شیرهای کنترلی و برقی

شیرهای کنترلی و برقی؛ راهنمای جامع انتخاب، خرید و قیمت کنترل ولو صنعتی

شیرهای کنترلی و برقی از مهم‌ترین تجهیزات مورد استفاده در سیستم‌های ابزار دقیق، اتوماسیون صنعتی، خطوط انتقال سیالات و واحدهای فرایندی هستند. در بسیاری از صنایع، اندازه‌گیری فشار، دما، سطح و دبی تنها زمانی ارزش عملی پیدا می‌کند که سیستم بتواند براساس اطلاعات اندازه‌گیری‌شده، یک اقدام کنترلی مناسب انجام دهد. این اقدام معمولاً از طریق باز یا بسته شدن کامل شیر، تغییر تدریجی موقعیت آن یا هدایت سیال به مسیر دیگری انجام می‌شود.

در یک حلقه کنترل صنعتی، ترانسمیتر مقدار متغیر فرایندی را اندازه‌گیری می‌کند، کنترلر یا PLC آن را با مقدار تنظیم‌شده مقایسه کرده و سپس فرمان لازم را به عنصر نهایی کنترل ارسال می‌کند. در اغلب سیستم‌های فرایندی، این عنصر نهایی یک شیر کنترلی، شیر برقی، شیر موتوری یا مجموعه‌ای شامل بدنه شیر، اکچویتور و پوزیشنر است.

به همین دلیل، انتخاب شیر کنترلی مناسب فقط به سایز خط لوله یا نوع اتصال محدود نمی‌شود. نوع سیال، دبی، فشار ورودی و خروجی، دمای فرایند، جنس بدنه، مشخصات نشتی، نوع عملکرد، سیگنال فرمان، شرایط محیطی، سرعت پاسخ و وضعیت ایمن در زمان قطع برق یا هوا، همگی باید پیش از خرید بررسی شوند.

در این راهنما با تعریف شیرهای کنترلی و برقی، تفاوت کنترل ولو با شیر برقی، انواع بدنه و اکچویتور، نحوه انتخاب، عوامل مؤثر بر قیمت، روش سایزینگ، اجزای جانبی، کاربردهای صنعتی و نکات نگهداری این تجهیزات آشنا می‌شوید.

شیر کنترلی یا کنترل ولو چیست؟

شیر کنترلی که با نام انگلیسی Control Valve نیز شناخته می‌شود، تجهیزی است که مقدار عبور سیال را با تغییر سطح بازشدگی مسیر کنترل می‌کند. این شیر می‌تواند به‌صورت تدریجی بین حالت کاملاً بسته و کاملاً باز قرار بگیرد و به همین دلیل برای کنترل دقیق پارامترهایی مانند دبی، فشار، دما و سطح به کار می‌رود.

برای مثال، در یک مبدل حرارتی ممکن است یک ترانسمیتر دما، دمای خروجی محصول را اندازه‌گیری کند. کنترلر با مقایسه دمای اندازه‌گیری‌شده و مقدار موردنظر، فرمانی برای شیر بخار ارسال می‌کند. شیر کنترلی با باز یا بسته شدن تدریجی، میزان بخار ورودی به مبدل را تغییر داده و دمای محصول را در محدوده تعیین‌شده نگه می‌دارد.

در این سیستم، شیر صرفاً یک وسیله قطع و وصل نیست؛ بلکه باید بتواند در موقعیت‌های مختلف، از جمله ۲۰، ۴۵، ۶۰ یا ۸۵ درصد بازشدگی قرار بگیرد. کنترل دقیق موقعیت شیر معمولاً با استفاده از پوزیشنر انجام می‌شود.

منابع تخصصی کنترل فرایند، شیر کنترلی را تجهیزی معرفی می‌کنند که با دستکاری جریان سیالاتی مانند آب، بخار، گاز و مواد شیمیایی، اثر تغییرات بار را جبران کرده و متغیر کنترل‌شده را نزدیک نقطه تنظیم نگه می‌دارد.

شیر برقی صنعتی چیست؟

شیر برقی یا Solenoid Valve نوعی شیر الکترومکانیکی است که با استفاده از میدان مغناطیسی ایجادشده در یک بوبین، مسیر عبور سیال را باز یا بسته می‌کند. بیشتر شیرهای برقی معمولی برای عملکرد قطع و وصل سریع طراحی شده‌اند و نمی‌توانند مانند یک کنترل ولو، موقعیت خود را به‌صورت دقیق و پیوسته در محدوده صفر تا صد درصد تنظیم کنند.

هنگامی که ولتاژ به بوبین اعمال می‌شود، میدان مغناطیسی ایجادشده، پیستون یا هسته متحرک شیر را جابه‌جا می‌کند. این حرکت می‌تواند مستقیماً مسیر اصلی را باز کند یا به‌عنوان یک پایلوت، اختلاف فشار لازم برای حرکت دیافراگم اصلی را فراهم سازد.

شیرهای برقی در سیستم‌های آب، هوای فشرده، گاز، روغن، بخار، تجهیزات پنوماتیک، دستگاه‌های بسته‌بندی، سیستم‌های آبیاری، مشعل‌ها، کمپرسورها و خطوط تولید کاربرد گسترده‌ای دارند.

برای مشاهده مدل‌های تخصصی این گروه، عبارت انواع شیرهای برقی باید در این بخش به صفحه زیرمجموعه مربوط لینک شود.

تفاوت شیر کنترلی، شیر برقی و شیر موتوری چیست؟

یکی از اشتباهات رایج هنگام خرید تجهیزات صنعتی، یکسان دانستن شیر کنترلی، شیر برقی و شیر موتوری است. هر سه تجهیز می‌توانند با یک فرمان الکتریکی کنترل شوند، اما ساختار و وظیفه آن‌ها متفاوت است.

شیر برقی

شیر برقی معمولاً دارای بوبین یا سلونوئید است و برای باز و بسته کردن سریع مسیر استفاده می‌شود. فرمان آن اغلب یک ولتاژ روشن یا خاموش مانند ۲۴ ولت DC یا ۲۲۰ ولت AC است. در اغلب مدل‌ها، شیر فقط دو موقعیت اصلی کاملاً باز و کاملاً بسته دارد.

شیر موتوری

شیر موتوری از یک موتور الکتریکی و گیربکس برای حرکت دادن شیر استفاده می‌کند. این تجهیز ممکن است فقط برای قطع و وصل طراحی شده باشد یا قابلیت دریافت سیگنال آنالوگ و کنترل تدریجی داشته باشد.

شیر موتوری معمولاً نسبت به شیر سلونوئیدی سرعت کمتری دارد، اما می‌تواند گشتاور بیشتری تولید کند و برای شیرهای توپی و پروانه‌ای با سایزهای بزرگ‌تر مورد استفاده قرار گیرد. اکچویتورهای برقی مدولار و دقیق برای موقعیت‌دهی شیرهای کنترلی طراحی می‌شوند و می‌توانند حرکت خطی، ربع‌گرد یا چنددور ایجاد کنند.

شیر کنترلی

شیر کنترلی یک مجموعه کامل برای تنظیم پیوسته فرایند است. این مجموعه معمولاً از بدنه شیر، اکچویتور، پوزیشنر و تجهیزات جانبی تشکیل می‌شود. فرمان آن ممکن است سیگنال 4-20mA، سیگنال پنوماتیکی، HART، Profibus، Foundation Fieldbus یا سایر پروتکل‌های صنعتی باشد.

