همه چیز درباره سوپاپ اطمینان

سوپاپ اطمینان در قسمت بالای دیگ بخار (بدون واسطه) نصب می‎شود. این قطعه جهت جلوگیری از افزایش بیش از حد معمول فشار داخلی دیگ بخار به کار می‎رود. کلید کنترل فشار تا زمانی قادر به تنظیم فشار است که کلیه سیستم از عملکرد درست برخوردار باشد.

این قطعه در خروجی دیگ بخار جهت حفظ ایمنی به کار برده می‎شود. هنگام بالا رفتن بیش از حد فشار، در صورتی که پرشرها فرمان قطع صادر نکنند و دستگاه دچار اشکال شود، فشار اضافی داخل سیستم از طریق سوپاپ اطمینان تخلیه شده و از ترکیدن دیگ بخار جلوگیری به عمل می‎آورد.

اگر به عللی مشکل در سیستم کنترل پیش آید و کلید فشار قادر به از کار انداختن مشعل نباشد از سیستم سوپاپ اطمینان استفاده می‎گردد که سریعاً پس از بالا رفتن فشار داخل دیگ بخار، از مــــیزان تنظیم شده، سوپاپ اطمینان باز شده و دو کار اساسی را انجام می‎دهد:

1. فشار داخل دیگ بخار را تقلیل می دهد.
2. با صدای زیادی که ایجاد می‎نماید اپراتور مطلع شده و به اشکالات به وجود آمده رسیدگی می‎نماید.

نحوه عملکرد شیر اطمینان

شیرهای اطمینان به کمک آزادسازی بخشی از سیال عملیات ایمن‎سازی را انجام می‎دهند. شیرهای اطمینان انواع مختلفی دارند اما در سیستم‎های بخار از یک فنر (متناسب با فشار طراحی) برای آزاد سازی فشار اضافی و سپس بسته شدن مجدد شیر جهت جلوگیری از خروج سیال بعد از پایین آمدن فشار استفاده می‎شود.

بنابراین باز و بسته شدن شیر با توجه به فشار وارد شده بر دیسک و توسط فنر انجام می‎گیرد و احتیاج به هیچگونه فشار خارجی نیست. البته شیرهای اطمینان مورد استفاده روی بویلرها و خطوط بخار دارای دسته یا اهرمی هستند که به کمک انرژی خارجی می‎توان آنها را باز کرد.

عموماً از این اهرم برای تست شیر اطمینان استفاده می‎شود. نکته بسیار مهم در ارتباط با این اهرم در آن است که به هیچ عنوان نمی‎بایست از آن به عنوان دستگیره جابجایی شیر قبل از نصب استفاده نمود.

سوپاپ اطمینان

کاربرد شیر اطمینان

کاربرد شیر اطمینان در تمامی نقاطی است که محدودیت فشار وجود دارد. در این نقاط با نصب شیر اطمینان اولاً ایمنی پرسنل تأمین می‎گردد و ثانیاً فشار سیستم از فشار قابل تحمل تجهیزات فراتر نمی‎رود. اصطلاحاً به این محدوده، محدوده فشار کارکرد امن می‎گویند.

بدون شک مهمترین کاربرد سوپاپ اطمینان در دیگ‎خانه و نصب آن روی دیگ بخار است. در بویلرهای تولید بخار شیر اطمینان باید به گونه‎ای باشد که در بار کامل بتواند کل بخار تولیدی بویلر را تخلیه نماید بی آنکه افزایش فشاری بیش از ۶۰% از حداکثر فشار عملکرد بویلر اتفاق افتد.  شیر اطمینان بر روی مخازن و مبدل‎های حرارتی نیز کاربرد وسیعی دارد.

انواع سوپاپ اطمینان

شیر اطمینان وزنه‎ای

این نوع شیرها، شیرهایی هستند که با نیروی وزنه‎‎های روی دریچه، فشار درون مخزن را در حد ایمن مهار می‎کنند. این نوع شیر اطمینان قدیمی‎ترین نوع شیر اطمینان است و از  آن بر روی بویلر بخار کشتی بخار و لوکوموتیوهای بخار استفاده می‎شده است.

شیر اطمینان حرارتی

این نوع از شیر اطمینان بر اساس حرارت و فشار عمل کرده و در روی آب‎گرمکن‎ها کاربرد فراوانی دارد. عموماً این شیرها روی ۹۰-۹۳ درجه سانتیگراد شروع به باز شدن کرده و در ۹۶-۹۹ درجه سانتیگراد به حداکثر خود می‎رسد.

شیر اطمینان پایلوت‎دار

شیرهای اطمینان پایلوت‎دار شامل شیر اصلی و یک شیر فرمان کوچک (Pilot-Valve) هستند. پایلوت از نوع فنر فشرده بوده و به وسیله فشار ورودی سیال باز و بسته می‎شود. شیر اصلی نیز به صورت پیستونی عمل می‎کند.

شیر اصلی شامل دو بخش ثابت و متحرک است. دیسک شیر اصلی در قسمت تحتانی دارای سطح مقطع کوچکتری نسبت به قسمت فوقانی آن است. سیال پس از ورود به شیر اصلی به زیر دیسک فشار می‎آورد. مسیر کنار گذر نیز سیال را از طریق پایلوت به قسمت فوقانی دیسک هدایت می‎کند.

