شیر گازی فشارقوی فولادی

شیر گازی فشارقوی فولادی — راهنمای جامع؛ کلاس 800 و 1500، بدنه A105، گوی استیل (سایز ½ تا 2½)
تمرکز: کلاس کاری ۸۰۰ و ۱۵۰۰ — بدنه فولادی A105 — گوی داخلی استنلس‌استیل — اتصالات دنده‌ای (NPT) و ساکت‌ولت — سایزها: ½ اینچ تا 2½ اینچ

فهرست مطالب

1. معرفی و کاربرد
2. مشخصات فنی کلیدی
3. متریال‌ها و دلایل انتخاب
4. انواع اتصال: دنده‌ای و ساکت‌ولت
5. طراحی و عملکرد داخلی
6. جدول سایزها و ابعاد مرجع
7. راهنمای انتخاب مهندسی
8. نکات نصب و راه‌اندازی
9. تست‌ها، بازرسی و استانداردها
10. نگهداری، عیب‌یابی و تعمیرات
11. ایمنی و نکات اجرایی
12. مقایسه کلاس ۸۰۰ و ۱۵۰۰
13. چک‌لیست خرید و مشخصات سفارش
14. پرسش‌های متداول
15. خلاصه و منابع

معرفی شیر گازی فشارقوی و حوزه‌های کاربرد

«شیر گازی فشارقوی فولادی» معمولاً به بال ولو‌های ربع‌گرد (ball valve) اطلاق می‌شود که برای خطوط گاز و هیدروکربن در شرایط فشار بالا طراحی شده‌اند. در این خانواده، بدنه‌های فولادی فورج‌شده مانند A105 همراه با گوی‌های استنلس‌استیل صیقلی، عملکردی قابل اعتماد در برابر فشار، شوک‌های هیدرولیکی و خوردگی‌های محیطی ارائه می‌دهند.

دامنه کاربرد این شیرها شامل خطوط تغذیه گاز صنعتی و پالایشگاهی، بویلرها و سیستم‌های بخار که فشار عملیاتی بالاتر از محدوده معمولی دارند، سیستم‌های بای‌پس در تجهیزات کلیدی (skid)، و بخش‌های ابزار دقیق و تغذیه فرآیند است.

یادداشت مهم: انتخاب این نوع شیر باید براساس مشخصات پروژه، نمودار فشار-دما، سیال عبوری، نرخ نشت قابل قبول و شرایط سرویس انجام شود — صرفاً نگاه به «کلاس کاری» کافی نیست.

مشخصات فنی کلیدی (خلاصه)

• کلاس کاری: ۸۰۰ و ۱۵۰۰ (Pressure Class)
• بدنه: فولاد کربنی فورج A105
• گوی داخلی: استنلس‌استیل (معمولاً 304 یا 316L) با پرداخت آیینه‌ای برای کاهش گشتاور و تضمین آب‌بندی
• انواع اتصال: دنده‌ای (NPT) و ساکت‌ولت (Socket Weld)
• سایزهای مرجع: ½”, ¾”, 1″, 1¼”, 1½”, 2″, 2½”
• صندلی‌ها (Seats): PTFE (تفلون) یا PTFE تقویت‌شده؛ در سرویس‌های خاص از PEEK یا فلزی استفاده می‌شود
• استانداردها: ASME B16.34، API 608، ASME B16.11، ANSI/ASME B1.20.1

نکته عملکردی: ترکیب بدنه A105 و گوی استیل باعث می‌شود که ولو توان مکانیکی بالایی داشته باشد، درحالی‌که سطح تماس گوی-سیت (ball-seat) ضریب اصطکاک و نشت را کاهش می‌دهد.

متریال‌ها: چرا A105 برای بدنه و استیل برای گوی انتخاب می‌شود؟

فولاد کربنی A105 برای بدنه

فولاد A105 (Carbon Steel Forged) یکی از رایج‌ترین متریال‌های مورد استفاده در بدنه شیرهای فورج‌شده است که به‌دلیل استحکام مکانیکی مطلوب، قابلیت فورج و ماشین‌کاری، و هزینه مناسب در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی کاربرد زیادی دارد. A105 در ترکیب با عملیات حرارتی مناسب می‌تواند در برابر بارهای فشاری و شوک‌های مکانیکی مقاومت کند.

