مدیریت سایت 
شیر پروانه ای یا butterfly valve نوعی شیر سریع بازشوست که می شود با کمک آن مسیر سیال را با یک چرخش 90 یا 180 درجه باز یا بسته کند. این شیر بیشتر به عنوان قطع یا وصل کننده و هم محدود کننده جریان استفاده می شود.
ساختمان شیر پروانه ای از يك بدنه معمولي و يك صفحه مدور كه تقريباً در وسط قرار دارد تشكيل شده است. شیر پروانه ای یا باترفلای ولو (Butterfly valve) با طراحی هم مرکز و غیر هم مرکز شافت به راحتی و با دقت بالا با چرخش صفر تا 90 یا 180 درجه دیسک توسط اپراتور یا عملگر، جریان سیال عبوری را قطع و یا وصل می کند.
در شیر پروانهای، دیسک حول محور خود که یک سر آن استم (Stem) و سر دیگر آن نشیمنگاه (Seat) است، دوران میکند. شیر پروانهای از لحاظ ظاهر و ساختار به شیر توپی (Ball valve) بسیار شبیه بوده و تفاوت آن ها را میتوان در شکل دیسکشان (Disc) مشاهده نمود.
دیسک شیرآلات پروانه ای با حرکتی پاک کننده به سمت نشیمنگاه حرکت میکند و با این عمل این شیرها قادر به مدیریت سیالاتی که حاوی مواد جامد هستند نیز میباشند. البته این موضوع به قدرت نشیمنگاه و پودرها و گرانولهای موجود در جریان بستگی دارد.
در شیرهای پروانه ای بزرگ، اکچویتور (Actuator) شیر به وسیله چرخ دنده به استم (Stem) متصل میشود تا باز و بسته کردن شیر با افزایش نیروی اعمالی توسط چرخ دنده راحت تر باشد، اما از طرفی دیگر زمان باز و بسته شدن شیر طولانی تر می گردد.
شیر پروانه ای مناسب برای کنترل دبی جریان در مسیر حرکت سیال است. این شیر میتواند در حالت نیمه باز قرار گرفته و میزان سیال عبوری را کم و زیاد کند. استفاده از شیرهای پروانهای بسیار راحت است. این شیرآلات محبوبیت زیادی در بازار دارد چرا که قیمت آن ارزانتر از دیگر شیرهاست، وزن سبکتری داشته و همچنین نیاز به پشتیبانی کمتری دارد. شیرهای پروانه ای یکی از پرکاربردترین شیرآلات در صنایع نفت و گاز و پتروشیمی می باشند.
در نصب شیرهای پروانه ای باید این نکته را رعایت کرد که آن ها را حتما در حالت باز باید نصب نمود تا نشیمنگاه لاستیکی در حالت بسته، مانع باز شدن شیر نگردد. مهم ترین قسمت های شیر پروانه ای بدنه (Body)، دیسک (Disc)، نشیمنگاه (Seat) و شفت (Stem) هستند. نشیمنگاه این شیر ممکن است از جنس فلز یا لاستیک باشد. همچنین دیسک شیرهای پروانه ای می تواند با بدنه ی شیر هم مرکز یا غیر هم مرکز باشند.
شیرآلات پروانه ای در دسته شیرآلات صنعتی قرار می گیرد.
جنس شیرهای پروانه ای
-
-
کربن استیل lCarbon Stee
-
کربن استیل (lcarbon stee) آلیاژی است که از ترکیب درصد خاصی از کربن با آهن ساخته می شود. در شیر پروانه ای از کربن استیل در ساخت بدنه و دیسک شیر استفاده می شود. از آنجایی که کربن استیل نسبت به سایر متریال ها ارزان ترست شیرهای پروانه ای کربن استیل هم قیمت پایینی دارند. از انواع این آلیاژ می توان A۱۰۵ Aرا نام برد. کربن استیل مقاومت کمی در برابر خوردگی دارد پس نمی توان آن ها را در مسیر سیالات خورنده استفاده کرد.