از آنجاییکه سطح مقطع قسمت فوقانی از قسمت تحتانی بزرگتر است فشار برابر دو طرف سبب بسته ماندن شیر می‎شود. با بالا رفتن فشار از نقطه‎ای که شیر پایلوت تنظیم شده‎است، شیر پایلوت مسیر گذر سیال به قسمت فوقانی شیر اصلی را مسدود می‎کند. بدین ترتیب دیسک بالا رفته و سیال را تخلیه می‎کند. با پایین آمدن فشار سیال پایلوت مسیر کنارگذر را مجدداً می‎گشاید و شیر اصلی بسته می‎شود.

پولک‎های پاره شونده

پولک‎های پاره شونده از یک دیسک مجزا تشکیل شده است و هنگامی که این دیسک در معرض یک اختلاف فشار طراحی شده قرار بگیرد می‎ترکد. این دیسک‎ها به عنوان یک وسیله آزادکننده فشار بوده که قابلیت بسته شدن مجدد را ندارند.

از این دیسک‎ها در مواردی که احتیاج به باز شدن سریع و آنی در آنها مورد نظر است و یا جهت محافظت از شیرهای اطمینان و یا هر وسیله دیگری که در مقابل سیالات فرایندی خورنده قرار می‎گیرد استفاده می‎شوند. پولک‎های پاره شونده در دیگ‎خانه‎های بخار صنعتی کاربرد ندارد.

اجزای سوپاپ اطمینان

سوپاپ اطمینان از قسمت های زیر تشکیل شده است:

1. پوسته سوپاپ: کلیه قطعات تشکیل دهنده سوپاپ در داخل پوسته قرار می گیرند، که اولاً بخار تولید شده خطر ایجاد نکند ثانیاً قطعاتی مانند شفت و فنر، در داخل آن جای گذاری شوند.
2. سیت یا نشیمنگاه.
3. فلنچ اصلی: روی دیگ متصل می گردد.
4. شفت: برای نگهداری فنر سوپاپ به کار می رود، که فنر در اطراف شفت قرار گرفته است.
5. فنر: فنر سوپاپ توسط سازنده دقیق طراحی و محاسبه و ساخته شده است. فشار تولید شده برمبنای کیلوگرم اتمسفر بار و یا هر مقیاسی که فنر توسط آن محاسبه شده است عمل می نماید.
6. مهره های تنظیم.
7. دسته یا بازوی حرکت.
8. دریچه خروج بخار: زمانی که فشار داخل دیگ بخار بیش از حد تنظیم رسید، فنر سوپاپ جمع شده، در نتیجه سیت سوپاپ باز و بخار اضافی به بیرون منتقل می گردد. تا زمانی که فشار دیگ به حد تعادل نرسد، دریچه سوپاپ بسته نمی شود.
9. بازو (دسته سوپاپ): جهت حرکت دادن فنر سوپاپ بکار می رود، که به وسیله مصرف کننده انجام می گردد.

نصب سوپاپ اطمینان

پس از اجرای خطوط و نصب شیر اطمینان می بایست قبل از راه اندازی شیر اطمینان براده‎های ناشی از جوشکاری و هر نوع ماده خارجی را تمیز نمود. شیر اطمینان بر روی دیگ بخار، منابع و یا مصرف کننده های بخار همواره در بالا نصب می‎گردد.

اتصال شیر اطمینان از پایین خطوط بخار موجب جمع شدن کندانس پشت نشیمنگاه شیر شده و به مرور زمان باعث خوردگی در نشیمنگاه می‎شود و آن را از آب‎بندی خارج می‎کند و در نتیجه شیر شروع به نشتی خواهد کرد.

نیروی شیر اطمینان توسط فنر اعمال می‎شود. بنابراین باید آن را عمودی و بدون زاویه نصب نمود. زاویه دار بودن شیر اطمینان که اکثراً به دلیل عدم وجود فضای کافی انجام می‎گیرد ممکن است باعث اختلال در عملکرد شیر شود.

تعمیرات شیر اطمینان

جهت تعمیرات شیر اطمینان اقدامات زیر انجام می‎گیرد:

در مرحله اول، کلیه سوپاپ را از روی دستگاه جدا کرده و بعد از آن روپوش فنر را که به وسیله چهار عدد پیچ بسته شده است از پوسته جدا می‎نمایند. چنانچه فنر پوسیدگی داشته باشد، آن را از سازنده قابل اطمینان تهیه کرده و تعویض می‎نمایند، و اگر بشقابک سوپاپ خرده شده باشد، بشقابک نمونه را به تراشکاری برده و آنرا از جنس برنز یا سمانتاسیون تراشیده و آب بندی می‎نمایند.

توجه شود، چنانچه خوردگی کمتر باشد، می‎توان آن را به وسیله روغن سمباده مانند سوپاپ ماشین آب‎بندی نمود. پس از آنکه کارهای تراشکاری و یا تعویض فنر انجام شد، آنرا در جای خود قرار داده و پیچ و مهره ها را کامل می‎بندند. باید به یک نکته اساسی توجه شود که درزمان باز کردن سوپاپ، فلنچ سوپاپ ودیگ بخار، باید کاملاً تمیز شده و بعد از تهیه به محل منبع گریس زده شود که در آب بندی کردن بسیار موثر خواهد بود.