گوی داخلی استنلس‌استیل

گوی از جنس استنلس‌استیل (معمولاً 304 یا 316L) انتخاب می‌شود تا سطحی صاف، سخت و مقاوم در برابر خوردگی ایجاد شود. پوشش و پرداخت آیینه‌ای کاهش اصطکاک و نیروی گشتاور لازم برای باز/بسته‌کردن را فراهم کرده و عمر سیت و آب‌بندی را افزایش می‌دهد.

صندلی‌ها (Seats) و مواد آب‌بندی

برای سرویس گاز و شرایط فشار بالا، PTFE خالص یا تقویت‌شده (R-PTFE) معمولی‌ترین انتخاب است. در صورت دما یا فشار بالاتر یا سرویس‌های ساینده، می‌توان از PEEK یا صندلی فلزی استفاده کرد. انتخاب متریال صندلی باید با توجه به دما، فشار و نوع سیال انجام شود.

انواع اتصال: دنده‌ای (Threaded/NPT) و ساکت‌ولت (Socket Weld)

در سایزهای کوچک (½ تا 2½ اینچ)، دو نوع اتصال بسیار مرسوم است:

1. اتصال دنده‌ای (Threaded / NPT): سریع، اقتصادی و مناسب سرویس‌هایی که نیاز به جداسازی سریع دارند. دقت کنید که رزوه NPT مخروطی است و برای جلوگیری از نشت معمولاً از نوار تفلون یا مواد آب‌بندی رزوه استفاده می‌شود.
2. ساکت‌ولت (Socket Weld): برای لاین‌هایی که نیاز به یکپارچگی بیشتر، مقاومت در برابر لرزش و حذف نقاط نشت دارند مناسب‌تر است. در این نوع اتصال، لوله تا داخل «سوکت» وارد شده و سپس جوشکاری می‌شود؛ بنابراین اتصال دائمی‌تر و مقاوم‌تری حاصل می‌شود.

هشدار: استفاده از اتصال دنده‌ای در خطوطی که احتمال لرزش، شوک‌های حرارتی یا شیمیایی بالا وجود دارد می‌تواند منجر به شل شدن رزوه و نشت شود؛ برای چنین مواردی ساکت‌ولت یا فلنجی ترجیح داده می‌شود.

طراحی داخلی و نحوه عملکرد

بال ولو فشارقوی معمولاً شامل بدنه، نیمه‌تراش گوی، ساقه (Stem)، صندلی‌ها (Seats)، پکینگ ساقه و اهرم/گیربکس است. تفاوت اصلی در طراحی برای سرویس‌های فشارقوی ممکن است شامل موارد زیر باشد:

• پایداری مکانیکی بدنه و تقویت نقاط اتصال برای تحمل فشار کلاس‌های ۸۰۰/۱۵۰۰
• استفاده از ساقه با طراحی ضد-بلوم-اوت (Anti-Blowout) برای جلوگیری از پرتاب ساقه در شرایط خطا
• طراحی صندلی با مقاومت حرارتی و مکانیکی مناسب تا از نفوذ سیال و نشت جلوگیری کند
• پرداخت سطح گوی برای کاهش گشتاور و افزایش عمر آب‌بندی

گشتاور مورد نیاز (Torque)

در شیرهای فشارقوی، گشتاور باز/بست بیشتر از نمونه‌های فشار پایین است؛ بنابراین انتخاب اهرم با طول مناسب یا استفاده از گیربکس (gear operator) برای عملکرد دستی یا اکشنر (actuator) ضروری است. همچنین، سیال‌های چسبنده یا سیال‌هایی با ذرات معلق گشتاور را افزایش می‌دهند.

نقشه آب‌بندی (Seat Design)

صندلی‌ها می‌توانند نرم (soft seat) یا فلزی باشند. نرم‌ها آب‌بندی فوق‌العاده‌ای ارائه می‌کنند اما در دماهای بالا مقاومت کمتری دارند؛ صندلی فلزی در دماهای بسیار بالا و سرویس‌های ساینده مناسب‌تر است.