-
-
استنلس استیل و آلیاژهای آن Stainless Steel
-
استنلس استیل آلیاژی از آهن است که با حداقل 10.5 درصد کروم ساخته می شود. کروم با ایجاد یک لایه از اکسید خود بر روی سطح آهن مانع از خوردگی آن می شود. این آلیاژها مقاومت خوبی نسبت به خوردگی دارند و برای سیالاتی با خوردگی بالا استفاده می شوند. از پرکاربردترین آلیاژهای استنلس استیل می توان 304L و 316L را نام برد.
مهم ترین آلیاژهای استنلس استیل
- فریتیک
دارای یک ریزساختار فریتی مانند فولاد کربنی است که یک ساختار کریستالی مکعبی مرکز-بدنی (body-centered cubic) محسوب میشود و دارای ۱۰٫۵ تا ۲۷ درصد کروم و مقدار بسیار کمی نیکل یا بدون نیکل است. این ریزساختار به علت اضافه شدن کروم، در همه درجه حرارتها وجود دارد و مانند استنلس استیل آستنیتگ با عملیات حرارتی سخت کاری نمیشود. همچنین مانند فولاد ضدزنگ آستنیتی آنها را نیز با کار سرد نمیتوان تقویت کرد. این فولادها مانند فولاد کربنی مغناطیسی هستند.
- مارتنسیتیک
به عنوان استنلس استیل مهندسی، ابزاری و فولاد مقاوم در برابر خزش استفاده میشود و در چهار گرید تقسیم بندی می شوند.۱- گریدهای آهن-کروم-کربن، ۲- گریدهای آهن-کروم-نیکل-کربن، ۳- گریدهای پیرسختکاری شونده، ۴- گرید مقاوم دربرابر خزش
- آستنیتیک
علاوه بر کروم و نیکل عناصر دیگری نیز دارد که باعث بالا رفتن سختی آن می شود. استنلس استیل (فولادهای زنگنزن) آستنیتی را میتوان به زیرگروه های سری 200 و سری 300 و سری 400 تقسیم کرد. این نوع بیشترین تولید و کاربرد استنلس استیل ها را داراست. به عنوان مثال می توان از انواع 304، 304L، 316 و 316L نام برد.
- دوپلکس
اسنلس استیل دوپلکس دارای میکرو ساختار ترکیبی آستنیتیگ و فریتیگ است که هدف آن معمولاً تولید ترکیب ۵۰/۵۰ است، اگر چه در آلیاژهای تجاری این نسبت میتواند ۴۰/۶۰ باشد. آنها با کروم بالا (۱۹–۳۲ درصد) و مولیبدن (تا ۵ درصد) و درصد نیکل پایینتر از اسنلس استیل آستنیتی مشخص میشوند. فولاد ضدزنگ دوپلکس در مقایسه با فولاد ضدزنگ آستنیتی تقریباً دو برابر استحکام دارد. گریدهای فولاد دوپلکس بر اساس مقدار آلیاژ و مقاومت به خوردگی آنها در گروههای مختلفی تقسیمبندی میشوند.
-
-
آلیاژهای نیکل
-
آلیاژهای نیکل در سیستم هایی که نیاز به سختی بالا و مقاومت در برابر خوردگی باشد، استفاده می شوند. این آلیاژها بسیار گران و سنگین هستند.
-
-
آلیاژ تیتانیوم
-
آلیاژ تیتانیوم دارای وزن کم و مقاومت بالا هستند. روش محافظت از خوردگی همانند آلیاژ استنلس استیل است.
-
-
آلیاژ نیکل آلومینیوم
-
آلیاژ نیکل آلومینیوم از ۱۰ درصد آلومینیوم، ۵ درصد نیکل و ۵ درصد آهن تشکیل شده است. این آلیاژ به خصوص در آب دریا مقاومت بالایی دارند. تنها عیب این آلیاژ سرعت بالای خورده شدن آن به نسبت استنلس استیل است.
انواع جنس های دیگر شیر پروانه ای
- چدنی
- فولادی
- UPVC
اغلب شیرآلات صنعتی از جنس های متفاوتی ساخته می شوند و انتخاب متریال مناسب می تواند به پارامترهای مختلفی مانند هزینه، طول عمر و شرایط سیستم بستگی داشته باشد.