بنابراین نمی‌توان گفت هر شیر برقی یک کنترل ولو است. شیر برقی ساده بیشتر برای قطع و وصل به کار می‌رود، درحالی‌که کنترل ولو برای تنظیم دقیق یک متغیر فرایندی طراحی می‌شود.

شیرهای On-Off و Modulating

از نظر نوع عملکرد، شیرهای اتوماتیک را می‌توان به دو گروه اصلی تقسیم کرد.

شیرهای قطع و وصل یا On-Off

این شیرها فقط مسیر را کاملاً باز یا کاملاً بسته می‌کنند. نمونه‌های رایج آن عبارت‌اند از:

• شیر برقی سلونوئیدی

• شیر توپی با اکچویتور پنوماتیک On-Off

• شیر پروانه‌ای موتوری On-Off

• شیرهای قطع اضطراری

• شیرهای ایزولیشن اتوماتیک

• شیرهای تخلیه و پرکن

شیر On-Off زمانی مناسب است که هدف، عبور یا توقف کامل سیال باشد. برای مثال، پر کردن یک مخزن تا رسیدن سطح به مقدار مشخص، قطع جریان گاز در شرایط اضطراری یا تغییر مسیر هوا در یک سیستم پنوماتیک.

شیرهای کنترلی تدریجی یا Modulating

این شیرها می‌توانند در هر موقعیتی بین صفر تا صد درصد قرار بگیرند. موقعیت موردنیاز معمولاً براساس خروجی کنترلر تعیین می‌شود.

برای مثال، سیگنال 4 میلی‌آمپر ممکن است بیانگر موقعیت بسته، ۱۲ میلی‌آمپر بیانگر ۵۰ درصد بازشدگی و ۲۰ میلی‌آمپر بیانگر موقعیت کاملاً باز باشد. البته جهت عملکرد قابل معکوس شدن است و باید در زمان تنظیم پوزیشنر مشخص شود.

شیرهای مدولار برای حلقه‌های کنترل PID، کنترل دما، کنترل فشار، کنترل سطح، تنظیم دبی، اختلاط سیالات و کاهش فشار مورد استفاده قرار می‌گیرند.

اجزای اصلی یک شیر کنترلی

یک مجموعه کنترل ولو معمولاً از اجزای زیر تشکیل می‌شود.

بدنه شیر

بدنه بخشی است که در مسیر خط لوله نصب می‌شود و مستقیماً با سیال تماس دارد. مشخصاتی مانند نوع اتصال، کلاس فشاری، سایز، متریال و شکل مسیر عبور سیال به بدنه مربوط می‌شوند.

بدنه می‌تواند از فولاد کربنی، استنلس استیل، چدن، برنز، برنج، آلیاژهای مقاوم به خوردگی یا مواد پلیمری ساخته شود.

تریم شیر

Trim به اجزای داخلی کنترل‌کننده جریان گفته می‌شود. سیت، پلاگ، کیج، دیسک، توپی، استم و برخی قطعات داخلی در این گروه قرار می‌گیرند.

هندسه تریم بر ظرفیت عبور جریان، مشخصه عملکرد، میزان نشتی، مقاومت در برابر کاویتاسیون، نویز و سایش تأثیر دارد.

بونت

Bonnet بخش بالایی بدنه است که استم از آن عبور می‌کند. نوع بونت با توجه به دما، سیال و شرایط محیطی انتخاب می‌شود. برای سرویس‌های دمای بالا یا پایین ممکن است از بونت‌های توسعه‌یافته استفاده شود.

پکینگ

پکینگ اطراف استم قرار می‌گیرد و از نشت سیال به محیط جلوگیری می‌کند. انتخاب نامناسب پکینگ می‌تواند باعث نشتی، افزایش اصطکاک، حرکت نامنظم استم یا کاهش دقت کنترل شود.

اکچویتور

اکچویتور نیروی موردنیاز برای حرکت دادن شیر را تأمین می‌کند. این نیرو ممکن است از هوای فشرده، موتور الکتریکی یا سیستم هیدرولیک تأمین شود.

پوزیشنر

پوزیشنر موقعیت واقعی شیر را با فرمان دریافتی مقایسه کرده و خروجی لازم را به اکچویتور می‌فرستد. وجود پوزیشنر باعث افزایش دقت، بهبود سرعت پاسخ و غلبه بر نیروهای ناشی از اصطکاک، پکینگ و فشار سیال می‌شود.

تجهیزات جانبی

بسته به نوع شیر، ممکن است تجهیزات زیر نیز روی مجموعه نصب شوند:

• فیلتر رگلاتور هوا

• شیر برقی فرمان

• لیمیت سوئیچ

• سوئیچ باکس

• بوستر رله

• ولو لاک‌آپ

• مبدل I/P

• ترانسمیتر موقعیت

• هندویل

• مخزن ذخیره هوا

• رگلاتور فشار

• تجهیزات Partial Stroke Test

انواع بدنه شیر کنترلی

انتخاب نوع بدنه روی ظرفیت عبور سیال، افت فشار، دقت کنترل، سرعت عملکرد و هزینه تعمیرات اثر مستقیم دارد. شیرهای خطی و دورانی، دو خانواده اصلی شیرهای کنترل هستند. شیرهای گلوب و اسلاید در گروه خطی و شیرهای توپی، پروانه‌ای و پلاگ در گروه دورانی قرار می‌گیرند.

کنترل ولو گلوب

Globe Valve یکی از رایج‌ترین گزینه‌ها برای کنترل تدریجی و دقیق جریان است. حرکت پلاگ در این شیر معمولاً خطی بوده و تغییر موقعیت آن، سطح عبور سیال را کنترل می‌کند.

مزایای شیر گلوب عبارت‌اند از:

• قابلیت کنترل دقیق

• امکان طراحی تریم‌های متنوع

• مناسب بودن برای فشارهای نسبتاً بالا

• امکان استفاده از تریم‌های ضدکاویتاسیون و کم‌صدا

• قابلیت انتخاب مشخصه خطی یا Equal Percentage

• امکان تعمیر یا تعویض برخی اجزای داخلی

در مقابل، مسیر جریان در شیر گلوب پیچیده‌تر است و ممکن است افت فشار بیشتری نسبت به برخی شیرهای دورانی ایجاد کند.

کنترل ولو توپی

Ball Valve از یک توپی سوراخ‌دار برای عبور یا قطع جریان استفاده می‌کند. در حالت باز کامل، بسیاری از شیرهای توپی افت فشار کمی دارند.

شیر توپی معمولی بیشتر برای قطع و وصل مناسب است؛ اما مدل‌های V-Port، Segmented Ball یا دارای تریم مشخصه‌دار می‌توانند برای کنترل تدریجی نیز استفاده شوند.

این شیرها در کاربردهایی که به ظرفیت عبور بالا، آب‌بندی مناسب، حرکت ربع‌گرد و ابعاد جمع‌وجور نیاز است، گزینه مطلوبی هستند.

کنترل ولو پروانه‌ای

Butterfly Valve دارای یک دیسک چرخان است که با تغییر زاویه، مسیر عبور سیال را کنترل می‌کند. این شیر به دلیل وزن کم، طول نصب کوتاه و قیمت اقتصادی، به‌ویژه در سایزهای بزرگ کاربرد زیادی دارد.

