منوی دسته بندی

انواع کنترل ولو

شهباز صنعت، تامین انواع کلیه اقلام با بهترین قیمت، تامین انواع کنترل ولو فیشر (Fisher)، کنترل ولو سامسون، کنترل ولو MASONEILAN، شیر پنوماتیک سامسون و …

انواع کنترل ولو

کنترل ولوها دستگاه هایی هستند که قادر به تعدیل جریان در درجات مختلف بین کمترین جریان و ظرفیت کامل در جواب دادن به سیگنال های دستگاه های کنترل خارجی هستند. کنترل ولو، که گاهی به آن “عنصر کنترل نهایی” گفته می شود، یک بخش حیاتی برای هر حلقه کنترل هست، زیرا کار فیزیکی انجام داده و عنصری هست که به طور مستقیم روی فرآیند تأثیر می گذارد.

یک کنترل ولو در صنعت نفت و گاز برای تنظیم نرخ جریان سیال در خط لوله یا فرآیند (و پارامترهای فرآیند مربوطه مانند فشار، دما و سطح) با توجه به سیگنال های مدیریت شده توسط یک کنترل کننده استفاده می شود.

 نقش کنترل ولو جریان در فرآیند پیچیده پتروشیمی کلیدی است، زیرا حلقه های متعدد درگیر در این فرآیند باید تحت کنترل دقیق و پویا نگه داشته شوند تا اطمینان حاصل شود که فرآیند، به عنوان یک کل، مطابق مورد نظر عمل می کند و خروجی مورد نظر را تولید می کند.

کنترل ولو یا شیر کنترلی (Control Valve) دستگاهی مکانیکی است که در صنایع فرآیندی برای تنظیم جریان سیال و به طبع آن، فشار، دما یا سطح مورد استفاده قرار می گیرد.

استفاده از کنترل ولو ها در سال‌های اخیر به دلیل رشد اتوماسیون فرآیند در بیشتر صنایع رو به افزایش است.

کنترل ولو ها به دو دسته اصلی تقسیم می شوند:

کنترل ولو دستی

کنترل ولو دستی (Manual Control Valve) نوعی کنترل ولو است که برای کنترل جریان سیال توسط نیروی انسانی استفاده می شود.

این نوع کنترل ولو ها در طیف گسترده ای از کاربردها استفاده می شوند.

هنگام انتخاب کنترل ولو دستی، باید عوامل مختلفی را در نظر گرفت، از جمله نوع سیال، فشارکاری، دمای کاری، میزان جریان و نوع کنترل

مزایای کنترل ولو دستی

  1. هزینه پایین
  2. نصب و نگهداری آسان
  3. قابلیت استفاده در کاربردهای حساس

معایب کنترل ولو دستی

  1. نیاز به حضور اپراتور برای کنترل جریان سیال
  2. سرعت پایین در پاسخ به تغییرات جریان سیال
  3. کنترل ولو دستی باید به طور منظم بازرسی و سرویس شود.

کنترل ولو اتوماتیک

کنترل ولو های اتوماتیک (Automatic Control Valves) نوعی کنترل ولو هستند که برای کنترل جریان سیال بدون دخالت اپراتور استفاده می شوند. این نوع کنترل ولو ها در طیف گسترده ای از کاربردها استفاده می شوند، از جمله:

  • صنایع غذایی و نوشیدنی
  • صنایع داروسازی
  • صنایع شیمیایی
  • صنایع نفت و گاز
  • سیستم های گرمایش و سرمایش

کنترل ولو های اتوماتیک از یک سیگنال کنترلی برای کنترل جریان سیال استفاده می کنند.

 سیگنال کنترلی می تواند از یک منبع خارجی، مانند یک کنترل کننده PID ، یا از یک سنسور داخلی، مانند یک سنسور جریان، تامین شود.

مزایا و معایب  کنترل ولو های اتوماتیک

مزایا

  • عدم نیاز به حضور اپراتور برای کنترل جریان سیال
  • سرعت بالا در پاسخ به تغییرات جریان سیال
  • قابلیت استفاده در کاربردهای حساس
معایب کنترل ولو های اتوماتیک
  • هزینه بالاتر نسبت به کنترل ولو های دستی
  • نیاز به نصب و نگهداری بیشتر
  • نصب کنترل ولو اتوماتیک باید توسط یک متخصص انجام شود.
  • کنترل ولو اتوماتیک باید به طور منظم بازرسی و سرویس شود.
  • در صورت خرابی، کنترل ولو اتوماتیک باید به سرعت تعویض شود.
اجزای کنترل ولو

کنترل ولو از اجزای مختلفی تشکیل می شود که عبارتند از:

    بدنه: بدنه کنترل ولو محلی است که سایر اجزای کنترل ولو در آن قرار می گیرند.و یا جایی که عنصر تعدیل کننده در آن قرار دارد و عمل می کند.

بدنه کنترل ولو معمولاً از فلزاتی مانند چدن، فولاد کربن، یا فولاد ضد زنگ ساخته می شود.

    نشیمنگاه: نشیمنگاه کنترل ولو محلی است که دیسک یا پلاگین روی آن قرار می گیرد.

نشیمنگاه کنترل ولو معمولاً از فلزاتی مانند برنج، فولاد، یا پلاستیک ساخته می شود.

    دیسک یا پلاگین: دیسک یا پلاگین کنترل ولو قطعه ای است که با حرکت خود، میزان جریان سیال را کنترل می کند.

 دیسک یا پلاگین کنترل ولو معمولاً از فلزاتی مانند برنج، فولاد، یا پلاستیک ساخته می شود.

    محرک: محرک کنترل ولو قطعه ای است که باعث حرکت دیسک یا پلاگین می شود. یا به عبارتی برای جابجایی عنصر تعدیل کننده شیر، مثلاً توپ (شیرهای توپی)، دیسک (پروانه) یا ساقه (شیرهای گلوب) استفاده می شود .

 محرک کنترل ولو می تواند از انواع مختلفی مانند دستی، پنوماتیکی، برقی، یا هیدرولیک باشد.

        پیچ تنظیم: پیچ تنظیم قطعه ای است که برای تنظیم میزان جریان سیال استفاده می شود.

 پیچ تنظیم معمولاً از فلزاتی مانند برنج، فولاد، یا پلاستیک ساخته می شود.

    سایر اجزا: کنترل ولو ممکن است دارای سایر اجزای اضافی نیز باشد، مانند:

        سنسور: سنسور برای اندازه گیری مقدار سیال یا فشار سیال استفاده می شود.

        کنترل کننده: کنترل کننده برای پردازش سیگنال های کنترلی و تبدیل آنها به سیگنال های خروجی استفاده می شود.

        مبدل: مبدل برای تبدیل سیگنال های کنترلی از یک نوع به نوع دیگر استفاده می شود.

پوزیشنر : عنصری که برای کنترل درجه باز شدن شیر است و بر روی بدنه شیر نصب می شود .

 

نمودار کنترل ولو خطی و چرخشی
انواع کنترل ولو

کنترل ولو ها بر اساس نوع حرکت ساقه به دو دسته کلی تقسیم می شوند:

   ۱/ کنترل ولو های خطی (Linear Control Valves): در این نوع شیرها، ساقه به صورت خطی حرکت می کند. کنترل ولو های خطی برای کنترل جریان سیال با دقت بالا مناسب هستند.

 ۲/ کنترل ولو های چرخشی (Rotary Control Valves): در این نوع شیرها، ساقه به صورت چرخشی حرکت می کند. کنترل ولو های چرخشی برای کنترل جریان سیال با دبی بالا مناسب هستند.

کنترل ولو ها همچنین بر اساس نوع محرک به دو دسته کلی تقسیم می شوند:
  •     کنترل ولو های پنوماتیکی (Pneumatic Control Valves): در این نوع شیرها، محرک از نیروی هوا برای حرکت ساقه استفاده می کند.کنترل ولو های پنوماتیکی برای کنترل جریان سیال در کاربردهای صنعتی مختلف مناسب هستند.
  •     کنترل ولو های الکتریکی (Electric Control Valves): در این نوع شیرها، محرک از نیروی برق برای حرکت ساقه استفاده می کند. کنترل ولو های الکتریکی برای کنترل جریان سیال در کاربردهای صنعتی که نیاز به دقت بالا دارند مناسب هستند.
علاوه بر این، کنترل ولو ها بر اساس نوع بدنه به انواع مختلفی تقسیم می شوند، از جمله:

   ۱/ کنترل ولو های گلاب (Globe Valves): این نوع شیرها از محبوب ترین انواع کنترل ولو ها هستند. کنترل ولو های گلاب برای کنترل جریان سیال در کاربردهای صنعتی مختلف مناسب هستند.