شیر پروانه ای چیست؟
موارد استفاده از شيرهاي پروانه اي
- ايستگاه نيروي حرارتي
- ايستگاه نيروي هيدروليكي
- صنايع نفت، گاز، پتروشيمي
- سیستم های پایپینگ و لوله كشي صنعتی
- اغلب رشتههاي صنعتي
اجزای اصلی شیرهای پروانه ای
از اجزای مهم شیر پروانه ای می توان به بدنه، نشیمنگاه، ساقه و عملگر آن اشاره کرد. از اجزاء مهم دیگر شیر پروانه ای می توان به دیسک اشاره کرد که نقش اصلی را در تنظیم (در شرایط خاص) و توقف جریان دارد. جنس دیسک شیر پروانه ای به نوع کاربرد و سیال آن بستگی دارد.
اجزاء شیر پروانه ای
اجزاء اصلی تشکیل دهنده شیر پروانه ای
- بدنه (body)
- دیسک یا مجرابند(disc)
- نشیمنگاه (seat)
- محرک یا راه انداز (stem)
بدنه شیر پروانه ای (Body)
بدنه با توجه به نوع سیال و فشار کاری و دما سیال انتخاب می شود.
- بدنه چدن با توجه به شرایط عدم محیط خورنده و در دماهای زیر ۱۲۰ درجه سانتی گراد استفاده می شود.
- بدنه فولادی با توجه به نوع آلیاژ فولاد در دماهای بالای ۱۲۰ درجه سانتی گراد تا ۹۰۰ درجه سانتی گراد در صنایع نفت و گاز استفاده می شود.
- از بدنه استیل برای محیط های داری رطوبت و خوردگی مانند صنایع غذایی و پزشکی استفاده می شود.
دیسک (Disc)
دیسک در شیر پروانه ای بیشترین تماس با سیال را دارد. به همین دلیل انتخاب دیسک شیر پروانه ای با توجه به شرایط نوع سیال، دما و فشار کاری اهمیت بسزایی دارد.
جنس انواع دیسک (Disc)
- چدن نشکن
- استیل ۳۰۴
- استیل ۳۱۶
- آلیاژ نیکل آلومینیوم برنز
- آلیاژ کروم و غیره
انواع دیسک شیرهای پروانه ای با توجه به بدنه هم مرکز و یا غیر هم مرکز
دیسک بدون انحراف نوعی دیسک هم مرکز است که در آن دیسک و شفت با بدنه شیر هم مرکز هستند و جریان را به دو قسمت مساوی تقسیم می کند. از این دیسک برای سیستم های با دمای پایین و کم فشار استفاده می شود.
-
-
دیسک دابل افست (Double Offset)
-
دیسک Double Offset از مرکز ثقل شیر پایین تر قرار دارد و اصطکاک فقط در ابتدا و انتها با زاویه 10 درجه رخ می دهد.
شیر پروانه ای با دیسک Triple Offset به همراه نشمینگاه فلز در فلز می باشد که دارای حرکت بدون اصطکاک می گردد. سطح تماس این دیسک فقط در نقطه بسته شدن قرار می گیرد.
نشیمنگاه یا سیت (Seat)
نشیمنگاه براساس تحمل دمایی و فشار کاری و نوع سیال در انواع مختلفی ساخته می شوند. سیت EPDM معمولا برای سیال آب و فاضلاب تا دمای 70 درجه سانتی گراد استفاده می شود. برای سیالات دارای خورندگی از قبیل اسید از سیت PTFE و تا دمای 70 درجه می توان از سیت NBR، تا دمای 120 درجه نیز از سیت EPDM می توان استفاده کرد.
محرک یا راه انداز (Stem)
استم که محور یا شافت نیز نامیده می شود، از طرف بالا به عملگر و از طرف پایین به دیسک متصل می باشد و با چرخش عملگر، نیرو توسط استم به دیسک انتقال داده شده و دیسک با چرخش ۹۰ یا ۱۸۰ درجه ای سیال را عبور می دهد. شافت شیر پروانه ای معمولا از جنس فولاد سخت ساخته می شود تا در مقابل فشار های کاری مقاومت داشته باشد. معمولا سر شافت شیر پروانه ای به صورت چهار گوش یا گرد است. در حالت چهار گوش برای کوپل کردن عملگر هیدرولیک، پنوماتیک یا برقی مشکلی ندارد در غیر این صورت باید سر شافت گرد با عملیات تراشکاری و فرزکاری به چهار گوش تبدیل شود.