شیر کروی (Globe Valve) یکی از انواع شیرآلات صنعتی است که در کاربردهای مشابه با شیر دروازه ای و شیر توپی استفاده می شود. این نوع از شیرآلات صنعتی که تحت عنوان شیر بشقابی نیز شناخته می شوند، به واسطه طراحی که از آن برخوردار هستند، برای کنترل جریان و فشار سیال در سیستم ها و صنایع مختلف کارایی دارند. شیرکروی دارای استاندارد های BS 1868 ،BS 1873 و ASME B16.34 است که از هر یک متناسب با متریالی که در ساخت آن به کار رفته است، در زمینه مشخصی استفاده می شود.
یکی از ویژگی های قابل توجه شیرکروی، متناسب بودن فشار سیال با تعداد دور دسته شیر است که آن را برای بسیاری از صنایع به گزینه ای بسیار مناسب تبدیل کرده است. پترو صنعت کاوه از واحدهای تامین کننده و عرضه کننده انواع شیرکروی و شیر بشقابی در مدل ها و کلاس های مختلف می باشد. می توانید ابتدا از طریق کارشناسان مجموعه مشاوره دریافت کنید و سپس اقدام به ثبت سفارش شیرکروی مورد نظر خود نمایید. برای آشنایی با شیر کروی و همینطور اطلاع از مزیت ها و معایب، طراحی، انواع شیرکروی و … تا انتهای این مقاله همراه ما باشید.
شیرکروی یکی از انواع شیرآلات صنعتی است که نام آن به دلیل بدنه کروی این نوع شیر انتخاب شده است. از شیرهای کروی برای تنظیم جریان در خطوط لوله استفاده می شود.
شیر کروی متشکل از یک دیسک متحرک و یک سیت رینگ ساکن (Stationary Ring Seat) داخل یک بدنه کروی می باشد. با چرخش پلاگ متحرک در داخل شیر، جریان سیال نیز باز و بسته می شود. پلاگ و یا دیسک متحرک داخل شیرکروی، متصل به استم است که متناسب با حرکت هندویل عمل می کند. در شیرهای کروی دستی، متناسب با حرکت هندویل، استم نیز به صورت عمودی به بالا و پایین حرکت می کند.
در شیرهای کروی اتوماتیک، از استم های نسبتا نرم تری نسبت به مدل های رزوه ای استفاده می گردد. باز و بسته کردن استم شیرکروی اتوماتیک نیز با اکچویتر صورت می گیرد. از مهم ترین مواردی که باید در زمینه نصب شیرهای کروی مورد بررسی قرار بگیرد، جهت جریان ورودی به شیر می باشد. بسیار مهم است که شیرهای کروی به درستی در خطوط لوله نصب شوند. جهت جریان در داخل بدنه این دسته از شیرها با استفاده از یک پیکان مشخص شده است و از بالا به پایین می باشد.
شیرهای کروی جهت تنظیم جریان سیال و یا قطع جریان مورد استفاده قرار می گیرند. البته لازم به ذکر است که اگر صرفا به شیر صنعتی برای قطع و وصل جریان نیاز باشد، شیرهای توپی و شیرهای دروازه ای به شیر کروی ارجحیت دارند. اما شیرهای کروی، شیرهای دو جهته هستند و کارکرد متفاوتی با شیرهای یک طرفه دارند. به این معنی که سیال عبوری از شیرهای کروی می تواند از هر مسیری وارد این شیر شود.
در ادامه به برخی از کاربردهای انواع شیرهای کروی در صنایع مختلف پرداخته ایم:
شیرهای کروی نیز همانند دیگر شیرهای صنعتی دارای برخی مزیت ها و معایب هستند. بررسی مزیت ها و معایب شیرکروی، به تصمیم گیری بهتر برای استفاده از آن در یک کاربرد خاص کمک می کند.
شیرهای کروی با شیرهای توپی تفاوت زیادی دارند. اما اصلی ترین تفاوت میان این دو شیر صنعتی این است که شیر توپی برای عملیات انسداد طراحی شده است. این در حالی است که شیرکروی برای فرآیند تنظیم جریان کارایی دارد. در واقع این دو شیر برای دو کاربرد مختلف در صنعت یعنی قطع جریان سیال (شیر توپی) و تنظیم جریان سیال (شیر کروی) طراحی شده اند.
