تاریخچه شیرهای اطمینان

شیر اطمینان گونه‌ای از شیرهای صنعتی است که جهت تنظیم ، کاهش و ثابت نگه داشتن فشار خروجی شیر در خطوط انتقال ، شبکه و توزیع آبهای آشامیدنی و خام و دیگر صنایع حتی در صورت ایجاد نوسان در فشار ورودی مورد استفاده قرار می گیرند . شیر های فشار شکن در دو نوع مکانیکی و پایلوتدار مورد استفاده می گیرند .

شیرهای اطمینان با عبور دادن سیال تحت فشار از یک مسیر جانبی، فشار موجود در سیستم را رها می‌کنند. این شیرها به گونه ای طراحی یا تنظیم شده اند که در یک فشار از قبل تعیین شده، عمل می‌کنند و از مخزنهای تحت فشار و سایر تجهیزات سیستم که در معرض فشار هستند، در برابر فشار بیش از حد مجاز محافظت می‌کنند.

در سال ۱۶۷۹ دنیس پاپن دستگاه پخت و پز تحت فشاری طراحی کرد که بر اساس بخار تراکم شده کار می کرد.جالب اینکه در اولین رونمایی مقابل جامعه اشرافی این دستگاه منفجر شد.

تنها پس از اینکه پاپن اولین شیر اطمینان را اختراع کرد بود که دستگاه پخت و پز تحت فشارش در امنیت کامل شروع به کار کرد و در سال ۱۶۸۱ موفق به ثبت این طراحی شد.

اختراع موتور بخار و گسترش استفاده از بویلر های بخار برای تامین بخار در طول سال های صنعتی سازی ، ضرورت حفاظت از جان و مال انسان ها در برابر خطر انفجار را افزایش داد.شیر های اطمینان اولیه ساده از یک وزنه برای حفظ فشار ناشی از بخار استفاده می کردند.

اگرچه آنها به راحتی قابل دستکاری بودند و یا اینکه وزنه آنها به طور اتفاقی رها می شد. در سال ۱۸۵۶ جان رفر باتم شیر اطمینان فنر دار غیر قابل دستکاری را اختراع کرد که در خطوط راه آهن و بعد از آن در تاسیسات ایستا بسیار فراگیر شد.

تنها سی سال بعد در سال ۱۸۸۵ LESER اولین شیر اطمینان خود را معرفی کرد و از آن زمان با سابقه ترین تولید کننده شیر اطمینان باقی ماند.

شیر اطمینان های فنر دار هنوز پرکاربرد ترین و رایج ترین مدل شیر های اطمینان هستند. شیرهای اطمینان پایلوت دار و شیر های کنترلی اطمینان در نیمه دوم قرن اخیر به منظور کاهش فشار عملیاتی و بهبود کارایی تجهیزات حفاظت شده ، ساخته شدند.

پس از آن در طراحی برای کاربرد های خاص مانند مواد شیمیایی سرسخت و صنایع وابسته به دارو مورد استفاده قرار گرفت.

نحوه عملکرد شیر اطمینان به این صورت است که در اثر افزایش فشار درون سیستم، به طور اتوماتیک و نوع ساختاری شیرهای اطمینان، به سرعت وارد عمل شده و باز می شود. و از این طریق از ترکیدگی لوله ها و آسیب به تجهیزات مانع بعمل می آید. محل نصب آن نیز در قسمت هایی که حداکثر فشار کاری به وجود می آید، نصب می گردد. و با آزاد سازی مقداری سیال ایمنی سیستم را فراهم می آورد. با اطلاع از نحوه عملکرد شیر اطمینان، در ادامه اصطلاحات رایج در این زمینه را نیز مورد بررسی قرار می دهیم.

تنظیم فشار (set point) با هدف اطمینان از عملکرد صحیح شیر، با کمترین میزان صدا و کاهش صدمات احتمالی نقطه عملکرد و باز شدن ولو تنظیم فشار صورت می پذیرد. نقطه ی در نظر گرفته شده نباید بیشتر از محدوده فشار کارکرد ایمن (SOL/P) و یا در وضعیت کمتر تنظیم گردد و لازم است که در حد نرمال و استاندارد تعیین شده، تنظیم گردد. تنظیم فشار از این جهت حائز اهمیت است که در صورت خطا نه تنها هیچ مزیتی نداشته، بلکه در مواقع غیر ضروری نیز باز شده و موجب افزایش استهلاک و خرابی شیر اطمینان می گردد.