شیر پروانه‌ای برای خطوط آب، هوا، گاز، سیستم‌های تهویه، تصفیه‌خانه‌ها و سرویس‌هایی با دبی بالا استفاده می‌شود. بااین‌حال، محدودیت فشار تفاضلی و مشخصه کنترلی آن باید با شرایط پروژه تطبیق داده شود.

شیرهای پروانه‌ای استاندارد در کاربردهای ساده و سایزهای بزرگ مورد استفاده قرار می‌گیرند، درحالی‌که مدل‌های High Performance و Triple Offset برای شرایط سخت‌تر طراحی می‌شوند.

شیر پلاگ

Plug Valve از یک عضو داخلی مخروطی یا استوانه‌ای استفاده می‌کند. مدل‌های Eccentric Plug برای برخی سیالات آلوده، دوغاب‌ها و سرویس‌هایی که احتمال گرفتگی وجود دارد مناسب‌اند.

شیر دیافراگمی

در شیر دیافراگمی، یک دیافراگم انعطاف‌پذیر مسیر سیال را کنترل می‌کند. جدا بودن مکانیزم حرکتی از سیال، این شیر را برای برخی مواد خورنده، سیالات بهداشتی و سرویس‌های دارای ذرات مناسب می‌سازد.

شیر سه‌راهه

شیر سه‌راهه می‌تواند برای ترکیب دو جریان یا تقسیم یک جریان بین دو مسیر به کار رود. این شیرها در سیستم‌های گرمایش، سرمایش، مبدل‌های حرارتی، اختلاط سیالات و مدارهای سیرکولاسیون استفاده می‌شوند.

شیرهای سه‌راهه براساس آرایش داخلی به دو نوع Mixing و Diverting تقسیم می‌شوند. نوع انتخابی باید با جهت جریان و طراحی سازنده مطابقت داشته باشد.

انواع اکچویتور شیر کنترلی

اکچویتور پنوماتیک

اکچویتور پنوماتیک با هوای فشرده کار می‌کند و یکی از رایج‌ترین انتخاب‌ها در صنایع نفت، گاز، پتروشیمی، نیروگاهی و شیمیایی است.

اکچویتورهای پنوماتیک معمولاً در دو گروه قرار می‌گیرند:

• اکچویتور دیافراگمی

• اکچویتور پیستونی

مدل‌های دیافراگمی ساختار ساده‌ای دارند و برای بسیاری از کنترل ولوهای خطی استفاده می‌شوند. مدل‌های پیستونی می‌توانند نیروی بیشتری تولید کنند و برای فشار تفاضلی بالا یا شیرهای دورانی مناسب باشند.

اکچویتور پنوماتیک ممکن است Single Acting یا Double Acting باشد. در مدل فنر برگشت، هنگام قطع هوا، فنر شیر را به وضعیت ایمن از پیش تعیین‌شده منتقل می‌کند.

برای اطلاعات تخصصی‌تر، عبارت شیرهای کنترلی با محرک پنوماتیکی باید به صفحه زیرمجموعه آن لینک شود.

اکچویتور برقی یا موتوری

اکچویتور برقی با استفاده از موتور و گیربکس، حرکت خطی، ربع‌گرد یا چنددور تولید می‌کند. این مدل در مکان‌هایی که هوای ابزار دقیق وجود ندارد یا استفاده از سیستم تمام‌الکتریکی ترجیح داده می‌شود، گزینه مناسبی است.

اکچویتورهای برقی می‌توانند دارای امکانات زیر باشند:

• کنترل On-Off

• کنترل Modulating

• ورودی 4-20mA

• فیدبک موقعیت

• لیمیت سوئیچ

• کنترل محلی و ریموت

• حفاظت اضافه‌گشتاور

• پروتکل‌های ارتباطی

• ثبت خطا و عیب‌یابی

• نمایشگر محلی

اکچویتور برقی باید براساس گشتاور، سرعت حرکت، تعداد استارت مجاز، Duty Cycle، درجه حفاظت، دمای محیط و نوع شیر انتخاب شود.

عبارت شیرهای کنترلی با محرک موتوری در این بخش می‌تواند به صفحه مرتبط لینک شود.

اکچویتور هیدرولیکی

اکچویتور هیدرولیکی برای کاربردهایی که به نیروی بسیار زیاد، ابعاد محدود یا حرکت پایدار تحت بار بالا نیاز دارند، استفاده می‌شود. این تجهیزات بیشتر در خطوط انتقال، شیرهای بزرگ، توربین‌ها و سرویس‌های خاص دیده می‌شوند.

سیستم هیدرولیک معمولاً پیچیده‌تر و پرهزینه‌تر است و به پاورپک، مخزن روغن، پمپ، شیرهای کنترلی و نگهداری دقیق نیاز دارد.

عبارت شیرهای کنترلی با محرک هیدرولیکی باید به صفحه تخصصی مربوط لینک شود.

سلونوئید

در شیرهای برقی کوچک، سلونوئید می‌تواند مستقیماً عضو داخلی شیر را حرکت دهد. در سیستم‌های پنوماتیک بزرگ‌تر، یک شیر برقی کوچک وظیفه دارد مسیر هوای فرمان اکچویتور را کنترل کند.

بنابراین سلونوئید ولو هم می‌تواند خود شیر اصلی فرایند باشد و هم به‌عنوان یکی از تجهیزات جانبی اکچویتور عمل کند.

عملکرد مستقیم و پایلوت در شیر برقی

شیر برقی Direct Acting

در مدل Direct Acting، نیروی بوبین مستقیماً پیستون یا عضو مسدودکننده را حرکت می‌دهد. این مدل معمولاً می‌تواند از فشار صفر کار کند و برای سایزهای کوچک مناسب است.

مزایای آن عبارت‌اند از:

• عملکرد بدون نیاز به حداقل اختلاف فشار

• پاسخ سریع

• ساختار نسبتاً ساده

• مناسب برای دبی‌های پایین

محدودیت اصلی آن، نیروی محدود بوبین است. افزایش سایز مسیر یا فشار سیال، به نیروی مغناطیسی بیشتری نیاز دارد.

شیر برقی Pilot Operated

در مدل پایلوت، بوبین یک مجرای کوچک را کنترل می‌کند و فشار خود سیال باعث حرکت دیافراگم یا پیستون اصلی می‌شود.

این مدل برای سایزها و دبی‌های بالاتر مناسب است؛ اما معمولاً به حداقل اختلاف فشار بین ورودی و خروجی نیاز دارد. درصورتی‌که فشار خط کمتر از مقدار موردنیاز باشد، شیر ممکن است به‌درستی باز یا بسته نشود.

شیر برقی Assisted Lift

این مدل ترکیبی از عملکرد مستقیم و پایلوت است و می‌تواند در دامنه وسیع‌تری از فشار کار کند. انتخاب دقیق باید براساس دیتاشیت سازنده انجام شود.

شیر برقی Normally Closed و Normally Open

وضعیت شیر در زمان قطع برق یکی از مهم‌ترین مشخصات ایمنی است.

نرمالی بسته یا NC

شیر در حالت بدون برق بسته است و با اعمال برق باز می‌شود. این مدل برای خطوط سوخت، گاز، پرکن مخازن و بیشتر کاربردهایی که قطع برق باید باعث توقف جریان شود، استفاده می‌شود.

نرمالی باز یا NO

شیر در حالت بدون برق باز است و با اعمال برق بسته می‌شود. این مدل در کاربردهایی استفاده می‌شود که هنگام قطع برق باید جریان ادامه پیدا کند یا مسیر تخلیه باز بماند.