شیرهای کروی به دلیل اینکه منجر به افت فشار در سیستم لوله کشی می شوند، جهت استفاده در کاربردهای انسدادی، چندان مناسب نمی باشند. شیرهای توپی حتی در شرایط عملیاتی باز و بسته شدن های پی در پی، دارای عمر کاری زیادی هستند. این در حالی است که شیرهای کروی در چنین شرایطی به آسانی دچار خرابی می شوند.
شیرهای دروازه ای نیز مشابه با شیرهای توپی، برای قطع جریان استفاده می شوند. این در حالی است که کاربرد اصلی شیرکروی تنظیم جریان است. با استفاده از شیرهای دروازه ای، امکان تنظیم جریان وجود ندارد. ضمن اینکه در خط لوله هیچ گونه افت فشاری را ایجاد نمی کند. این در حالی است که شیرهای کروی افت فشار بسیاری را در خط لوله ایجاد می کنند.
اما مزیت شیر کروی نسبت به شیرهای دروازه ای، عملکرد سریع است. شیرهای کروی نسبت به شیرهای دروازه ای و یا کشویی، بسیار سریع تر باز می شوند و دارای باز و بسته شدن سریعی هستند. باز و بسته کردن شیرهای کشویی و یا دروازه ای به صورت تدریجی صورت می گیرد.
شیرهای دروازه ای دارای طراحی ساده تری هستند و به مراتب قیمت کمتری دارند. البته برخورداری شیرکروی از طراحی پیچیده تر نیز زمینه ای را ایجاد کرده است که تعمیرات دشوار تری داشته باشد. اما اگر آب بندی پس از قطع سیال برایتان بسیار مهم است، حتما باید به سراغ شیرهای دروازه ای بروید.
بنابراین اگر قصد تهیه یک شیر صنعتی برای قطع جریان را داشته باشید، شیر توپی و یا دروازه ای انتخاب بهتری است. از شیرکروی غالبا در کاربردهایی که تنظیم شدت جریان الویت بالایی تری نسبت به قطع جریان دارد، استفاده می شود.
شیرهای کروی متشکل از اجزای مختلفی هستند که در ادامه پیرامون هر یک توضیحاتی را آورده ایم.
عملگر و یا محرک شیرکروی برای باز و بسته کردن شیر طراحی شده است. این نوع عملگر عملکرد آسان شیر را فراهم می کند. انواع دیگری از محرک ها شامل چرخ زنجیری، اپراتور دنده ای، محرک الکتریکی، محرک الکترو هیدرولیک یا محرک پنوماتیک نیز وجود دارند که در برخی سیستم ها برای عملکرد بهتر در کنترل جریان کارایی دارند.
بوش شیر کروی(Yoke Sleeve)
یوک دارای ساختار سفت و سختی است و هدف از طراحی آن، مقاومت در برابر رانش محرک است. اتصال یوک به بدنه با استفاده از یک حلقه گیرنده دو تکه و همینطور چهار پیچ گیره، صورت می گیرد. اتصالی که بسیار محکم است و امکان نگهداری آسان در محل را برای یوک فراهم می کند.
قسمت بالایی یوک جهت قرار دادن بوش در شیر کروی ماشینکاری شده است. لازم به ذکر است این اجزای شیرکروی معمولا از طریق ماشینکاری تولید می شوند.
برای ساخت درپوش شیرکروی، معمولا از مواد مشابه بدنه استفاده می گردد. ضمن اینکه طراحی آن به گونه ای است که ضخامت دیواره بیشتر از نیاز استاندارد API 600 است. بوش در داخل حفره پایینی درپوش تعبیه می شود تا زمانی که سوپاپ به طور کامل باز است، بسته شود. این عملکرد سبب می شود که شیر در حین کار دوباره آب بندی گردد. درپوش دارای یک جعبه پر کننده عمیق می باشد که حلقه های آب بندی را در خود جای داده است.
شیرکروی بر اساس نوع اتصال بونت به بدنه نیز در چندین دسته بندی قرار می گیرد که در ادامه به آن ها اشاره کرده ایم:
ساقه شیر کروی از فولاد ضد زنگ ساخته شده است. ساقه به صورت تکه تکه با استفاده از یک حلقه یاتاقان سر گرد به دیسک متصل می گردد. ضمن اینکه به دلیل داشتن یک نگهدارنده، طراحی کیت در پایان یکپارچه خواهد بود. ابعاد ساقه شیر کروی بر اساس استاندارد API 600 تعیین می شود.
بدنه شیرکروی بر اساس الزامات استاندارد های ASME ،API و BS تولید می شود. بدنه شیرهای کروی در دو حالت فولاد ریخته گری و فورج شده تولید می گردند.
