انتخاب شیر توپی
پارامترهایی که برای انتخاب یک شیر توپی باید در نظر گرفت عبارتند از :
1-مقدرا دما و فشار2- تعداد مجراها Port 3- سایز شیر 4- جنس بدنه شیر 5- نوع دو سر انتهای شیر
6- ساختار داخلی آن (پیکر‌بندی)
اتصال رزوه ای(Screw): این مدل از اتصالات برای فشارهای پایین مناسب هستند. آنها مقرون‌به‌صرفه بوده و به سرعت و بدون دردسر سرهم شده و دو سر آن در خط لوله رزوه می‌شوند. اتصالات رزوه‌ای در صورت بروز نشتی نیاز به تعویض کامل دارند و از مشکلات آنها عدم توانایی در تعمیرشان است. همچنین این نوع اتصالات دو شکل مخروطی یا کاهنده و موازی نیز دارند. معمولاً براي سايزهاي كوچك (2 “/1 1 و كمتر) مورد استفاده قرارمي گيرند. احتمال نشتي اين نوع اتصال در سايزهاي بالا زياد مي باشد. نوع رزوه ها NPT و بر اساس استاندارد API 5B ، B 1.20.1 ANSIو يا ASME B16.11 است.
اتصال فلنجی: اتصالات فلنجی به راحتی و به سرعت در خطوط لوله نصب و جدا می‌شوند. اتصال فلنجی با استفاده از دو فلنج و تعداد کافی پیچ دو طرفه و مهره انجام می‌شود. نکته مهم در ارتباط با شیرهای فلنجی این است که به دلیل همسان‌شدن سطح بیرونی شیر با خط لوله و اتصال آنها به وسیله‌ی تعداد زیادی پیچ و مهره گشتاور کمتری برای اتصال آنها به خطوط لوله احتیاج است. اتصالات فلنجی در عین حال که قیمت پایین‌تری دارند در بسیاری از خطوط لوله با فشارهای بالا هم پُرکاربرد هستند.
براي سايزهاي 1/2” و بالاتر مورد استفاده قرار مي گيرند. ابعاد فلنج (بجز FLAT FACE ) و مشخصات اتصال آن به خط لوله بر اساس استاندارد ASME B16.5 (تا سايز 24 اينچ) , MSS SP-44 (براي سايز 22 اينچ ) و ASME B16.47 (براي سايزهاي بالاتر از 24 اينچ ) است. اين اتصالات كلاسهاي فشاري بالا را جوابگو مي باشند. در سه نوع FLAT FACE, RAISED FACE و RING TYPE JOINT می باشند.
اتصال جوشی:(BUTT WELDING END ASME B16.25) :
اتصال جوشی و سوکتی مشابه یکدیگر بوده و تفاوت جزئی در نوع اتصال‌شان وجود دارد که در ادامه بررسی می‌شود .در اتصال جوشی هر دو انتهای شیر به اندازه‌ی ضخامت End Connectionها تراش داده شده و دوباره برای ورود به لوله هم تراش می‌خورند، سپس هر دو انتهای شیر را به خطوط لوله متصل کرده و آنها را جوش می‌دهند. اتصال جوشی دوام بهتری نسبت به سایر اتصالات داشته و برای خطوط لوله با دما و فشار بالاتر کاربرد دارند. اتصال جوشی برای انواع شیرهای صنعتی ایده‌آل بوده ولی باید در خطوطی استفاده شوند که نیازی به جداسازی‌شان نباشد.
اتصال سوکتی(SOCKET WELDING ENDASME B16.11):
این نوع از اتصالات مشابه اتصالات جوشی می‌باشند و تفاوتشان در نوع اتصال به خطوط لوله است. در اتصال جوشی دو سر End Connectionها لب‌به‌لب با لوله جوش داده می‌شوند. حال آنکه در اتصال سوکتی، End Connectionها تا چند میلی‌متر داخل لوله فرو رفته و سپس جوش داده می‌شوند. استفاده از آنها در شیرهایی که از استیل ساخته‌شده‌اند رایج است و در خطوط لوله با دما و فشار بالا که نیازی به جداسازی مکرر شیرها نیست به کار می‌روند. اتصالات سوکتی عدم نشتی سیالات داخل خطوط لوله در فشار و دمای بالا را برای مدت زمان زیادی تضمین می‌کنند.