بالاترین فشار (Over Pressure) در این حالت فشار بالاتر از حد مجاز و نقطه تنظیم است، و مقدار آن بیش از کاربرد و استانداردهای تعریف شده می باشد. در این وضعیت شیر اطمینان به صورت کاملا باز قرار می گیرد و حداکثر ظرفیت تخلیه خود را دارا می باشد. بر اساس استاندارد BS 5500 این مقدار اختلاف فشار، در خصوص سیستم های بخار و گاز برابر حداکثر ۱۰% درصد فشار تنظیمی شیر اطمینان در نظر گرفته شده است. شیرهای اطمینان در فرآیندهایی که ممکن است در اثر ازدیاد فشار به محصول و یا تجهیزات خسارتی وارد شود از بروز این خسارات جلوگیری می کنند.

انواع شیر اطمینان

همانطور که اشاره شد شیر اطمینان به منظور افزایش ایمنی در سیستم های مختلف از قبیل پمپ آب، صنعت، تصفیه نفت، انواع سیستم های گرمایشی، صنایع غذایی، نوشیدنی، پتروشیمی، پروسه های نفت و گاز مورد استفاده قرار می گیرد. به طور کلی دو نوع شیر اطمینان طراحی شده و موجود می باشد. شیرهای حساس در برابر فشار، شیرهای حساس در برابر فشار و دما. که با توجه به طراحی و نوع سیستم و متناسب با فشار و همچنین نوع سیال درون لوله ها انتخاب و تعبیه می گردد. در ادامه به انواع شیر اطمینان و کاربرد هریک پرداخته ایم.

شیر اطمینان (SV) به طور عمده در سیستم های اتوماتیک و فشار استاتیک روی گاز را تخلیه می کند، به طور عمده به صورت کاملا باز همراه با صدا عمل تخلیه را انجام می دهد، و عملکرد فنری دارد.

ریلیف ولو (RV) در سیستم های اتوماتیک توسط فشار استاتیک در مخزن پر از مایع بکار گرفته می شود. و با افزایش فشار وارد عمل می شود و عملکرد فنری دارد.

شیر اطمینان ریلیف (SRV) سیستم اتوماتیک که فشار استاتیک روی سیال و گاز را تخلیه می کند و عملکرد فنری دارد.

شیر اطمینان ریلیف با عملکرد پایلوتی (POSRV) فرمان از راه دور از طریق پایلوت دریافت می کند، فشار استاتیک که فشار استاتیک ( از تجهیزات به حفاظت) متصل است

شیر اطمینان فشار کم (LPSV) زمانیکه تفاوت فشار در اتمسفر محیطی و خطوط لوله وجود دارد، سیستم اتوماتیکی که فشار استاتیکی روی گاز را تخلیه می کند. LPSVعملکرد فنری و یا بارگذاری دارند.

شیر اطمینان فشار وکیوم (VPSV) زمانیکه افت فشار بین زمانی که افت فشار بین فشار خط لوله و فشار محیطی، منفی و یا نزدیک فشار اتمسفر می باشد. سیستم اتوماتیک که فشار استاتیک روی گاز را تخلیه می کند. VPSV عملکرد فنری و یا بارگذاری دارند

شیر اطمینان فشار کم وکیوم  LVSPV  سیستم اتوماتیک که فشار استاتیک روی گاز را تخلیه می کند. این شیر زمانی استفاده می شود که اختلاف فشار کم، منفی، مثبت و نزدیک به فشار اتمسفر می باشد. LPSV عملکرد فنری و یا بارگذاری دارد.

پایین ترین فشار Blow Down پایین ترین فشار مربوط به زمانیست که فشار پایین از نقطه استاندارد و تعیین شده، باشد. مقادیر استاندارد کمتر از 10% است که نسبت به نوع سیستم متغییر بوده و اعداد کمتر نیز تنظیم می گردد. این حالت به منظور بسته شدن کامل شیر اطمینان و پس از باز شدن، برگشت سیستم به حالت نرمال و عادی لازم می باشد. این وضعیت به Reset Differential نیز شناخته می شود.