الزامات عملکرد شیر اطمینان

شیر اطمینان وسیله‌ای ایمنی است که برای جلوگیری از افزایش فشار در تجهیزات تحت فشار از مقدار مجاز استفاده می‌شود. عملکرد شیر اطمینان با فرآیند عملی زیر محقق می‌شود: هنگامی که سیستم به حداکثر فشار مجاز می‌رسد، شیر اطمینان می‌تواند به طور دقیق باز شود و به سرعت به ارتفاع باز شدن نامی برسد و مقدار نامی سیال عامل را تخلیه کند. شیر اطمینان در حالت باز است. تخلیه باید پایدار باشد. هنگامی که فشار سیستم به مقدار مشخصی کاهش می‌یابد، شیر اطمینان باید به موقع بسته شود و در حالت بسته، باید در حالت آب‌بندی شده نگهداری شود. در ادامه الزامات اساسی عملکرد شیرهای اطمینان شرح داده شده است.

۱. با دقت باز کنید

شیر اطمینان باید به طور قابل اعتمادی تا ارتفاع باز شدن مشخص شده تحت فشار از پیش تعیین شده باز شود و به ظرفیت تخلیه مشخص شده برسد. این الزام اساسی برای شیر اطمینان است. یعنی وقتی فشار ورودی شیر اطمینان به فشار تنظیم شده از پیش تعیین شده می‌رسد، شیر اطمینان باید به طور دقیق باز شود و به سرعت به ارتفاع باز شدن مشخص شده برسد.

وقتی فشار سیستم به حداکثر فشار مجاز می‌رسد، واکنش غیرحساس شیر اطمینان به افزایش فشار منجر به موقعیت‌های خطرناکی مانند پارگی و آسیب به دیگ‌های بخار، مخازن تحت فشار و خطوط لوله می‌شود. به خصوص برای محیط‌های گازی قابل تراکم، این خطر بیشتر است.

فشار تنظیم شده شیر اطمینان نباید بیشتر از مقدار فشار طراحی دیگ بخار، مخزن تحت فشار و خط لوله باشد.

انحراف فشار مثبت شیر ​​اطمینان به وضوح در مقررات و استانداردهای مربوطه تصریح شده است. هنگامی که شیر اطمینان برای فشار تنظیم شده تنظیم می‌شود، انحراف آن باید به شدت در محدوده مشخص شده کنترل شود.

۲. انتشار پایدار

پس از اینکه شیر اطمینان به ارتفاع باز شدن مشخص شده رسید، حالت تخلیه پایدار را حفظ می‌کند و می‌تواند مقدار نامی از سیال عامل را تخلیه کند. در طول فرآیند تخلیه سیال عامل، باید خواص مکانیکی خوبی (بدون پرش فرکانس، لرزش و غیره) وجود داشته باشد. این الزام بسیار مهم است.

شیر اطمینان باید ساختار معقول و فنری با سختی معقول داشته باشد تا ویژگی‌های مکانیکی خوب و ظرفیت تخلیه پایدار را حفظ کند. اندازه مجرای جریان شیر اطمینان باید الزامات پارامتر مورد نیاز برای محاسبه را برآورده کند. اگر سطح مقطع مجرای جریان خیلی کوچک باشد، پس از باز شدن شیر اطمینان، قسمت فشار بیش از حد سیال نمی‌تواند به موقع تخلیه شود و فشار سیستم همچنان افزایش می‌یابد که بسیار خطرناک است. برعکس، اگر سطح مقطع مجرای جریان خیلی بزرگ باشد، پس از باز شدن شیر اطمینان، فشار به شدت به زیر فشار کاری کاهش می‌یابد و دیسک شیر اطمینان بسته می‌شود و باعث ضربه شدیدی به نشیمنگاه شیر می‌شود. با این حال، از آنجا که ضریب افزایش فشار سیستم حذف نشده است، دیسک دوباره باز می‌شود و یک جهش فرکانسی ایجاد می‌کند و در نتیجه، نشیمنگاه شیر و سطح آب‌بندی دیسک به دلیل ضربات مکرر آسیب می‌بینند. هنگامی که شیرهای اطمینان برای مایعات غیرقابل تراکم استفاده می‌شوند، جهش‌های فرکانسی نیز ممکن است باعث ایجاد ضربه قوچ در سیستم شوند.

فشار ورودی شیر اطمینان هنگام رسیدن به ارتفاع باز شدن نامی، فشار تخلیه نامیده می‌شود. این شیر در محیط‌های مختلف یا محیط‌های یکسان تحت شرایط کاری متفاوت استفاده می‌شود و فشار تخلیه نامی آن متفاوت است که به وضوح در مقررات و استانداردهای مربوطه تصریح شده است. معمولاً به صورت درصد فشار تنظیم شده بیش از مقدار بیان می‌شود. طراحی ساختاری شیر اطمینان باید اطمینان حاصل کند که فشار تخلیه نامی به شدت در محدوده مشخص شده کنترل می‌شود.

