هدف از شیر اطمینان / safety valve چیست؟
موادی که در صنایع شیمیایی یا فرآیندی یا نفتی یا پتروشیمی برای تبدیل مواد خام به محصولات مفید فرآوری می‌شوند، عموماً ماهیتی سیال دارند. سیالات از طریق لوله‌ها از یک تجهیزات به تجهیزات دیگر جریان می‌یابند و می‌توان آنها را برای گرم کردن، خنک کردن، تبخیر، متراکم شدن، مخلوط کردن، منبسط کردن، فشرده‌سازی یا واکنش پردازش کرد.
همه مایعات چه در حالت استراحت و چه در حال جریان دارای فشارهای مرتبط با آنها هستند. هر یک از تجهیزات دارای مقدار مجاز فشاری هستند که می‌توانند بدون شکستگی مقاومت کنند. به طور معمول، این محدودیت ایمنی از نظر فشار طراحی ارائه می‌شود.
فشار عملیاتی مربوط به سیال در هر تجهیزاتی، چه سیال در حالت استراحت یا در حال جریان می‌باشد، باید کمتر از فشار طراحی داده شده باشد. اگر فشار عملیاتی برابر یا بزرگتر از فشار طراحی شود، گفته می‌شود که سیستم بیش از حد تحت فشار است.
خطر کارکردن یک سیستم با فشار بیش از حد این است که سیال پتانسیل شکستن تجهیزات و گسترش در محیط را دارد. تا زمانی که تعادل بین سیال و محیط حاصل شود گسترش می‌یابد. از نظر ترمودینامیکی این فرآیند به عنوان یک انفجار شناخته می‌شود.
انفجار باعث آسیب به محیط زیست می‌شود. منجر به تلفات جانی و مالی می‌شود. از این رو، نصب ابزارها در تجهیزاتی که ممکن است به دلیل برخی رویدادها خطرات فشار بیش از حد را داشته باشند، وظیفه مهمی است. علل وقوع چنین وقایعی از نظر تعداد متفاوت است:
یک مایع قابل اشتعال ممکن است توسط یک منبع خارجی مشتعل شود. این ممکن است باعث سوختن و تولید گاز شود. گازها در داخل ظرف بسته انباشته می‌شوند که در نتیجه ممکن است سیستم بیش از حد تحت فشار قرار گیرد.
یکی از گذرگاه‌های سیستمی که یک مایع فرار را کار می‌کند ممکن است مسدود شود یا تا حدی مسدود شود که به این دلیل گازها به تدریج تجمع می‌کنند.
اگر واکنشی رخ دهد که احتمال فرار را داشته باشد، ممکن است به راحتی تحت فشار قرار گیرد و منجر به تصادف شود.
برخی از واکنش ها گازهایی تولید می‌کنند که باید در خط متراکم شوند. به طور کلی از کویل‌ها یا خنک کننده برای خنک کردن و متراکم کردن گازهای موجود در تجهیزات استفاده می‌شود. اگر در فرآیند تبادل گرما نقصی رخ دهد، گازها جمع می‌شوند و به افزایش فشار کمک می‌کنند.
مایعاتی که دارای ضریب انبساط حرارتی بسیار بالایی هستند نیز در صورت افزایش قابل توجه دمای سیستم در افزایش فشار نقش دارند.
این رویدادها ممکن است به صورت جداگانه یا همزمان رخ دهند. یکی از ابزارهایی که برای کاهش فشار سیستم بیش از حد تحت فشار نصب می‌شود، شیر ایمنی فشار (PSV) و شیر تخلیه فشار (PRV) است.
تفاوت بین PSV و PRV
شیرهای ایمنی فشاری (PSV) معمولاً به عنوان شیرهای ایمنی نیز شناخته می‌شوند. آنها برای کاهش فشار از تجهیزاتی که با گازها را کار می‌کنند استفاده می‌شوند. معمولاً دریچه به طور ناگهانی و در یک لحظه باز می‌شود.
شیرهای کاهش فشار (PRV) معمولاً به عنوان شیرهای تخلیه فشار نیز شناخته می‌شوند. آنها نوعی سوپاپ ایمنی هستند. آنها برای کاهش فشار از تجهیزاتی که با مایعات کار می‌کنند استفاده می‌شوند. به طور کلی دریچه نسبتاً تدریجی و متناسب باز می‌شود.
عملکرد هر دو PSV و PRV این است که با باز شدن خودکار فشار اضافی را از سیستم خارج می‌کنند و با عادی شدن فشار در سیستم به طور خودکار بسته می‌شوند.
رایج ترین نوع شیر اطمینان مورد استفاده در صنایع، شیر اطمینان فنری است.
این شیر دارای یک فنر است که به پیچ تنظیم متصل می‌شود. پیچ را می‌توان برای فشرده سازی فنر تنظیم کرد و در نتیجه انعطاف پذیری در تنظیم نیروی فنر ایجاد کرد. فنر با استفاده از یک دوک به یک دیسک متصل می‌شود. محل قرارگیری دیسک جایی است که سیال در زمانی که سیستم بیش از حد تحت فشار است وارد شیر می‌شود.
اگر نیروی فشار کمتر از نیروی فنر باشد، سیال قادر به حرکت دیسک نخواهد بود. چنین شرایطی بیانگر شرایط عملیاتی عادی است. اگر نیروی فشار برابر با نیروی فنر باشد، دیسک شروع به حرکت می‌کند. سیال از تجهیزات وارد شیر شده و شروع به حرکت به خارج از سیستم می‌کند.
در مورد PSV، زمانی که نیروی فشار بیشتر از نیروی فنر می‌شود، دریچه فوراً باز می‌شود و صدای “پاپ” رخ می‌دهد در حالی که PRV متناسب با افزایش فشار باز می‌شود. می‌توان گفت که افتتاحیه نسبت به PSV نسبتاً تدریجی است.
سیال خارج شده منجر به کاهش فشار می‌شود. هنگامی که نیروی فشار دوباره از نیروی فنر کوچکتر شد، دیسک دوباره به همان محل برمی‌گردد و تجهیزات را آب بندی می‌کند.
مرجع:- theprocesspiping