گلوب ولو ها به دلیل حفره کروی شکل آنها در اطراف ناحیه صندلی شیر به این نام خوانده می شوند.

عضو بسته شیر گلوب یک پلاگ با کف صاف یا محدب است که روی یک نشیمنگاه افقی منطبق واقع در مرکز دریچه پایین می آید.

بالا بردن دوشاخه، دریچه را باز می کند و جریان سیال را امکان پذیر می کند.

شیرهای گلوب دارای خصوصیات خوبی هستند، اما به دلیل خطی نبودن مسیر جریان، افت فشار نسبتا بالایی در سراسر شیر دارند

   ۲/ کنترل ولو های پروانه ای (Butterfly Valves): این نوع شیرها برای کنترل جریان سیال در کاربردهای صنعتی که نیاز به جابجایی سریع دارند استفاده می شوند.

عضو بسته یک شیر پروانه ای یک دیسک یا پره دایره ای است که محور محوری آن در زاویه قائمه نسبت به جهت جریان در لوله قرار دارد.

 یک شیر پروانه ای اجازه می دهد تا جریان مستقیم در موقعیت باز باشد و هنگامی که دیسک ۹۰ درجه بچرخد، جریان را قطع می کند.

باتر فلای ولو ها  افت با افت فشار کم  به دلیل تحریک چرخش یک چهارم آن‌ها معمولاً در برنامه‌های قطع جریان استفاده می‌شوند.

   ۳/ کنترل ولو های دیافراگمی (Diaphragm Valves): این نوع شیرها برای کنترل جریان سیال در کاربردهای صنعتی که نیاز به دقت بالا دارند مناسب هستند.

شیرهای دیافراگمی بیشتر برای سرویس خاموش کردن دوغاب‌ها، سیالات خورنده یا چسبناک استفاده می‌شوند، اما ممکن است در کاربردهای کاهش جریان نیز استفاده شوند.

  ۴/کنترل ولو های دروازه ای (Gate Valves): این نوع شیرها برای کنترل جریان سیال در کاربردهای صنعتی که نیاز به تحمل فشار بالا دارند کاربرد دارند.

انتخاب کنترل ولو مناسب

مهندسان در فرآیند انتخاب کنترل ولو  باید فاکتورهای زیادی را برای انتخاب شیر کنترل صحیح در نظر بگیرند.

معیارهای کلی که برای انتخاب در نظر گرفته می شود به طور خلاصه در زیر آمده است:

  • نوع کنترل ولو
  • درجه کنترل
  • درجه خاموشی
  • دمای طراحی
  • فشار طراحی
  • افت فشار مجاز
  • خورندگی سیال
  • خواص فرسایش سیال
  • سایر خصوصیات: مانند رسوب
  • ویژگی های ذاتی مانند Cv شیر
  • درصد خطر از نشت
  • حفظ گرما یا سرما
  • هزینه

همانطور که معیارهای طراحی مشخص است، مهندسان فرآیند می توانند اقدام به انتخاب بهترین  کنترل ولو و تجهیزات مربوطه و همچنین متریال مناسب  شیر کنند.

گام بعدی ایجاد مشخصات و ایجاد مشخصات خرید است که شیر را برای تامین‌کنندگان توصیف می‌کند.

مشخصات باید حداقل شامل موارد زیر باشد: شرحی از نوع کنترل  ولو(دوار، کشویی)، سایزکنترل ولو و درجه فشار اتصالات انتهایی، مشخصات مواد برای اجزای بدنه،  تریم، واشر و پیچ و مهره،  الزامات آی توپی پوزیشنر و کنترلر و .. باشد.

انواع تریم کنترل  ولو

قسمت های داخلی بدنه شیر، ساقه(stem)، مواد نشیمن، بسته(package)، دیسک، دوشاخه(plug)، حلقه های پشتی و غیره در مجموع به عنوان تریم نامیده می شوند.

به عبارت دیگر، تمام قطعات خیس شده که قابلیت جدا شدن و تعویض در بدنه شیر را دارند، بخشی از تریم کنترل ولو هستند.

بدنه شیر، کاپوتی که با مایعات فرآیندی در تماس است به عنوان تریم در نظر گرفته نمی شود.

اجزای شیر مانند مهر و موم پشتی، حلقه های O، بوشینگ ها، پکینگ ها و غیره با نوع شیر مانند شیر توپی، شیر گلوب، شیر پروانه ای و غیره متفاوت است.