جدول سایزبندی مرجع (½ تا 2½ اینچ)

این جدول ابعادی کلی و مرجع است؛ برای طراحی نهایی به نقشه تولیدکننده و استانداردهای مربوطه مراجعه کنید.

اعداد گشتاور تقریبی هستند و به‌طور خاص برای کلاس کاری، صندلی و دما تغییر می‌کنند؛ همیشه گشتاور تولیدکننده را در نظر بگیرید.

راهنمای انتخاب مهندسی (مرحله به مرحله)

برای انتخاب مناسب‌ترین شیر گازی فشارقوی، مراحل زیر را دنبال کنید:

1. تعریف سرویس: نوع سیال (گاز طبیعی، پروپان، نیتروژن، کندانسیت و غیره)، دما و فشار کاری دقیق.
2. مشخص کردن کلاس کاری: براساس نمودار P-T و الزامات طراحی—کلاس ۸۰۰ برای بارهای متوسط تا بالا و کلاس ۱۵۰۰ برای بارهای بسیار بالا و شرایط بحرانی.
3. انتخاب متریال: اگر خوردگی وجود دارد، ترکیب بدنه/گوی/صندلی را انتخاب کنید. A105 + 316L Ball گزینه متعارف برای بسیاری از خطوط گاز.
4. نوع اتصال: در صورت نیاز به جداسازی سریع یا سرویس دوره‌ای: دنده‌ای. اگر مقاومت مکانیکی و نشتی پایین مهم است: Socket Weld.
5. نوع سیت: PTFE برای بیشتر سرویس‌های گازی، PEEK/فلزی برای دما یا فشار بالا.
6. عملگر (Actuation): دستی با اهرم، گیربکس، یا عملگر پنوماتیک/الکتریکی بر اساس گشتاور مورد نیاز و فرکانس عملیات.
7. استانداردها و تست: اطمینان از انطباق با ASME B16.34، API 608 و انجام تست‌های Seat/Shell و تست نشتی.

نکات نصب و راه‌اندازی

بازرسی پیش از نصب

• کنترل شماره سریال، متریال و گواهی‌های مواد (MTC).
• بررسی ظاهری: نبود ترک، برآمدگی یا ضایعات جوش/ماشین‌کاری.
• اطمینان از تطابق رزوه‌ها یا ابعاد ساکت‌ولت با لوله و تجهیزات موجود.

نکات نصب اتصال دنده‌ای

• از نوار PTFE یا مواد آب‌بندی سازگار با سیال برای رزوه‌ها استفاده کنید.
• از سفت‌کردن بیش از حد رزوه‌ها خودداری کنید تا تنش داخلی بیش از حد وارد نشود.
• در صورت امکان از فیتینگ‌های تقویتی برای جلوگیری از اعمال بار بر روی بدنه شیر استفاده کنید.

نکات نصب ساکت‌ولت

• لوله باید به عمق مناسب وارد سوکت شود (طبق استاندارد سازنده).
• پیش از جوشکاری، فاصله و تراز دقیق را تنظیم کنید تا گرمایش و اعوجاج حداقل شود.
• پس از جوشکاری، انجام تست‌های حرارتی و بازرسی NDT در صورت نیاز.

راه‌اندازی اولیه

1. پس از نصب، ولو را باز و بسته کنید تا از روانی حرکت اطمینان حاصل شود.
2. آزمون نشتی (Leak Test) در فشار کاری یا فشار آزمون توصیه شده انجام شود.
3. در سیستم گازی، انجام تست‌های هلیوم یا نیتروژن برای تشخیص نشتی‌های ریز توصیه می‌شود.

تست‌ها، بازرسی و استانداردها

تست‌هایی که برای شیرهای فشارقوی معمولاً انجام می‌شود:

• Hydrostatic Shell Test: برای بررسی استحکام بدنه در فشار بیش از فشار کاری.
• Seat Leakage Test: برای سنجش میزان نشت از صندلی در فشار معین.
• Operational Test: باز و بسته شدن کامل ولو تحت شرایط عملیاتی.
• NDT: در صورت نیاز برای جوش‌ها یا بخش‌هایی که تحت تنش هستند.

استانداردهای مرجع: ASME B16.34 برای طراحی و متریال، API 608 برای ولوهای بال‌ولو، ASME B16.11 برای اتصالات ساکت‌ولت و ANSI/ASME B1.20.1 برای رزوه NPT.