انواع ساختمان شیر: (side entry split body – top entry split body- fully welled body)
تفاوت top entry و side entry :
بدنه شیرهای Top entry معمولا ریخته گری و بدنه شیرهای Side entry به صورت فورج می باشند. بدنه شیرهای Top entry یکپارچه بوده و بدنه شیرهای Side entry به صورت دو یا سه تیکه می باشند. شیرهای Top entry به دلیل بدنه ریخته گری شده دارای تست های غیر مخرب بیشتری نسبت به Side entry ها هستند. شیرهای Top entry به دلیل بدنه ریخته گری شده دارای تست های غیر مخرب بیشتری نسبت به Side entry ها هستند. شیرهای Top entry گران تر از شیرهای Side entry ها هستند و زمان بیشتری صرف تولید یک شیر Top entry نسبت به Side entry می شود.
شیر توپی فلوتینگ:
نام فلوتینگ در واقع از روی توپی آن که به صورت شناور قرار دارد گرفته شده است. این توپی بین دو سیت مقعر واقع شده است شفت در شیار بالای توپی فرو رفته و اجازه چرخش ربع گرد یا ۹۰ درجه‌ای را به آن می‌دهد.
همچنین این طراحی در صنعت، بیشتر در خطوط لوله با سایزهای کوچک استفاده می‌شود زیرا قیمت نسبتاً پایین‌تری نسبت به طراحی ترانیون دارد. در دیزاین فلوتینگ توپی به حالت شناور قرار دارد و فقط از طرف بالا فیکس شده است پس قابلیت جابه‌جایی (در حد چند میلی‌متر) دارد ولی نشیمن‌گاه آن ثابت است. همچنین در طراحی فلوتینگ از یک شفت در بالا استفاده شده در حالی که در مدل ترانیون دو شفت، یکی در بالا و دیگری در پایین تعبیه شده است.
شیرهای توپی ترانیون:
مدل ترانیون طراحی متفاوت و پیچیده‌تری نسبت به فلوتینگ دارد ویژگی که این دو مدل طراحی را از یکدیگر متمایز می‌کند سیت‌ها هستند به صورتی که به جای فیکس بودن، حالت فنری داشته و دارای قابلیت جابه‌جایی هستند، ولی توپی فیکس و ثابت است بنابراین به دو استم در بالا و پایین نیاز دارد.
در شیرهای توپی از نوع ترانیون بعد از برقراری جریان، سیت شروع به حرکت می‌کند، کاملاً به توپی چسبیده و آب‌بندی مورد اطمینانی را ایجاد می‌کند. در فشارهای پایین آب‌بندی به کمک فنرها انجام می‌شود (مجموع نیروی فنرها به اندازه‌ای است که سیت‌ها را به سمت توپی فشار می‌دهد) و در فشارهای بالا با فشرده شدن سیت‌ها به سمت توپی توسط فشار سیال صورت می‌گیرد. به دلیل این‌که در طراحی ترانیون فشار کمتری روی توپی است گشتاور کمتری هم نیاز دارد.
پس عملگرها به انرژی کمتری برای باز و بسته کردن توپی نیاز دارند و از لحاظ اقتصادی مقرون به‌صرفه‌تر هستند
همچنین فشارهای بسیار بالاتری از مدل فلوتینگ را نیز می‌توانند تحمل کنند.
اجزای اصلی شیر های توپی:
توپی- استم- سیت- بدنه- بانت- عملگر(گیربوکسی – اکچویتور – رنچ- هندویل)-کلوژر
استاندارد های مورد استفاده در شیرهای توپی عبارت اند از:
