انواع شیر پروانه ای

کاربردها

شیر پروانه ای در سرویس های مختلف استفاده می شود و می توانند در قطع و وصل و کنترل جریان سیالاتی از جمله مایعات، بخار، هوا، سیستم های خلا و آتش نشانی استفاده شود.
شیر پروانه ای می تواند در فشارها و دماهای بالا مورد استفاده قرار گیرد.

هزینه ی پایین ساخت

شیرهای پروانه ای به دلیل طراحی متفاوتشان به متریال کمتری نیاز دارند و بخصوص نوع ویفری آن اقتصادی تر است. متریال های مختلفی در ساخت شیرهای پروانه ای مورد استفاده قرار می گیرد که هر کدام مزایا و معایبی دارند.

کربن استیل

کربن استیل آلیاژی از آهن است که عنصر اصلی آن کربن می باشد. در ساخت شیر پروانه ای از آلیاژ کربن استیل برای ساخت بدنه و دیسک شیر با استفاده از فرآیند ریخته گری شنی استفاده می شود.
کربن استیل در درجه ها grade های مختلف وجود دارد. نوع متداول کربن استیل مطابق استاندارد A216 WCB یا (Welded cast grade-B) و (LCC(Low Carbon Carbon . متریال های WCB برای دماهای بالا مناسب بوده و متریال های LCC برای دماهای پایین و زیر صفر مناسب اند.

مزایای کربن استیل

قیمت متریال کربن استیل نسبتا ارزان است و شیرهای ساخته شده از کربن استیل هزینه کمتری دارند. اگر چه ممکن است فاکتورهای دیگری غیر از هزینه برای ما مهمتر باشد.

مهمترین عیب کربن استیل

مقاومت پایین در برابر خوردگی . مقاومت پایین کربن استیل در برابر خوردگی می تواند با استفاده از رنگ زدن تا حدودی جبران شود.

استنلس استیل

استنلس استیل آلیاژی از آهن است که در حدود 10.5 درصد شامل کروم است. کروم باعث ایجاد لایه ای محافظ از از اکسید کروم بر روی سطح متریال می شود. بنابراین وقتی سطح متریال آسیب می بیند و یا اینکه خراش بردارد، کروم به سرعت با اکسیژن موجود در هوا واکنش نشان داده و با تشکیل لایه محافظ مانع واکنش هوا با آهن و خوردگی آن می شود.

استنلس استیل انواع مختلفی دارد که عبارتند از فریتیک، آستنیتیک، مارتنسیتیک و دوپلکس. این انواع در درصد بعضی از عناصر متفاوتند. انواع متداولی از استنلس استیل که برای ساخت شیرآلات استفاده می شود عبارتند از آستنیتیک و دوپلکس.

استنلس استیل آستنیتیک

این نوع از استنلس استیل علاوه بر کروم شامل عناصری مانند نیکل است. وجود این عنصر و ویژگی های ساختاری آن باعث بهبود سختی و شکنندگی آن در مقایسه با نوع فریتیک می شود. بر حسب میزان عنصر نیکل سختی استنلس استیل آستنیتیک حتی در دماهای پایین حفظ می شود که آن را برای کاربردهای برودتی و فریزر شده مناسب می کند.

استنلس استیل دوپلکس

ساختار این نوع از استنلس استیل با استفاده از کنترل دقیق عناصر و گرما کاری ایجاد می شود و شامل 50 درصد آستنیت و 50 درصد هیدارکسید آهن است. در این نوع از استنلس استیل مقاومت بالای هیدارکسید آهن با سختی آستنیت ترکیب می شود. نوع سوپردوپلکس شامل درصد بیشتری از کروم و مولیبیدن است و مقاومت آن را در برابر درز برداشتن و ایجاد شکاف افزایش می دهد.