نگهداری، عیب‌یابی و تعمیرات

برنامه نگهداری پیشگیرانه

1. بازرسی دوره‌ای ظاهری ماهانه یا بر اساس شرایط پروژه.
2. آزمون نشت سالیانه یا براساس دستورالعمل‌های سایت.
3. تعویض پکینگ ساقه و بررسی آب‌بندی در فواصل زمانی مشخص.

عیب‌های شایع و راه‌حل‌ها

• نشتی از بدنه یا صندلی: بررسی سیت، بررسی گوی از نظر خراش یا آلودگی؛ در صورت آسیب جسمی، تعویض صندلی یا گوی لازم است.
• سختی در حرکت اهرم: ممکن است به‌دلیل رسوبات یا خرابی پکینگ ساقه باشد؛ پاک‌سازی و تعویض پکینگ معمولاً مشکل را حل می‌کند.
• نشتی از ساقه (Stem Leak): تعویض پکینگ یا گرافیت بسته به نوع مواد آب‌بندی.

بازسازی و قطعات یدکی

نگهداری قطعاتی مانند صندلی‌های PTFE، پکینگ ساقه، اورینگ‌ها و پیچ‌های اتصال برای هر سایت الزامی است. در زمان سفارش قطعات یدکی، شماره سریال ولو و مشخصات فنی کامل را به سازنده یا تأمین‌کننده ارائه دهید.

ایمنی و نکات اجرایی

• پیش از باز کردن هرگونه اتصالات یا تعویض قطعات، خط را از فشار تخلیه کنید و از تخلیه امن سیال اطمینان حاصل کنید.
• در سرویس گاز، رعایت دستورالعمل‌های ایمنی و جلوگیری از وجود منابع جرقه‌زا هنگام کار ضروری است.
• در هنگام جوشکاری ساکت‌ولت، مراقب حرارت وارد بر صندلی و پکینگ باشید؛ در صورت امکان صندلی‌های نرم را پیش از جوشکاری خارج کنید.
• همیشه از PPE مناسب (دستکش، محافظ چشم، ماسک تنفسی در صورت نیاز) استفاده کنید.

مقایسه کلاس کاری ۸۰۰ و ۱۵۰۰ — چه زمانی هرکدام مناسب‌تر است؟

تفاوت‌های عملیاتی بین کلاس ۸۰۰ و ۱۵۰۰ عمدتاً در توان تحمل فشار، ضخامت دیواره و گشتاور عملکردی است. جدول زیر خلاصه‌ای از تفاوت‌ها را نشان می‌دهد:

در انتخاب بین دو کلاس، همیشه پارامترهای دما، خطرات احتمالی (مانند ضربه هیدرولیکی)، و استانداردهای پروژه را در نظر بگیرید.

چک‌لیست سفارش و مشخصات برای خرید (Spec Sheet)

هنگام سفارش شیر گازی فشارقوی فولادی از تامین‌کننده، حتماً موارد زیر را مشخص کنید:

• سایز اسمی (½ تا 2½ اینچ)
• کلاس کاری (۸۰۰ یا ۱۵۰۰)
• متریال بدنه: A105 (فورج)
• متریال گوی: 304 یا 316L استنلس‌استیل (مشخص شود)
• نوع اتصال: دنده‌ای NPT یا Socket Weld (تعیین عمق سوکت برای SW)
• نوع صندلی: PTFE / R-PTFE / PEEK / Metal (تعیین کنید)
• نوع عملگر: اهرم دستی / گیربکس / پنوماتیک / الکتریکی
• سختی و پرداخت سطح گوی (شماره پرداخت ISO یا Ra مورد نظر)
• آزمون‌ها و گواهی‌ها: Hydrotest, Seat Test, MTC, NDT (در صورت نیاز)
• درجه حرارت کاری مورد انتظار و هرگونه سیال خورنده

جهت خرید شیر گازی فشارقوی فولادی با شماره زیر در ارتباط باشید

021-33468170

0912-2248679

واتساپ: 09354040961

کارشناسان ما آماده پاسخ‌گویی به سوالات شما و ارائه بهترین خدمات هستیم.