۳. به موقع بسته شوید

هنگامی که تخلیه شیر اطمینان، فشار متوسط ​​را به مقدار مشخصی کاهش می‌دهد، زبانه شیر با سطح آب‌بندی نشیمنگاه شیر تماس پیدا می‌کند و دوباره به حالت بسته می‌رسد. شیر اطمینان می‌تواند به موقع و به طور مؤثر در وضعیت نشسته و بسته قرار گیرد که این یک شاخص مهم از عملکرد خوب است.

عملکرد شیر اطمینان لزوماً مستلزم توقف یا تعمیر تجهیزات یا سیستم نیست. گاهی اوقات، عملکرد شیر اطمینان ناشی از عوامل تصادفی مانند عملکرد نادرست سیستم است. در این حالت، مطلوب نیست که فشار برگشت شیر ​​اطمینان خیلی کمتر از فشار کاری باشد. فشار برگشت خیلی کم به معنای اتلاف بیش از حد انرژی و سیال است و عملکرد عادی کل سیستم را مختل می‌کند. برعکس، فشار پشتی صندلی خیلی زیاد نیست. اگر فشار برگشت نزدیک به فشار باز شدن باشد، به راحتی می‌توان شیر اطمینان را دوباره باز کرد و باعث پرش مکرر شیر اطمینان شد و پس از بسته شدن، برای برقراری مجدد آب‌بندی مناسب نیست. علاوه بر این، در صورتی که شیر اطمینان نتواند به طور قابل اعتمادی بسته شود، زیرا سیال بین سطوح آب‌بندی به طور کامل قطع نشده است، بازیابی عملکرد آب‌بندی تحت فشار کاری عادی سیستم غیرممکن است.

طراحی شیر اطمینان باید به گونه‌ای باشد که بتواند به سرعت و به طور مؤثر بسته شود. بازگشت سریع و قدرتمند نشیمنگاه، نسبت به بازگشت تدریجی و آهسته نشیمنگاه، برای ایجاد آب‌بندی مناسب‌تر است.

عملکرد برگشت نشیمنگاه شیر اطمینان به طور نسبی با مقدار فشار باز شدن سنجیده می‌شود که عموماً با اختلاف فشار باز و بسته شدن تعیین می‌شود. شیرهای اطمینان مورد استفاده برای سیالات مختلف، اختلاف فشار باز و بسته شدن متفاوتی دارند که به وضوح در مقررات و استانداردهای مربوطه تصریح شده است.

4. آب‌بندی مطمئن

وقتی سیستم تحت حفاظت در فشار عملیاتی عادی قرار دارد، شیر اطمینان بسته عملکرد آب‌بندی خوب و قابل اعتمادی دارد. از آنجا که شیر اطمینان نشت می‌کند، سیال عامل (که گاهی اوقات بسیار گران یا خطرناک است) از بین می‌رود، مصرف انرژی افزایش می‌یابد و محیط اطراف و جو توسط سیال عامل آلوده می‌شود. نشت بیش از حد حتی بر عملکرد عادی تجهیزات یا سیستم تأثیر می‌گذارد و حتی دستگاه را مجبور به توقف می‌کند. نشت مداوم همچنین باعث خوردگی سطح آب‌بندی شیر اطمینان می‌شود و در نتیجه شیر اطمینان به طور کامل از کار می‌افتد.

ایجاد مجدد آب‌بندی پس از عملکرد شیر اطمینان، دشوارتر از حفظ حالت آب‌بندی اولیه است. از آنجا که شیر اطمینان بسته است، فشار متوسط ​​​​روی ناحیه بزرگتری از دیسک شیر عمل می‌کند، اما قبل از باز شدن، فقط روی ناحیه کوچکتری که توسط سطح آب‌بندی محدود شده است، عمل می‌کند. بنابراین، عملکرد آب‌بندی شیر اطمینان احتمالاً پس از عملکرد کاهش می‌یابد و در نتیجه از بین می‌رود. به طور خاص، حل مشکل آب‌بندی صندلی عقب شیر اطمینان با عملکرد مستقیم بار دشوارتر است. در شیرهای اطمینان با مکانیسم‌های عملیاتی کمکی، این مشکل با استفاده از آب‌بندی اجباری حل می‌شود.

الزام به حفظ سفتی شیرهای اطمینان نسبت به شیرهایی که معمولاً برای شیرهای قطع و وصل استفاده می‌شوند، دشوارتر است. از آنجا که نیروی زیادی بین آب‌بندها اعمال نمی‌شود، دیسک شیر اطمینان فقط به نشیمنگاه شیر می‌چسبد تا فشار آب‌بندی با فشار مخصوص آب‌بند کوچک ایجاد کند. فشار آب‌بندی با اختلاف بین فشار تنظیم شیر اطمینان و فشار عملیاتی تجهیزات، که معمولاً مقدار کمی است (معمولاً 10٪ از فشار تنظیم)، تعیین می‌شود، بنابراین اندازه و زبری سطح آب‌بندی شیر اطمینان بسیار دقیق است.

الزامات مربوط به سفتی شیر اطمینان بسته به محیط یا شرایط کاری متفاوت است. به طور کلی، دستیابی به شیر اطمینانی با سطح آب‌بندی فلز-فلز که هیچ نشتی نداشته باشد، دشوار است. شیر اطمینانی با ساختار آب‌بندی نرم از فلز-غیرفلز، عملکرد آب‌بندی بسیار بهتری دارد.