انتخاب NC یا NO نباید فقط براساس مصرف انرژی انجام شود. وضعیت ایمن فرایند در شرایط قطع برق، خرابی PLC، پارگی کابل یا توقف اضطراری باید تعیین‌کننده باشد.

شیرهای دو راهه، سه راهه و پنج راهه

تعداد راه‌ها و پورت‌های شیر برقی معمولاً با دو عدد نشان داده می‌شود.

شیر 2/2

این شیر دو پورت و دو وضعیت دارد و برای قطع و وصل مستقیم یک مسیر استفاده می‌شود.

شیر 3/2

شیر سه‌راهه دارای سه پورت است و می‌تواند فشار را به یک مسیر ارسال کرده یا همان مسیر را تخلیه کند. این مدل برای اکچویتورهای Single Acting، جک‌های یک‌طرفه و فرمان‌های پنوماتیک کاربرد دارد.

شیر 5/2

این شیر دارای پنج پورت و دو وضعیت است و معمولاً برای کنترل سیلندر یا اکچویتور Double Acting استفاده می‌شود.

شیر 5/3

این مدل پنج پورت و سه وضعیت دارد. وضعیت میانی می‌تواند بسته، تخلیه یا تحت فشار باشد. نوع مرکز شیر باید با رفتار موردنیاز سیستم هماهنگ شود.

پوزیشنر شیر کنترل چیست؟

پوزیشنر تجهیزی است که روی اکچویتور نصب می‌شود و وظیفه آن قرار دادن شیر در موقعیت متناسب با فرمان کنترل است.

فرض کنید کنترلر فرمان ۶۰ درصد بازشدگی صادر کرده است. پوزیشنر موقعیت واقعی استم یا محور شیر را اندازه‌گیری می‌کند. اگر شیر فقط ۵۰ درصد باز باشد، پوزیشنر خروجی اکچویتور را تغییر می‌دهد تا شیر به موقعیت ۶۰ درصد برسد.

این حلقه محلی باعث می‌شود اثر عواملی مانند اصطکاک پکینگ، فشار سیال، تغییر فشار هوای تغذیه، لقی مکانیکی و نیروی فنر جبران شود.

انواع پوزیشنر

پوزیشنرها را می‌توان در گروه‌های زیر قرار داد:

• پوزیشنر پنوماتیکی

• پوزیشنر الکتروپنوماتیکی

• پوزیشنر دیجیتال یا هوشمند

• پوزیشنر برای اکچویتور خطی

• پوزیشنر برای اکچویتور ربع‌گرد

• پوزیشنر Single Acting

• پوزیشنر Double Acting

پوزیشنرهای هوشمند ممکن است امکاناتی مانند HART، تست Partial Stroke، ثبت امضای شیر، تشخیص اصطکاک، نمایش فشار، مانیتورینگ وضعیت و گزارش خطا را ارائه دهند. برای نمونه، برخی پوزیشنرهای صنعتی از سیگنال 4-20mA همراه با HART یا شبکه‌های صنعتی پشتیبانی می‌کنند و قابلیت‌های تشخیصی مختلفی دارند.

برای مشاهده محصولات این گروه، عبارت انواع پوزیشنر شیر کنترل باید به صفحه دسته‌بندی پوزیشنر متصل شود.

سیگنال 4 تا 20 میلی‌آمپر در کنترل ولو

سیگنال 4-20mA یکی از رایج‌ترین روش‌های انتقال فرمان آنالوگ در ابزار دقیق است. در یک تنظیم معمول:

• 4mA معادل صفر درصد فرمان

• 12mA معادل ۵۰ درصد فرمان

• 20mA معادل صد درصد فرمان

استفاده از 4mA به‌جای صفر میلی‌آمپر باعث می‌شود سیستم بتواند بین مقدار حداقل معتبر و قطع کامل مدار تفاوت قائل شود.

سیگنال ممکن است به‌صورت مستقیم وارد اکچویتور برقی شود یا در شیر پنوماتیک، توسط پوزیشنر الکتروپنوماتیکی به فشار هوای مناسب تبدیل شود.

در برخی سیستم‌های قدیمی، مبدل I/P سیگنال جریان را به فشار پنوماتیکی استاندارد تبدیل می‌کند. در سیستم‌های جدیدتر، این قابلیت داخل پوزیشنر قرار گرفته است.

عبارت شیرهای کنترلی با سیگنال 4 تا 20 میلی‌آمپر باید به صفحه تخصصی همین محصولات لینک شود.

مشخصه جریان شیر کنترلی

مشخصه جریان، رابطه میان میزان بازشدگی شیر و دبی عبوری را در شرایط مشخص بیان می‌کند. سه مشخصه اصلی عبارت‌اند از:

Linear

در مشخصه خطی، افزایش یکسان موقعیت شیر، تغییر تقریباً یکسانی در ظرفیت عبور ایجاد می‌کند. برای مثال، در شرایط ایده‌آل، بازشدگی ۴۰ درصد می‌تواند تقریباً معادل ۴۰ درصد ظرفیت باشد.

Equal Percentage

در این مشخصه، هر تغییر مساوی در موقعیت شیر، دبی را به‌اندازه درصد ثابتی نسبت به مقدار قبلی تغییر می‌دهد. این مدل در سیستم‌هایی که افت فشار شیر با تغییر بار تغییر می‌کند، کاربرد زیادی دارد.

Quick Opening

در مشخصه Quick Opening، بخش زیادی از ظرفیت شیر با مقدار کمی بازشدگی ایجاد می‌شود. این مشخصه بیشتر برای عملکرد On-Off مناسب است.

شکل پلاگ، سیت، توپی یا تریم باعث ایجاد مشخصه جریان می‌شود. مشخصه‌های خطی، Equal Percentage و Quick Opening از متداول‌ترین انواع صنعتی هستند.

انتخاب مشخصه نامناسب می‌تواند باعث حساسیت بیش از حد، کندی کنترل، نوسان فرایند یا استفاده از محدوده کوچکی از حرکت شیر شود.

سایزینگ کنترل ولو و ضریب Cv

انتخاب کنترل ولو فقط براساس قطر لوله اشتباه است. ممکن است خط لوله ۴ اینچ باشد، اما شیر مناسب برای شرایط واقعی فرایند سایز ۲ یا ۳ اینچ داشته باشد.

ضریب Cv بیانگر ظرفیت عبور جریان شیر است. مقدار موردنیاز آن براساس دبی، اختلاف فشار، چگالی، دما، فشار بخار، نوع سیال و شرایط جریان محاسبه می‌شود.

برای سایزینگ صحیح باید اطلاعات زیر مشخص باشد:

• نوع سیال

• فاز سیال

• دبی حداقل، نرمال و حداکثر

• فشار ورودی

• فشار خروجی یا افت فشار

• دمای کاری

• چگالی یا وزن مخصوص

• ویسکوزیته

• فشار بخار برای مایعات

• وزن مولکولی برای گازها

• سایز و Schedule خط

• محدودیت نویز

• کلاس فشاری

• وضعیت عملکرد در شرایط اضطراری

استانداردهای ANSI/ISA-75.01.01 و IEC 60534-2-1 از مراجع شناخته‌شده سایزینگ شیرهای کنترلی هستند. اطلاعات فیزیکی شیر، شرایط فرایند و خواص سیال از داده‌های ضروری سایزینگ محسوب می‌شوند.