آلیاژهای نیکل

آلیاژهای نیکل در شیرآلات هنگامی مورد استفاده قرار می گیرد که شرایط سرویس بسیار سخت باشد. این آلیازها همچنین در محیط های خورنده قابل استفاده هستند. اصلی ترین عیب آلیاژهای نیکل وزن و قیمت بالای آن است. آلیاژهای نیکل چگالی بالایی داشته و هزینه ی آنها چندین برابر استنلس استیل معمول است.

آلیاژهای تیتانیوم

آلیاژهای تیتانیوم مقاومت بالا به همراه وزن سبکی دارند و به راحتی حورده نمی شوند. فرایند محافظت از خوردگی آنها مشابه سایر انواع استنلس استیل با تشکیل لایه محافظ صورت می گیرد. مهمترین عیب آلیاژهای تیتانیوم قیمت بالای آنهاست. متریال آلیاژهای تیتانیوم در هنگام ذوب و ریخته گری نیازمند روش های خاصی است که از واکنش آن با اکسیژن جلوگیری کند.

آلیاژهای نیکل آلومینیوم

این نوع از آلیاژ شامل تقریبا 10 درصد آلومینیوم، 5 درصد نیکل و 5 درصد آهن است. این آلیاژ بخصوص در محیط هایی مانند آب دریا مقاومت خوردگی بالایی را نشان می دهد. آلیاژهای نیکل، آلومینیوم و برنز قیمتی معادل با نمونه های پایه استنلس استیل دارد. عیب اصلی این آلیاژها این است که خاصیت آندی این آلیاژ نسبت به دیگر آلیاژها بیشتر است و وقتی که شیرهای برنز،آلومینیوم و نیکل به لوله های استنلس استیل بسته شود خوردگی این آلیاژ با سرعت بیشتری اتفاق می افتد.

بنابراین همانطور که می بینیم آلیاژهای مختلفی می تواند در ساخت شیرآلات استفاده شود. انتخاب آلیاژ نهایی به فاکتورهای متعددی از جمله شرایط سرویس، هزینه و طول عمر آن بستگی دارد. انتخاب آلیاژ همچنین می تواند متاثر از آلیاژ خط لوله و به منظور جلوگیری از خوردگی گالوانیک باشد.

مزایای شیرهای پروانه ای

• شیرهای پروانه ای در سایزهای بزرگ در مقایسه با شیرهای دیگر وزن کمتری داشته و فضای کمتری را اشغال می کند.
• به دلیل سرعت عملکرد، زمان کمتری برای باز و بسته شدن دارد
• هزینه های نگهداری شیرهای پروانه ای در مقایسه با سایر شیرها کمتر است
• افت فشار در مسیر شیرهای پروانه ای کم است
• شیرهای پروانه ای با نشیمن های غیرفلزی می تواند در انتقال سیالات خورنده و شیمیایی مورد استفاده قرار گیرد

معایب شیرهای پروانه ای

به دلیل اینکه دیسک شیر پروانه ای همواره در مسیر جریان قرار دارد امکان رخ دادن پدیده خفگی و کاویتاسیون وجود دارد و آشفتگی جریان ایجاد شده ممکن است بر روی جابجایی دیسک اثر بگذارد.

مقایسه شیرهای پروانه ای با شیر کشویی

به دلایلی ممکن است شیرهای پروانه ای به شیرهای کشویی ترجیح داده شوند :

• شیرهای پروانه ای به راحتی باز و بسته شده و به دلیل وزن کمتر و فضای اشغال شده کمتر راحت تر نصب می شوند
• شیرهای پروانه ای ابعاد کوچکتری نسبت به شیرهای کشویی دارد و در کاربردهایی که فضا کم است یک شیر ایده آل است.
• شیرهای پروانه ای به راحتی باز و بسته می شوند و تنها با 90 درجه چرخش کاملا باز یا بسته می شوند
• قیمت شیرهای پروانه ای به مراتب کمتر از شیرهای کشویی است.