و تا زمانی که فشار فنر، از فشار سیال داخل سیستم بیشتر باشد، دیسک گلوگاه مسیر خروجی جریان را بسته نگاه می دارد.

هنگامی که فشار سیال درون سیستم از فشار فنر بر روی دیسک بیشتر شد، دیسک از روی گلوگاه حرکت کرده و فنر را می فشارد و مسیر جریان سیال به بیرون باز می شود و سیال به محیط تخلیه شده در نتیجه فشار درون سیستم به میزان تنظیم شده برمی گردد.

شکل زیر دهانۀ گلوگاه یک شیر اطمینان و دیسکی که آن را بسته را نشان می دهد و همچنین نیروهایی که از طرف فنر و سیال به دو طرف دیسک وارد می آید در جدول قرار داده شده.

Valve Closed (p < pset) Fp < Fs
Fs = Spring force
Fp = p*As = Force by pressure
As = Seat area affected by pressure (p)
 

           

زمان باز شدن شیر

در یک موقعیت نامناسب از لحاظ فشار در سیستم، سوپاپ اطمینان (شیراطمینان) روی فشار از پیش تنظیم شده باز می شود. نیروی فنر در راستای بسته بودن شیر عمل می کند و نیروی فشار سیال درون سیستم در راستای کنار زدن دیسک و باز کردن شیر، به دیسک نیرو وارد خواهد کرد. این دو نیرو در فشار تنظیم شده برای سوپاپ اطمینان، با هم مساوی هستند.

در این حالت هیچ نیرویی برای نگه داشتن دیسک وجود ندارد و اصطلاحاً شیر چکه می کند یا صدای فیسس می دهد.

Valve at Set Pressure (p ˜ pset)Fp = Fs
Fs = Spring Force
Fp = p*As = Force by pressure 
where
As = seat area affected by pressure p
 

فشار زیر شیر باید به بیش از مقدار تنظیم شده افزایش یابد تا دیسک جابجایی قابل توجهی داشته باشد و متعاقب آن شیر اطمینان شروع به تخلیۀ درست و حسابی سیال از درون سیستم نماید.گاهی سیال ممکن است پشت فضای خالی در پشت دیسک گیر کند و در عملکرد شیر اخلال ایجاد کند، در شرکت هایی که محصولات خود را طراحی شده و درست تولید می کنند، برای پیشگیری از محدود شدن و گیر افتادن سیال (معمولاً بخار) در محفظۀ شیر، قسمت های خروجی شیر به نحو مناسبی از لحاظ آیرودینامیک ساخته می شوند.

Valve Flowing (p > pset)Fp > Fs due to enlarged disc area 

  بسته شدن مجدد سوپاپ اطمینان (شیر اطمینان) Spring loaded :

در بیشتر طراحی های سیستم، در صورتی که سوپاپ اطمینان به درستی انتخاب شده باشد. هنگام تخلیۀ سیال توسط شیراطمینان از درون سیستم یا مخزن، فشار مخزن کاهش می یابد. اما این کاهش در اندازه ای نخواهد بود که سیستم را از روند طبیعی کار خود خارج نماید.

می دانیم در فشاری که سوپاپ اطمینان روی آن تنظیم شده نیز، همواره فشار بر روی سطح دیسک وجود خواهد داشت و این موجب می شود که برای بسته شدن شیر و برگشت دیسک روی گلوگاه نیاز به آن باشد که فشار سیستم از فشار پیش تنظیم شدۀ شیراطمینان کمتر شود تا دیسک سرجایش برگشته و شیر را به طور کامل ببندد.

سوپاپ اطمینان Pilot Operating Safety Valve یا پیستونی

 این شیرها بر اساس پروسۀ روند میانگین فشار عمل می کند، برای دسترسی به این موضوع، فشار سیستم بر شیر خودکار (پیستون) اعمال می شود و شیر بر اساس پاسخ متقابل به فشار وارده عمل می کند.

این دسته از شیر اطمینان خود به دو گروه تقسیم می شود، یک گروه در فشار خاصی فقط باز و بسته می شوند و گروه دیگر به صورت هوشمندانه و متناسب با میزان اختلاف فشار وارده عمل می کنند.

در پروسۀ اعمال فشار به شیر حالات زیر رخ می دهد :

زمانی که فشار کمتر از میزان تنظیم شده برای سوپاپ اطمینان است :

 در زمانی که فشار سیستم نرمال است، تا زمانی که فضای خالی بالای شیر بزرگتر از فضای شیر اصلی باشد فشاری که برای بسته ماندن شیر اعمال می شود بیشتر است و شیر بسته می ماند

زمانی که به فشار تنظیم شده برای شیر اطمینان می رسیم :

 در این فشار قسمت هدایت کنندۀ شیر تحریک می شود، متوسط فشار در اندازه ای است که به قسمت گنبدی شکل فشار می آورد و باعث افزایش فشار در قسمت گنبدی شکل می شود.

سپس دریچه حرکت می کند، در این حالت نیروی فشار وارده برای بسته ماندن شیر خود به عنوان یک نیروی کمکی برای باز کردن آن عمل می کند.

زمانی که شیر باز است :

 شیر باز است، با توجه به طراحی قطعۀ هدایت کنندۀ شیر، این باز شدن می تواند ناگهانی و سریع و به طور کامل باشد. یا اینکه به تدریج و متناسب با میزان فشار سیستم صورت گیرد.

زمانی که شیر بسته می شود :

 زمانی که فشار درون سیستم کم می شود شیر هدایت شونده دوباره با حالت متوسط (آستانۀ باز شدن شیر) برمی گردد. فشار درون قسمت گنبدی شکل بیشتر می شود و شیر دوباره بسته می شود. باز هم با توجه به طراحی قسمت هدایت کنندۀ شیر، این اتفاق می تواند به تدریج و یا ناگهانی و سریع اتفاق بیفتد.

کلیه حقوق این وب سایت برای شرکت عاملی و مبرمی محفوظ میباشد.

طراحی سایت طراحی سایت