خطر Oversizing

انتخاب شیر بزرگ‌تر از مقدار موردنیاز همیشه باعث عملکرد بهتر نمی‌شود. شیر Oversize ممکن است در بخش کوچکی از کورس خود کار کند. در چنین شرایطی، تغییر بسیار کم موقعیت باعث تغییر شدید دبی شده و کنترل ناپایدار می‌شود.

Oversizing همچنین می‌تواند باعث افزایش سایش، نوسان استم، کاهش دقت و کوتاه شدن عمر سیت و پلاگ شود.

خطر Undersizing

شیر کوچک‌تر از حد نیاز نمی‌تواند دبی حداکثر را عبور دهد و ممکن است افت فشار، سرعت سیال، نویز و فرسایش زیادی ایجاد کند.

بنابراین سایزینگ باید با نرم‌افزار و اطلاعات واقعی فرایند انجام شود، نه فقط با استفاده از سایز اتصال خط.

کاویتاسیون، فلشینگ و نویز

کاویتاسیون

هنگامی که فشار مایع در داخل شیر از فشار بخار آن کمتر شود، حباب‌های بخار تشکیل می‌شوند. اگر فشار در ادامه مسیر دوباره افزایش یابد، حباب‌ها فرو می‌ریزند. این پدیده می‌تواند ضربه‌های موضعی، صدا، لرزش و تخریب تریم ایجاد کند.

برای کاهش کاویتاسیون ممکن است از روش‌های زیر استفاده شود:

• تریم چندمرحله‌ای

• تقسیم افت فشار

• انتخاب نوع شیر مناسب

• تغییر محل نصب

• افزایش فشار پایین‌دست

• استفاده از متریال سخت‌کاری‌شده

• کاهش سرعت موضعی

فلشینگ

اگر فشار پایین‌دست همچنان کمتر از فشار بخار باقی بماند، بخشی از مایع به‌صورت بخار ادامه مسیر می‌دهد. این وضعیت فلشینگ نام دارد. فلشینگ برخلاف کاویتاسیون با بازیابی فشار متوقف نمی‌شود و انتخاب متریال و هندسه مناسب اهمیت زیادی دارد.

نویز آیرودینامیکی

در گازها و بخار، افت فشار بالا و سرعت زیاد می‌تواند نویز شدیدی ایجاد کند. تریم‌های Low Noise، تقسیم افت فشار و طراحی صحیح لوله پایین‌دست از راهکارهای کاهش نویز هستند.

انتخاب متریال بدنه و تریم

متریال شیر باید با سیال، دما، فشار و میزان خوردگی هماهنگ باشد.

فولاد کربنی

برای بسیاری از سرویس‌های عمومی نفت، گاز، بخار و آب صنعتی مناسب است؛ اما باید خوردگی و دمای پایین بررسی شود.

استنلس استیل

برای مواد خورنده، محیط‌های مرطوب، صنایع غذایی، دارویی و سرویس‌هایی که پاکیزگی اهمیت دارد، استفاده می‌شود.

چدن و داکتیل

برای آب، تأسیسات و فشارهای متوسط رایج است. محدودیت دما، فشار و ضربه مکانیکی باید کنترل شود.

برنج و برنز

در شیرهای برقی کوچک، آب، هوا و برخی کاربردهای تأسیساتی استفاده می‌شوند.

آلیاژهای خاص

برای اسیدها، کلر، آب شور، سیالات بسیار خورنده یا دماهای ویژه ممکن است از Hastelloy، Monel، Duplex و آلیاژهای دیگر استفاده شود.

علاوه بر بدنه، متریال سیت، پلاگ، استم، دیافراگم، اورینگ و پکینگ نیز باید بررسی شود. ممکن است بدنه با سیال سازگار باشد، اما الاستومر داخلی در برابر دما یا ترکیب شیمیایی آن مقاومت کافی نداشته باشد.

انتخاب آب‌بندی و کلاس نشتی

تمام شیرهای کنترلی در حالت بسته لزوماً نشتی صفر ندارند. میزان نشتی مجاز براساس طراحی شیر، نوع سیت و استاندارد مربوط تعیین می‌شود.

سیت فلزی معمولاً برای دما و فشار بالا مناسب‌تر است، اما ممکن است میزان نشتی آن بیشتر از سیت نرم باشد. سیت نرم آب‌بندی بهتری ایجاد می‌کند، ولی محدودیت دما، فشار و سازگاری شیمیایی دارد.

پیش از خرید باید مشخص شود:

• آیا Tight Shut-Off لازم است؟

• شیر برای کنترل استفاده می‌شود یا ایزولیشن؟

• نشتی داخلی مجاز چقدر است؟

• سیال خطرناک یا قابل اشتعال است؟

• دمای فرایند با متریال سیت سازگار است؟

• وجود ذرات جامد باعث آسیب سیت نمی‌شود؟

استفاده از کنترل ولو به‌عنوان شیر ایزولیشن کامل، بدون بررسی کلاس نشتی، می‌تواند مشکل‌ساز شود.

مفهوم Fail-Safe در شیرهای کنترلی

Fail-Safe وضعیت شیر هنگام از دست رفتن انرژی یا سیگنال فرمان است. این وضعیت براساس ایمنی فرایند تعیین می‌شود.

Fail Close

در صورت قطع هوا، برق یا سیگنال، شیر بسته می‌شود. این حالت برای قطع سوخت، جلوگیری از ورود ماده خطرناک یا متوقف کردن گرمایش استفاده می‌شود.

Fail Open

در صورت بروز خطا، شیر باز می‌شود. این حالت ممکن است برای مسیرهای آب خنک‌کننده، تخلیه یا جلوگیری از افزایش خطرناک فشار انتخاب شود.

Fail in Place

شیر در موقعیت فعلی باقی می‌ماند. برای این عملکرد ممکن است به تجهیزات جانبی مانند Lock-Up Valve، مخزن هوا یا سیستم ذخیره انرژی نیاز باشد.

Fail Last

اکچویتور یا کنترلر تلاش می‌کند آخرین موقعیت معتبر را حفظ کند. عملکرد واقعی آن باید در زمان طراحی و تست مشخص شود.

جهت حرکت شیر، نوع اکچویتور، آرایش فنر، فشار هوا و طراحی پوزیشنر همگی بر وضعیت Fail-Safe اثر می‌گذارند.

تجهیزات ضد انفجار و شرایط محیطی

در صنایع نفت، گاز، پتروشیمی، رنگ، حلال و محیط‌های دارای گاز یا گردوغبار قابل انفجار، تجهیزات الکتریکی شیر باید دارای تأییدیه مناسب منطقه خطرناک باشند.

در زمان انتخاب باید موارد زیر بررسی شوند:

• Zone یا Division محل نصب

• گروه گازی

• کلاس دمایی

• نوع حفاظت مانند Ex d یا Ex ia

• درجه حفاظت IP

• دمای محیط

• رطوبت و گردوغبار

• احتمال شست‌وشو

• محیط دریایی یا خورنده

• نوع گلند و کابل

• الزامات ارت

صرفاً ضدآب بودن تجهیز به معنای ضد انفجار بودن آن نیست. همچنین درج عبارت EX بدون بررسی گواهی و کد کامل حفاظت کافی نخواهد بود.

