به طور کلی عملکرد اصلی یک شیر اطمینان حفاظت از اموال و زندگی افراد است. شیر اطمینان نوعی از شیرآلات صنعتی است که به عنوان حفاظت از تجهیزات از انفجار و یا آسیب دیدن عمل می‌کند و عمدتا در مخازن تحت فشار مانند کارخانه‌های شیمیایی، دیگ های بخار برقی و مخازن ذخیره سازی گاز نصب می‌شود.
شیرآلات اطمینان به طور خودکار هنگامی که فشار ورودی دریچه شیر به یک فشار از پیش تعیین شده افزایش می‌یابد، دیسک شیر به منظور تخلیه مایع (بخار یا گاز) باز شده و هنگامی که فشار به مقدار مجاز کاهش می‌یابد، دیسک شیر دوباره بسته می‌شود. شیر اطمینان به اصطلاح دستگاه ایمنی نهایی است که فشار را کنترل می‌کند و مقدار خاصی از مایعات را بدون هیچ گونه قدرت الکتریکی تخلیه می‌کند.
شیرآلات اطمینان نه تنها ایمنی صنعت انرژی بلکه امنیت و ایمنی زندگی ما را نیز پشتیبانی می‌کند. از آنجا که یک شیر اطمینان اغلب آخرین دستگاه برای جلوگیری از شکست فاجعه بار در شرایط تحت فشار است، مهم است که تمام وقت کار کند، بنابراین یعنی باید عملکرد آن 100٪ قابل اعتماد باشد.
شیرآلات اطمینان باید در هر کجا که فشار کاری یک سیستم یا مخزن حاوی فشار، ممکن است بیش از حد بالا برود، نصب شوند، به ویژه در شرایط گسل به علت شکست یک قطعه دیگر در تجهیزات، باید در سیستم نصب شوند. شیرآلات اطمینان نقش مهمی را در حفظ امنیت افراد و تجهیزات ایفا می‌کنند و به خاطر کیفیت استثنایی، عملکرد و قابلیت اطمینان آنها شناخته شده‌اند.
با طیف وسیعی از سبک ها، مدل ها، گزینه ها و پیکربندی ها، شیرهای اطمینان یکپارچه حتی در برنامه های پرکاربرد قابل استفاده هستند. آنها مطابق با استاندارد ASME I برای برنامه های کاربردی دیگ بخار و با بسیاری از ویژگی‌هایی که مطابق ASME برای فشرده سازی مایعات بخار مورد نیاز است، ساخته شده‌اند.
فشار بیش از حد غالبا در شرایط زیر ایجاد می‌شود:
- شکست یک سیستم خنک کننده که به گسترش بخار و یا مایع اجازه می‌دهد.
- عدم توان الکتریکی برای کنترل دستگاه ها و یا هوای فشرده.
- آتش سوزی های کارخانه در زمان شروع کار.
عملکرد شیر اطمینان
- نازل موجود در داخل شیر اطمینان شروع به دریافت فشار بالاتر از طرف ورودی شیر می‌کند.
- هنگامی که فشار وارده بیش از فشار تعیین شده تنظیم می‌شود، “دیسک” شروع به باز شدن و تخلیه کردن مایع می‌کند.
- تا زمانی که فشار از پیش تعیین شده کاهش پیدا کند، نیروی فنر “دیسک” را می‌بندد.
خصوصیات شیرآلات اطمینان
امروزه طیف گسترده‌ای از سوپاپ های اطمینان موجود برای پاسخگویی به برنامه های کاربردی مختلف و معیارهای عملکرد مورد نیاز صنایع مختلف وجود دارد. علاوه بر این، استاندارد های ملی انواع مختلفی از شیر ایمنی را تعریف می‌کند.
شیرآلات فشاری فنری
به طور کلی، شیرآلات صنعتی فشار فنری به عنوان شایع ترین نوع شیرآلات اطمینان به کار می‌روند که در آنها فنر برای فشار دادن “دیسک” در برابر فشار ورودی به گونه ای خاص طراحی شده است. بسته به نوع جریان، مانند بخار، گاز یا مایع، مدل‌های مختلفی از شیرآلات اطمینان فشاری را برای مقابله با اثر فشار پشتی ارائه می‌شود.
شیرآلات فشاری تنظیم کننده
شیرآلات تنظیم کننده با استفاده از تنظیم گر تحت فشار عمل می‌کنند و متشکل از تنظیم گر اساسی و دریچه اصلی هستند. اگر چه فشار شیرآلات تحت فشار را می‌توان با استفاده از نیروی فنر در برابر فشار ورودی به ثبات رساند، اما فشار مجدد در شیرآلات تحت فشار با استفاده از Pilot Assy یا تنظیم گر کنترل می‌شود که تقریبا هیچ عملکردی مشابه عملکرد شیرآلات کمکی تنظیم در شیر اصلی پر‌فشار وجود ندارد.
شیرآلات تحت فشار با استفاده از تنظیم گر در اندازه های بزرگتر نسبت به نوع فنری متغیر هستند که در شرایط شدید تر مثل فشار بالا کاربرد دارند.
شیرآلات سوپاپ فشاری وزن مضاعف
در صورتي كه فشار مخزن در فشار بسيار پايين طراحي و تنظيم شده باشد، فشار مرکزی فقط توسط وزن ديسك تنظيم مي‌شود. این ویژگی عملکردی دریچه تخلیه است که وقتی که درون مخزن تحت فشار منفی قرار می‌گیرد فشار را جذب می‌کند.
جنس شیرآلات اطمینان
به جز زمانی که سوپاپ های ایمنی تخلیه می‌شوند، تنها بخش هایی که توسط جریان مایع مرطوب می‌شوند، دستگاه ورودی (نازل) و دیسک است. از آنجا که شیرهای ایمنی در شرایط عادی به ندرت عمل می‌کنند، تمام اجزای دیگر را می‌توان از مواد استاندارد برای اکثر برنامه های کاربردی تولید کرد. اجزای تشکیل دهنده سوپاپ های ایمنی معمولا از یکی از مواد زیر ساخته می‌شوند:
- برنز : معمولا در سوپاپ های پیچی کوچک برای عملکرد‌های همچون کاربردهای بخار، هوا و آب گرم (تا 15 بار) استفاده می‌شود.
- چدن : به طور گسترده ای در شیرهای ASME استفاده می‌شود. استفاده از آن به طور معمول محدود به 17 bar g است.
- آهن SG : معمولا در شیرآلات اروپایی استفاده می‌شود و برای جایگزینی آهن در شیرهای با فشار بالا (تا 25 بار گرم) کاربرد دارد.
- فولاد ریخته گری : معمولا در سوپاپ فشار بالا تا 40 (bar g) استفاده می‌شود. این شیرآلات صنعتی معمولا از یک بدنه فولادی ریخته گری شده با یک ساختار کامل از نوع نازل آستنیتی ساخته می‌شوند.
- فولاد ضد زنگ آستنیتی : در کاربردهای غذایی، دارویی و بخار مورد استفاده قرار می‌گیرند.