اتصال درپوش بدنه، با استفاده از یک واشر آب بند فشاری ایجاد می گردد. معمولا اتصالات بدنه شیرکروی به صورت جوش لب به لب است اما در صورت سفارش مشتری، تولید آن به صورت فلنجی نیز امکان پذیر می باشد.
لازم به ذکر است که شیر کروی یا شیر بشقابی متناسب با نوع سیال، فشار کاری و همینطور درجه حرارت از جنس های مختلفی شامل چدن نشکن، فولادی، استیل و یا ترکیبی از آلومینیوم و برنز تولید می شود.
هر کدام از متریال های به کار رفته شده در تولید شیر کروی برای انتقال سیالی مناسب هستند. به عنوان مثال از شیرکروی چدنی برای سیالاتی همچون آب تا دمای 80 درجه سانتی گراد استفاده می شود. در حالی که شیرکروی فولادی برای استفاده در تاسیسات بخار، صنایع نفت و گاز و پتروشیمی کارایی دارد. از شیرکروی با بدنه استیل نیز برای انتقال سیالات اسیدی استفاده می کنند. شیرهای کروی تولید شده از بدنه آلومینیوم و برنز نیز برای سیالات آب شور کارایی دارند.
در شیرکروی، از انواع مختلف دیسک ها استفاده می شود. در ادامه پیرامون سه طرح متداول و مهم از دیسک شیرهای کروی شامل Ball Type، Needlec Type و Composite Type توضیحاتی را آورده ایم.
این اجزای شیرکروی از فولاد ضد زنگ آهنگری و با سخت افزار ضخامت حداقل دو میلی متر تولید می گردد و سپس به بدنه جوش داده می شود.
شیرکروی بر اساس فاکتورهای مختلفی دسته بندی می شود. در ادامه به انواع دسته بندی های شیرکروی اشاره کرده ایم:
بر اساس نوع دیسک
در ادامه به انواع شیرکروی بر اساس نحوه ورود و خروج سیال به داخل شیر پرداخته ایم.
دسته ای از شیرهای کروی، شیرکروی Z شکل هستند. طراحی این دسته از شیرها به صورتی است که سیال پس از ورود به شیر با یک چرخش 180 درجه ای از آن خارج می شود. زمانی که سیال به انحنای اول دیسک می رسد، 90 درجه و پس از عبور از دیسک نیز در انحنای دوم، 90 درجه دیگر چرخش دارد و سپس از شیر خارج می گردد.
در این نوع از شیر کروی به دلیل چرخش 180 درجه ای سیال، افت فشار بسیار زیادی وجود دارد. به همین دلیل معمولا از آن در خطوط بای پس دار و همینطور برای شرایطی که افت فشار چندان مهم نیست، استفاده می شود.
توصیه کارشناسان پترو صنعت کاوه این است که از این نوع شیر در خطوطی که شیر به صورت مداوم باز می باشد، به دلیل افت فشار شیرکروی Z شکل، استفاده نگردد.
در شیرکروی Y شکل، استم و دیسک نسبت به نشیمنگاه، دارای یک زاویه تقریبا 45 درجه هستند. یکی از مزیت های این نوع شیرکروی، ضریب جریان بالا و همینطور افت فشار کم است. به طوری که سیال در شیرکروی Y شکل نسبت به شیرکروی Z شکل، با زاویه کمتری وار شیر می شود و پس از چرخش کمتری نیز از شیر خارج می گردد. همین موضوع سبب می شود که سیال افت فشار کمتری داشته باشد.
از شیر کروی Y شکل در خطوط پایپینگ و لوله کشی صنعتی که در آن نیاز به باز بودن مداوم شیر است، استفاده می گردد. ضمن اینکه می توان از آن در خطوط تخلیه که معمولا شیرآلات به صورت بسته هستند، استفاده کرد. دلیل این موضوع نیز این است که ساختار شیرکروی Y شکل به گونه ای است که حتی در صورت تشکیل رسوب، عملیات تمیزکاری آن به سادگی قابل انجام است.
در لوله کشی های صنعتی گاهی به برخی شیرها برای تغییر جهت نیاز می باشد. در این صورت می توان به جای استفاده از یک زانویی و یک شیر، از یک شیر کروی 90 درجه استفاده نمود.
از مزیت های شیرکروی 90 درجه برای استفاده در خطوط پایپینگ، حذف اتصالات اضافی در سیستم خط لوله است. معمولا از شیرکروی 90 درجه برای سیالاتی که فاقد ذرات معلق هستند، استفاده می گردد.