کاربرد شیرهای کنترلی و برقی در صنایع مختلف

نفت، گاز و پتروشیمی

در این صنایع از کنترل ولو برای تنظیم فشار، دبی، سطح و دمای سیالات استفاده می‌شود. شیرهای قطع اضطراری، کنترل سوخت، Anti-Surge، Blowdown، بخار و تزریق مواد شیمیایی از کاربردهای مهم هستند.

نیروگاه و سیستم‌های بخار

کنترل بخار، آب تغذیه بویلر، کندانس، سوخت، فشار و دمای تجهیزات حرارتی به شیرهای دقیق و مقاوم نیاز دارد. شیر گلوب به دلیل قابلیت کنترل تدریجی، یکی از گزینه‌های رایج در سرویس بخار است.

آب و فاضلاب

شیرهای پروانه‌ای، توپی، دیافراگمی و شیرهای موتوری برای کنترل دبی، سطح مخازن، فشار شبکه، فیلتراسیون و ایستگاه‌های پمپاژ استفاده می‌شوند.

صنایع غذایی و دارویی

سطوح قابل شست‌وشو، متریال بهداشتی، کاهش نقاط مرده، نوع اتصال، کیفیت سطح و سازگاری با CIP و SIP اهمیت زیادی دارند.

صنایع شیمیایی

سازگاری متریال با سیال در این صنعت بسیار مهم است. انتخاب اشتباه بدنه، دیافراگم، پکینگ یا اورینگ می‌تواند باعث خوردگی و نشتی خطرناک شود.

هوای فشرده و پنوماتیک

شیرهای 3/2، 5/2 و 5/3 برای کنترل سیلندرها و اکچویتورها استفاده می‌شوند. دبی عبوری، فشار کاری، سایز پورت و سرعت پاسخ باید متناسب با مصرف‌کننده باشد.

سیستم‌های تهویه مطبوع

شیرهای موتوری دو راهه و سه‌راهه برای تنظیم جریان آب سرد و گرم در فن‌کویل، هواساز، چیلر و بویلر استفاده می‌شوند.

ماشین‌سازی و خطوط تولید

شیرهای برقی برای پرکردن، تخلیه، جابه‌جایی، بسته‌بندی، تزریق، شست‌وشو و کنترل عملگرهای پنوماتیک کاربرد دارند.

راهنمای انتخاب شیر کنترلی مناسب

برای انتخاب اولیه، پاسخ به پرسش‌های زیر ضروری است.

سیال چیست؟

نام دقیق سیال، درصد ترکیبات، خورندگی، تمیزی، وجود ذرات و حالت فیزیکی آن باید مشخص شود. عبارت‌هایی مانند «مایع صنعتی» یا «گاز» برای انتخاب مهندسی کافی نیستند.

فشار و دما چقدر است؟

فشار حداقل، نرمال و حداکثر ورودی، فشار خروجی و دمای طراحی باید اعلام شود. فشار کاری با فشار طراحی تفاوت دارد.

دبی موردنیاز چقدر است؟

دبی حداقل، نرمال و حداکثر باید مشخص شود. اعلام تنها یک مقدار دبی ممکن است باعث انتخاب نامناسب Rangeability شود.

عملکرد On-Off است یا Modulating؟

اگر فقط قطع و وصل لازم است، استفاده از یک سیستم مدولار گران‌قیمت ضروری نیست. در مقابل، شیر On-Off نمی‌تواند جایگزین کنترل ولو دقیق شود.

انرژی در دسترس چیست؟

وجود برق AC یا DC، هوای ابزار دقیق، فشار هوا و سیستم هیدرولیک باید بررسی شود.

سیگنال فرمان چیست؟

فرمان می‌تواند موارد زیر باشد:

• 24VDC

• 220VAC

• 110VAC

• 4-20mA

• 0-10V

• سیگنال پنوماتیکی

• HART

• Modbus

• Profibus

• Foundation Fieldbus

وضعیت ایمن چیست؟

باید مشخص شود شیر در زمان قطع برق یا هوا باز، بسته یا ثابت بماند.

نوع اتصال چیست؟

اتصال ممکن است رزوه‌ای، فلنجی، جوشی، ویفری، کلمپی یا سوکت باشد. استاندارد فلنج و کلاس فشاری نیز باید تعیین شود.

شرایط محل نصب چگونه است؟

فضای نصب، دمای محیط، رطوبت، خطر انفجار، دسترسی تعمیراتی، جهت نصب و لرزش باید در نظر گرفته شود.

اطلاعات لازم برای استعلام قیمت

برای دریافت پیشنهاد فنی و قیمت دقیق شیرهای کنترلی و برقی، بهتر است اطلاعات زیر ارسال شود:

1. نوع تجهیز موردنیاز

2. نام سیال

3. دبی حداقل، نرمال و حداکثر

4. فشار ورودی و خروجی

5. دمای کاری و طراحی

6. سایز خط لوله

7. نوع و استاندارد اتصال

8. متریال بدنه و تریم

9. عملکرد On-Off یا Modulating

10. نوع اکچویتور

11. سیگنال ورودی

12. ولتاژ بوبین یا موتور

13. وضعیت Fail-Safe

14. نیاز یا عدم نیاز به ضد انفجار بودن

15. برند موردنظر

16. تعداد موردنیاز

17. عکس پلاک تجهیز قبلی

18. دیتاشیت یا Valve Data Sheet

19. محدودیت ابعادی

20. نیاز به پوزیشنر، لیمیت سوئیچ یا شیر برقی جانبی

ارسال عکس ظاهری بدون پلاک و اطلاعات فرایندی همیشه برای شناسایی دقیق کافی نیست. بسیاری از محصولات یک برند از نظر ظاهر مشابه هستند، اما تریم، کلاس فشار، متریال، سیگنال و کد فنی متفاوتی دارند.

عوامل مؤثر بر قیمت شیرهای کنترلی و برقی

قیمت کنترل ولو و شیر برقی به مشخصات فنی وابسته است و نمی‌توان تنها براساس سایز، قیمت دقیقی ارائه کرد.

نوع بدنه

شیر گلوب، توپی، پروانه‌ای، دیافراگمی یا سه‌راهه ساختار و قیمت متفاوتی دارند.

سایز و کلاس فشاری

افزایش سایز، کلاس فشار و ضخامت بدنه معمولاً موجب افزایش قیمت می‌شود.

متریال

استنلس استیل و آلیاژهای خاص نسبت به چدن، برنج یا فولاد کربنی قیمت بیشتری دارند.

نوع اکچویتور

اکچویتور پنوماتیک ساده، اکچویتور برقی هوشمند و سیستم هیدرولیکی هزینه یکسانی ندارند.

پوزیشنر و تجهیزات جانبی

افزودن پوزیشنر دیجیتال، HART، لیمیت سوئیچ، سوئیچ باکس، شیر برقی ضد انفجار، بوستر و فیلتر رگلاتور روی قیمت نهایی اثر می‌گذارد.

شرایط فرایندی

تریم ضدکاویتاسیون، Low Noise، متریال سخت‌کاری‌شده، بونت دمای بالا و پکینگ مخصوص باعث افزایش قیمت می‌شوند.

برند و کشور سازنده

قیمت برندهای مختلف با توجه به کیفیت ساخت، فناوری، خدمات، موجودی قطعات و شرایط واردات متفاوت است.

اصالت و وضعیت کالا

کالای نو، استوک، بازسازی‌شده یا بدون مدارک فنی نباید فقط براساس ظاهر مقایسه شود. شماره سریال، وضعیت پلاک، سلامت تریم، تست عملکرد و اصالت قطعات اهمیت زیادی دارند.