تعداد کمی از اصطلاحات کلی متصل به تریم کنترل ولو به شرح زیر است:

دیسک (Disc)

نوع دیسک نام شیر را مانند شیر دروازه(گیت ولو)، شیر توپی (بال ولو) و شیر سوزنی(نیدل ولو) مشخص می کند.

دوشاخه (Plug)

  • درصد برابر
  • خطی
  • باز شدن سریع

قفس(Cage)

این بخشی از تریم شیر است که عضو بسته را احاطه کرده و ممکن است مشخصات جریان را ارائه دهد. قفس همچنین ممکن است به هدایت، تعادل، پایداری، هم ترازی مناسب و تسهیل مونتاژ سایر قسمت های تریم شیر کمک کند.

صندلی(Seat)

گیت ولو وبال ولو دارای دو seat  یکی در بالادست و دیگری در پایین دست هستند . در حالی که گلوب وبو فقط یک seat  دارد.

ساقه(Stem):

بسته به طراحی ولو، steam و seat  ممکن است  به صورت یک تکه و به صورت  دوشاخه یکجا باشند.

بسته بندی(Packing):

اگر بسته بندی به درستی انجام  شود از آسیب به ساقه جلوگیری می شود.

 بسته بندی ضعیف منجر به نشت مایع یا گاز می شود. اگر بسته بندی شل باشد، احتمال نشتی وجود دارد. اگر تنگ باشد، حرکت دادن آن سخت است.

انتخاب تریم کنترل ولو  مناسب  در برابر خوردگی و فرسایش

انتخاب مواد trim بر اساس شرایط سرویس است. شرایط سرویس ممکن است شامل دمای بالا، فشار، ترکیب شیمیایی، سرعت جریان، مایعات با مواد جامد معلق و غیره باشد.

جداول مقاومت در برابر خوردگی زیادی وجود دارد که برای تعیین پایداری مواد برای مقاومت در برابر خوردگی استفاده می شود. مورد دوم فرسایش است، ماده ای که می تواند در برابر خوردگی مقاومت کند ممکن است برای مسائل فرسایشی مناسب نباشد.

فرسایش توسط مایعات با سرعت بالا با ذرات ساینده سخت تر از مواد تراش ایجاد می شود.

Trim با جنس فلز

متداول ترین مواد تزئینی فولاد ضد زنگ AISI نوع ۳۱۶ است. تریم فلزی برای انتخاب همه جانبه در خدمات عمومی برای حدود -۱۹۵ درجه سانتیگراد تا +۴۰۰ درجه سانتیگراد و مایعات با خورندگی متوسط ​​مناسب است. که شامل آلیاژهای فولاد، تیتانیوم

آلیاژهای کبالت-کروم، آلیاژهای نیکل،  شیرهای توپی با پوشش کبالت برای غلبه بر خوردگی و فرسایش است.

متریال trim غیر فلزی

دمای عملیاتی در انتخاب مواد تزئینی غیرفلزی بسیار مهم است. پلی تترا فلوئورو اتیلن (PTFE)، تفلون و …

تریم ضد حفره  و نویز

یکی از دلایل ایجاد نویز در کنترل ولو ها ، کاویتاسیون است. کنترل ولو ها  با تریم ضد کاویتاسیون می توانند بر مشکلات در کاربردهای خدمات آب غلبه کنند. آسیب وارد شده به شیر کنترل توسط کاویتاسیون یک مسئله جدی است.

تریم طراحی خاص

تریم‌های هدایت‌شونده قفس با طراحی خاص می‌توانند کاویتاسیون را به طور موثر کنترل کنند.

انواع تریم کنترل ولو

در یک کنترل ولو ، شکل تریم ویژگی های جریان یک شیر را تعیین می کند.

سازندگان سوپاپ کنترل سه نوع تریم کنترل ولو  را با ویژگی های ذاتی ارائه می کنند.

رابطه جریان های حجمی با درصد باز شدن خطی و سریع در شکل زیر قابل مشاهده است.

تریم‌های خطی و درصد مساوی به گونه‌ای طراحی شده‌اند که اساساً در تمام طول شیر حرکت کنند.

در حالی که ویژگی های باز شدن سریع برای حداکثر جریان برای باز شدن کم است.

شهباز صنعت تامین کننده انواع کنترل ولو ، گلاب ولو، باتر فلای ولو و… است.