شیرکروی به دلیل نوع شکل بدنه و همینطور کانال جریان پیچیده ای که دارد، منجر به تغییر جهت جریان در هنگام عبور از شیر می شود. تغییر جهت های پی در پی منجر به افت ناگهانی فشار و همینطور صدای ناهنجار، لرزش، کاویتاسیون، فلشینگ و آشفتگی جریان در سیال می شود.
طراحی شیر کروی در انواع مختلف Z شکل، Y شکل و 90 درجه ای به کاهش این مشکلات کمک می کند. ضمن اینکه در تمامی طراحی های نامبرده، شیرکروی دارای توان آب بندی بالایی است. فقط در صورتی که ذرات جامد و رسوبات در خط موجود باشد، به دلیل گیرافتادن این ذرات در بین نشیمنگاه و بدنه، کیفیت آب بندی نیز کاهش پیدا می کند.
شیرکروی دسته ای از شیرآلات صنعتی می باشد که مجرابند آن به شکل یک دیسک طراحی شده است. قسمت انتهایی آن نیز به شکل کروی و یا مخروطی ساخته می شود. به طوری که با قرار گرفتن بر روی یک حلقه نشیمن، مسیر را باز، بسته و یا به اندازه مشخصی کنترل می کند. به این معنی که ضمن باز و بسته شدن کامل، قادر به تنظیم دبی جریان عبوری نیز هست. در ادامه به انواع مجرابند مورد استفاده در شیر کروی پرداخته ایم:
در این حالت، مجرابند و نشیمنگاه به شکل مخروطی است. زمانی که شیرکروی بسته می شود، مجرابند بر روی نشیمنگاه مخروطی قرار می گیرد.
در صورتی که پس از قرار گرفتن بر روی نشیمنگاه به صورت کامل منطبق باشد، به دلیل نقطه تماس بالا، آببندی به خوبی انجام می گردد. از مجرا بند مخروطی معمولا برای سیال هایی با دما و فشار پایین استفاده می گردد.
در شیرهای کروی با مجرابند ترکیبی، یک زبانه فلزی ضد سایش و ضد حرارت در سر راه مجرابند نصب می گردد. ضمن اینکه یک رینگ فلزی سخت نیز بر روی دیسک قرار می گیرد که منجر به استحکام بیشتر این نوع مجرا بند می شود.
از شیرهای کروی با مجرابند ترکیبی معمولا در سیستم هایی که در آن ها بخار و آب گرم وجود دارد، استفاده می گردد. همینطور برای سیالاتی با ذرات جامد نیز کارایی دارد.
از مجرابند سرپوش دار در شیرکروی استفاده می شود که از قابلیت تنظیم بیشتری برخوردار می باشد.
مجرابند ساچمه ای در داخل نشیمنگاه هایی قرار می گیرد که دارای سطح تخت و یا مخروطی هستند. ضمن اینکه معمولا از مجرابند ساچمه ای در سیستم هایی که دما و فشار پایینی دارند، استفاده می گردد.
البته لازم به ذکر است که مجرابند ساچمه ای قادر به تنظیم جریان نیست و صرفا برای قطع و وصل کردن جریان کارایی دارد.
در انتخاب شیرکروی برای یک کاربرد مشخص، بسیار مهم است که به مواردی شامل سایز لوله، جنس لوله، نوع سیال و … توجه داشته باشید. گاهی انتخاب شیرکروی متناسب با نوع کاربرد مدنظر در صنایع مختلف، موضوعی چالش برانگیز است. اما نگران نباشید می توانید برای تصمیم گیری صحیح در زمینه انتخاب شیرکروی مناسب، با تیم فروش پترو صنعت کاوه تماس بگیرید و مشاوره رایگان دریافت کنید.
وب سایت پترو صنعت دژکاوه به عنوان جامع ترین و تخصصی ترین وب سایت فروش شیرآلات صنعتی با ارائه انواع شیرآلات در برندهای مختلف همواره در عرصه خرید این تجهیزات به صنعت گران کمک کرده است . خرید و فروش انواع شیر کروی Globe Valve در فروشگاه اینترنتی پترو صنعت دژ کاوه ، برای مشاوره فنی و استعلام قیمت با کارشناسان مجموعه در ارتباط باشید.
تماس با کارشناسان ما
ساسان شمس
امیرحسین شمس
امیر مسعود دباغی
حدیث باقری
مارال مرادی
مهدی نگین دار