نرخ ارز و موجودی

در تجهیزات وارداتی، نرخ ارز، هزینه حمل، موجودی و زمان تحویل بر قیمت نهایی اثرگذار هستند.

برندهای پرکاربرد کنترل ولو و تجهیزات جانبی

در بازار ابزار دقیق، برندهای مختلفی در حوزه شیر کنترلی، پوزیشنر، اکچویتور و شیر برقی فعالیت دارند. انتخاب برند باید براساس شرایط فنی، بودجه، موجودی قطعات و نیاز پروژه انجام شود.

برندهای شناخته‌شده این حوزه شامل موارد زیر هستند:

• Fisher

• SAMSON

• Siemens

• ABB

• Rotork

• Honeywell

• Spirax Sarco

• Metso یا Neles

• YTC

• Tork

• Festo

• Bürkert

• ASCO

• Norgren

• SMC

• Uni-D

• ControlAir

در صفحه شیرهای کنترلی و برقی اینسترو کنترل نیز محصولاتی از برندهایی مانند SAMSON، Fisher، Siemens، ABB، Rotork، Tork، YTC، Festo و Honeywell قرار گرفته‌اند.

برای تقویت لینک‌سازی داخلی، نام هر برند بهتر است به صفحه برند مربوط متصل شود. همچنین مدل‌هایی مانند کنترل ولو سامسون 3241، کنترل ولو Fisher V200، پوزیشنر Siemens 6DR5020، پوزیشنر Fisher DVC6200 و اکچویتور Rotork IQ3 می‌توانند از بخش‌های مرتبط این مقاله لینک داخلی دریافت کنند.

نصب صحیح شیرهای کنترلی و برقی

عملکرد مناسب شیر فقط به انتخاب محصول وابسته نیست. نصب نامناسب می‌تواند عمر تجهیز و کیفیت کنترل را کاهش دهد.

جهت جریان

جهت فلش روی بدنه و دستورالعمل سازنده باید رعایت شود. جهت جریان در برخی شیرها روی نیروی موردنیاز اکچویتور و رفتار Fail-Safe اثر می‌گذارد.

تمیزی خط

پیش از نصب، خط باید از جوش، پلیسه، زنگ‌زدگی و ذرات خارجی پاک شود. ورود ذرات به سیت یا تریم می‌تواند باعث نشتی و گیرکردن شیر شود.

ساپورت لوله

وزن لوله نباید به بدنه شیر منتقل شود. تنش ناشی از هم‌راستا نبودن فلنج‌ها می‌تواند باعث تغییر شکل، نشتی یا گیرکردن اجزای داخلی شود.

فضای تعمیراتی

باید فضای کافی برای باز کردن اکچویتور، بونت، بوبین و تجهیزات جانبی وجود داشته باشد.

نصب فیلتر

برای شیرهای برقی کوچک، وجود فیلتر مناسب در بالادست می‌تواند از گرفتگی مجرای پایلوت جلوگیری کند.

کیفیت هوای ابزار دقیق

هوای ورودی پوزیشنر و اکچویتور باید تمیز، خشک و دارای فشار مناسب باشد. وجود آب، روغن و ذرات باعث خرابی نازل، رله و قطعات داخلی می‌شود.

سیم‌کشی

ولتاژ، پلاریته، ارت، گلند، سطح مقطع کابل و حفاظت محیطی باید مطابق نقشه سازنده باشد.

راه‌اندازی و کالیبراسیون

پس از نصب، شیر باید راه‌اندازی و تست شود.

مراحل معمول عبارت‌اند از:

• بررسی نصب مکانیکی

• کنترل جهت جریان

• بررسی فشار هوا

• تست نشتی اتصالات

• کنترل ولتاژ و سیم‌کشی

• تنظیم Zero و Span

• Auto Calibration پوزیشنر

• تست موقعیت صفر، ۲۵، ۵۰، ۷۵ و صد درصد

• بررسی فیدبک موقعیت

• تست وضعیت Fail-Safe

• تست فرمان محلی و ریموت

• بررسی زمان باز و بسته شدن

• کنترل نشتی داخلی

• ثبت نتایج در گزارش راه‌اندازی

در شیرهای هوشمند، پارامترهایی مانند Dead Band، Travel Limit، Characteristic، Direction، Cut-Off و Alarm نیز باید بررسی شوند.

کالیبراسیون باید براساس الزامات پروژه انجام شود. باز کردن، نصب و تست تجهیز می‌تواند وضعیت بسته‌بندی کارخانه را تغییر دهد؛ بنابراین در تجهیزات نو بهتر است این موضوع پیش از انجام کار با خریدار هماهنگ شود.

نگهداری و عیب‌یابی شیر کنترلی

شیر به موقعیت فرمان نمی‌رسد

دلایل احتمالی:

• فشار ناکافی هوا

• سایز نامناسب اکچویتور

• تنظیم نادرست پوزیشنر

• اصطکاک زیاد پکینگ

• گیرکردن استم یا تریم

• فشار تفاضلی بیش از حد

• خرابی دیافراگم

• نشتی مسیر پنوماتیک

شیر نوسان می‌کند

دلایل احتمالی:

• تنظیم نامناسب PID

• Oversize بودن شیر

• Dead Band زیاد

• لقی مکانیکی

• اصطکاک استم

• فشار هوای ناپایدار

• انتخاب نامناسب مشخصه جریان

• محل نامناسب اندازه‌گیری فرایند

شیر در حالت بسته نشتی دارد

دلایل احتمالی:

• وجود ذرات روی سیت

• آسیب سیت یا پلاگ

• تنظیم نبودن Travel

• نیروی ناکافی اکچویتور

• نصب خلاف جهت طراحی

• انتخاب کلاس نشتی نامناسب

• فرسایش ناشی از کاویتاسیون

شیر برقی داغ می‌شود

گرم شدن بوبین تا محدوده‌ای می‌تواند طبیعی باشد، اما دمای بیش از حد ممکن است ناشی از موارد زیر باشد:

• ولتاژ اشتباه

• فرکانس نامناسب

• گیرکردن هسته

• کارکرد خارج از Duty مجاز

• دمای محیط بالا

• نصب بوبین نامتناسب

• نوسان برق

شیر برقی صدا می‌دهد

در بوبین AC، کثیفی هسته، افت ولتاژ، نصب ناقص بوبین یا خرابی Shading Ring می‌تواند موجب لرزش و صدای غیرعادی شود.

مقایسه کلی انواع شیر اتوماتیک

هنگام خرید شیر کنترلی به چه نکاتی توجه کنیم؟

پیش از خرید، صرفاً قیمت چند محصول با سایز یکسان را مقایسه نکنید. ممکن است دو شیر ظاهراً مشابه، از نظر متریال تریم، کلاس فشار، Cv، نوع سیت، اکچویتور، سیگنال، ضد انفجار بودن و وضعیت Fail-Safe کاملاً متفاوت باشند.

یک پیشنهاد فنی مناسب باید حداقل شامل موارد زیر باشد:

• برند و مدل

• کد فنی کامل

• سایز

• کلاس فشاری

• نوع اتصال

• متریال بدنه

• متریال تریم

• نوع سیت

• Cv

• نوع اکچویتور

• فشار یا ولتاژ تغذیه

• سیگنال ورودی

• وضعیت Fail-Safe

• تجهیزات جانبی

• گواهی‌ها

• زمان تحویل

• شرایط تست و گارانتی

در پروژه‌های حساس بهتر است پیشنهاد فروشنده با Valve Data Sheet و شرایط واقعی فرایند تطبیق داده شود.

