شیر توپی در سیستم لوله کشی

شیر توپی، شیر گازی و یا بال ولو ball valve از جمله شیرآلات بسیار پر کاربرد در صنعت لوله کشی می‌باشد. این نوع شیرآلات جهت قطع و وصل کردن جریان های مختلف استفاده می‌شود. این نوع شیرها در داخل بدنه اصلی خود دارای یک گوی هستند که از یک جهت باز بوده و از جهت دیگر بسته می‌باشند. این گوی با حرکت در داخل بدنه‌ی شیر گازی می‌تواند باعث عبور و یا عدم عبور سیالات شود.

نحوه باز و بسته شدن این گوی به شکل اهرمی است. به طوری که با چرخش 90 درجه، اهرم از حالت بسته به حالت کاملاً باز دی می‌آید. اصطلاحاً به چنین شیرآلاتی، شیر ربع گرد نیز گفته می‌شود؛ زیرا با چرخش در جهت 15 دقیقه‌ایی تغییر وضعیت می‌دهد.

بدنه‌ی بال ولوها به گونه‌ای است که نمی‌توان تشخیص داد که آیا شیر باز است یا بسته. اما دو راه حل برای این تشخیص وجود دارد:

• هنگامی که دستگیره شیر گازی در راستای بدنه شیر قرار گرفته باشد، شیر در حالت باز است و سیال به صورت کامل از این شیر می‌گذرد.
• زمانی که دستگیره شیر در راستای 90 درجه نسبت به بدنه قرار داشته باشد، شیر در حالت بسته بوده و سیال از آن عبور نمی‌کند.

انواع آلیاژ شیر توپی

شیر توپی یا همان بال ولو ball valve قابل تولید در انواع آلیاژهای مختلف می‌باشد، در همین راستا به انواع متفاوتی تقسیم می‌شود. آلیاژهای بکار گرفته شده در هر کدام از انواع با توجه به نوع سیالات، میزان فشار، دما و همچنین کاربری پروژه انتخاب می‌شوند.

برنج، فولاد و استنلس استیل سه متریال اصلی در تولید انواع شیر گازی محسوب می‌شوند. هر کدام از آنها نیز به دسته های مختلفی تقسیم می‌گردند که در ادامه به معرفی هرکدام از آنها می‌پردازیم:

1. شیر توپی برنجی

شیر توپی برنجی با عنوان شیر گازی نیز شناخته می‌شود. این شیر برای سیالاتی نظیر آب جهت کاربرد در شرایط دما و فشار عادی استفاده می‌گردد. در متریال بال ولوهای برنجی میتوان از آلیاژ برنز نیز استفاده کرد. این شیرها از سایز ½ اینچ الی 4 اینچ موجود بوده و نوع اتصال آنها به صورت دنده‌ای است.

2. شیر توپی فولادی

شیر توپی فولادی جهت استفاده در پروژه های صنعتی مانند پروژه های نفت و گاز، پالایشگاه و … استفاده می‌شود. این نوع شیر در سیستم لوله کشی سیالاتی کاربرد دارد که دارای فشار و دمای بالا، مانند بخارهای سوپرهیت، هستند. آلیاژ فولاد به دو صورت تولید می‌گردد که می‌توان با استاندارد های ASTM A105 و ASTM A216 مشاهده نمود.

بال ولوهای فولادی بر اساس نحوه اتصال به لوله، خود به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند که شامل موارد زیر هستند:

فلنج دار:

بال ولو فولادی فلنج دار دارای بخش های ارتباطی مختلفی می‌باشند که یکی از آنها به صورت فلنج داراست. این نوع ball valve فولادی در کلاس های کاری کلاس 150، کلاس 300 و کلاس 600 عرضه می‌شوند. این کلاس بندی براساس محدوده قابل تحمل فشار و دما بوده که می‌بایستی بر اساس ضوابط و استانداردهای موجود از هرکدام از آنها استفاده نمود.

رزوه‌ایی:

بال ولو های فولادی رزوه‌ای دارای ارتباطات دنده‌ای هستند که نسبت به نوع برنجی دارای حد تحمل فشاری و دمایی بیشتری می‌باشند. این نوع شیرآلات فولادی در کلاس کاری 800 ( CLASS 800 ) شناخته می‌شوند.

جوشی:

شیر توپی فولادی نیز می‌تواند به صورت جوشکاری شده نیز به لوله متصل شود. این نوع شیر برای اتصال خود دارای دو روش جوشکاری ساکتی (SOCKET WELD) و جوش لب به لب (BUTT WELD) موجود است.

انواع دیگر بال ولو فولادی:

بال ولو فولادی رزوه‌ایی و ساکت ولد در انواع 100VOG و 2000 VOG تولید می‌شوند. این نوع شیرها به صورت یک تیکه، دو تیکه و سه تیکه در بازار عرضه شده که با توجه به آن دارای 2 یا سه تکه مجزا از هم هستند که به یکدیگر متصل می‌شوند. به شیرآلات گازی 3 تیکه نیز «چهار پیچ» گفته می‌شود زیرا سه تیکه مجزا از هم این شیرآلات به وسیله چهار پیچ به یکدیگر متصل گشته‌اند.

3. شیر توپی استنلس استیل

شیرهای توپی استنلس استیل در پروژه هایی بکار گرفته می‌شود که سیال میزان خوردگی بسیار بالایی داشته باشد. همچنین از آن برای مصارف بهداشتی مانند صنایع غذایی و دارویی نیز استفاده میگردد. آلیاژ استنلس استیل به علت مقاومت بالا در برابر خوردگی و پاکیزه نگه داشتن سیالات، دارای کاربردهای زیادی در صنایع پزشکی، دارویی و مواد غذایی می‌باشد.

آب بندی شیر توپی

از جمله موراد بسیار مهم و حیاتی در سیستم های لوله کشی، آب بندی اجزای آن است. آببندی شیر توپی به وسیله رینگ تفلونی که در اطراف گوی آن تعبیه شده، انجام گرفته می‌شود. این رینگ های شیر اغلب در دو نوع تولید می‌گردند که با توجه به میزان دمای سیال انتخاب می‌شوند.

رینگ PTFE و رینگ R PTFE از جمله عوامل آببندی هستند که در اطراف گوی داخل شیر توپی مورد استفاده قرار می‌گیرند. تفاوت آنها در میزان درجه تحمل حرارت بوده که رینگ با جنس R PTFE دارای حد تحمل دمایی بالاتری است.