خرید شیرهای کنترلی و برقی از اینسترو کنترل

انتخاب و خرید شیرهای کنترلی و برقی نیازمند بررسی هم‌زمان مشخصات مکانیکی، فرایندی، کنترلی و ایمنی است. استفاده از یک مدل نامناسب ممکن است باعث نوسان فرایند، افت فشار زیاد، نشتی، مصرف بالای هوا، خرابی زودهنگام تریم یا توقف خط تولید شود.

مجموعه اینسترو کنترل امکان بررسی و تأمین انواع تجهیزات زیر را فراهم می‌کند:

• کنترل ولو پنوماتیک

• کنترل ولو برقی و موتوری

• شیر برقی صنعتی

• شیر برقی ضد انفجار

• شیر بخار

• شیرهای توپی و پروانه‌ای اتوماتیک

• اکچویتور پنوماتیک

• اکچویتور موتوری

• پوزیشنر الکتروپنوماتیکی و دیجیتال

• مبدل I/P

• فیلتر رگلاتور

• لیمیت سوئیچ و سوئیچ باکس

• بوبین و تجهیزات جانبی شیر

• قطعات یدکی و متعلقات کنترل ولو

برای دریافت پیشنهاد فنی دقیق، بهتر است مشخصات فرایند، عکس پلاک، برند موردنظر، تعداد و دیتاشیت شیر ارسال شود. کارشناسان فنی می‌توانند براساس نوع سیال، فشار، دما، دبی، سیگنال فرمان و شرایط نصب، گزینه مناسب‌تری پیشنهاد دهند.

سؤالات متداول درباره شیرهای کنترلی و برقی

آیا شیر برقی همان کنترل ولو است؟

خیر. شیر برقی معمولی غالباً برای قطع و وصل سریع استفاده می‌شود، درحالی‌که کنترل ولو برای تنظیم تدریجی دبی و کنترل فشار، سطح یا دما طراحی شده است. البته شیرهای برقی پروپرشنال نیز وجود دارند که ساختار و کاربرد متفاوتی دارند.

برای کنترل دقیق دبی چه شیری مناسب است؟

نوع شیر باید براساس سیال، دبی، افت فشار و Rangeability انتخاب شود. در بسیاری از فرایندها شیر گلوب با پوزیشنر گزینه مناسبی است، اما در برخی کاربردها V-Ball، Segmented Ball یا شیر پروانه‌ای کنترلی انتخاب بهتری خواهد بود.

کنترل ولو پنوماتیک بهتر است یا برقی؟

هیچ‌کدام در تمام کاربردها برتری مطلق ندارند. مدل پنوماتیک معمولاً سرعت، سادگی Fail-Safe و قابلیت اطمینان مناسبی دارد. مدل برقی در مکان‌هایی که هوای ابزار دقیق وجود ندارد یا سیستم تمام‌الکتریکی موردنیاز است، مزیت دارد.

آیا سایز کنترل ولو باید برابر سایز لوله باشد؟

خیر. سایز کنترل ولو باید براساس محاسبات Cv و شرایط فرایند تعیین شود. انتخاب صرفاً براساس قطر خط می‌تواند موجب Oversizing شود.

شیر برقی NC بهتر است یا NO؟

انتخاب به وضعیت ایمن فرایند بستگی دارد. در خطوط سوخت معمولاً NC مناسب‌تر است، اما در برخی مسیرهای خنک‌کننده یا تخلیه ممکن است NO انتخاب شود.

ولتاژ شیر برقی را چگونه انتخاب کنیم؟

ولتاژ باید با منبع تغذیه سیستم کنترل هماهنگ باشد. مدل‌های 24VDC برای تابلوهای اتوماسیون رایج‌اند و مدل‌های 220VAC نیز در کاربردهای مختلف استفاده می‌شوند. ولتاژ، نوع جریان و فرکانس باید دقیقاً مطابق پلاک بوبین باشد.

علت سوختن بوبین شیر برقی چیست؟

ولتاژ اشتباه، افزایش دمای محیط، گیرکردن هسته، نصب ناقص بوبین، نفوذ رطوبت، نوسان برق یا استفاده خارج از Duty مجاز می‌تواند باعث خرابی بوبین شود.

پوزیشنر چه زمانی لازم است؟

برای کنترل دقیق و پیوسته موقعیت شیر، غلبه بر اصطکاک، جبران فشار سیال و دریافت سیگنال 4-20mA معمولاً از پوزیشنر استفاده می‌شود.

آیا کنترل ولو می‌تواند کاملاً جلوی جریان را بگیرد؟

این موضوع به طراحی شیر و کلاس نشتی آن بستگی دارد. تمام کنترل ولوها برای ایزولیشن کامل طراحی نشده‌اند. اگر نشتی نزدیک صفر لازم است، باید نوع سیت و کلاس نشتی مناسب انتخاب شود.

برای استعلام قیمت چه اطلاعاتی ارسال کنیم؟

نوع سیال، دبی، فشار ورودی و خروجی، دما، سایز خط، اتصال، عملکرد، سیگنال، ولتاژ، وضعیت Fail-Safe، برند و تعداد مهم‌ترین اطلاعات هستند.

دلیل اختلاف قیمت زیاد کنترل ولوها چیست؟

نوع بدنه، متریال، سایز، کلاس فشار، تریم، اکچویتور، پوزیشنر، ضد انفجار بودن، تجهیزات جانبی، برند و شرایط فرایند می‌توانند قیمت را به‌طور چشمگیری تغییر دهند.

آیا امکان جایگزینی یک برند کنترل ولو با برند دیگر وجود دارد؟

در بسیاری از پروژه‌ها امکان جایگزینی وجود دارد، اما فقط یکسان بودن سایز کافی نیست. Cv، کلاس فشار، متریال، Face-to-Face، نوع اتصال، Fail-Safe، سیگنال، مشخصه جریان و ابعاد نصب باید بررسی شوند.

جمع‌بندی

شیرهای کنترلی و برقی، بخش اجرایی سیستم‌های اتوماسیون و کنترل فرایند هستند. شیر برقی معمولاً برای قطع و وصل سریع جریان، شیر موتوری برای اتوماسیون شیرهای ربع‌گرد یا خطی و کنترل ولو برای تنظیم دقیق دبی، فشار، دما و سطح استفاده می‌شود.

انتخاب مناسب این تجهیزات به شناخت نوع سیال، فشار، دما، دبی، سایزینگ، متریال، نوع اکچویتور، سیگنال فرمان، شرایط محیطی و وضعیت Fail-Safe وابسته است. مقایسه محصولات فقط براساس سایز یا قیمت می‌تواند به انتخابی نامناسب و هزینه‌های بیشتر در زمان بهره‌برداری منجر شود.

برای خرید کنترل ولو، شیر کنترلی، شیر برقی صنعتی، اکچویتور، پوزیشنر و تجهیزات جانبی، ابتدا اطلاعات فرایندی و کنترلی پروژه را آماده کنید. بررسی این اطلاعات توسط کارشناسان فنی، احتمال انتخاب صحیح، عملکرد پایدار و افزایش طول عمر تجهیزات را به میزان قابل‌توجهی افزایش می‌دهد.