هنگامی که با سیستم های هیدرولیک یا خطوط لوله آب کار می کنید، انتخاب شیر چک مناسب می تواند تفاوت بین عملیات روان و تعمیرات پرهزینه را ایجاد کند. شیر چک گالوانیزه نوع S به یک انتخاب محبوب برای بسیاری از کاربردهای صنعتی تبدیل شده است، اما درک اینکه چه چیزی آن را از سایر گزینه ها متفاوت می کند همیشه ساده نیست.
شیر چک گالوانیزه نوع S چیست؟
شیر چک گالوانیزه نوع S یک دستگاه کنترل جریان یک طرفه است که از جریان برگشت سیال در سیستم لوله کشی شما جلوگیری می کند. قسمت "گالوانیزه" به این معنی است که بدنه شیر دارای یک پوشش محافظ روی است که از طریق گالوانیزه گرم یا آبکاری الکتریکی اعمال می شود. این لایه روی به عنوان یک محافظ در برابر زنگ زدگی و خوردگی عمل می کند، به همین دلیل است که شما اغلب این شیرها را در تاسیسات بیرونی و سیستم های آب مشاهده خواهید کرد.
بسته به اینکه به تجهیزات هیدرولیک یا لوله کشی استاندارد نگاه می کنید، نام "Type S" می تواند معانی مختلفی داشته باشد. در کاربردهای هیدرولیک، نوع S به طور معمول به طراحی پیستون یا پیستون دارای فنر اشاره دارد که می تواند فشار تا 450 بار (حدود 6500 psi) را تحمل کند. برای کار خط لوله، S ممکن است یک سوپاپ برگشت نوسان با اتصالات جوش سوکت یا یک سری خاص سازنده را نشان دهد. این تمایز اهمیت دارد زیرا این دو طرح کاملاً متفاوت عمل می کنند.
مکانیسم نوع S چگونه کار می کند؟
نسخه هیدرولیک شیر چک گالوانیزه نوع S از یک پیستون فنری استفاده می کند که در امتداد یک خط مرکزی می لغزد. هنگامی که فشار سیال به اندازه کافی به پیستون فشار می آورد، فنر را فشرده می کند و دریچه را باز می کند. لحظه ای که فشار کاهش می یابد یا سعی می کند معکوس شود، فنر پیستون را دوباره به صندلی خود می زند و یک مهر و موم محکم ایجاد می کند. این به سرعت اتفاق می افتد، که به جلوگیری از چکش آب (آن صداهای کوبیدن بلندی که گاهی در لوله ها می شنوید) کمک می کند.
از طرف دیگر خط لوله نوع S معمولاً دارای یک دیسک یا فلپ است که روی یک لولا می چرخد. گرانش و جریان رو به جلو دیسک را باز می کنند و هنگامی که جریان متوقف می شود، دیسک به جای خود باز می گردد. این طرح به خوبی اندازه لوله‌های بزرگتر را مدیریت می‌کند و به ذرات جامد در آب اهمیتی نمی‌دهد، اما کندتر از نوع پیستونی بسته می‌شود. انتخاب بین این دو بر نحوه عملکرد شیر چک گالوانیزه نوع S شما در شرایط واقعی تأثیر می گذارد.
آشنایی با پوشش گالوانیزه
فرآیند گالوانیزه شامل فرو بردن قطعات فولادی در روی مذاب در حدود 840 درجه فارنهایت است. این لایه‌های متعددی را ایجاد می‌کند: یک لایه داخلی آلیاژ روی-آهن که محکم به فولاد می‌چسبد، و یک لایه روی خالص بیرونی که ضربه را از قرار گرفتن در معرض محیط می‌گیرد. هنگامی که این لایه بیرونی خورده می شود، در واقع از فولاد زیر از طریق فرآیندی به نام حفاظت قربانی محافظت می کند.
گالوانیزه گرم معمولاً ضخامت پوششی بین 45 تا 85 میکرون ایجاد می کند که می تواند بیش از 50 سال در شرایط جوی معمولی دوام بیاورد. شیر چک گالوانیزه نوع S از این محافظت طولانی مدت بهره می برد، به ویژه هنگامی که در خارج از منزل یا در ساختمان های بدون گرما نصب می شود. با این حال، پوشش روی دارای محدودیت دمایی است. قرار گرفتن در معرض مداوم بالای 200 درجه سانتیگراد (392 درجه فارنهایت) به پوشش آسیب می رساند و بالای 250 درجه سانتیگراد، روی شروع به جدا شدن از فولاد می کند. این بدان معناست که شیر چک گالوانیزه نوع S شما در سیستم‌هایی که سیالات خنک به گرم را مدیریت می‌کنند، نه بخار یا روغن هیدرولیک با دمای بالا، بهترین عملکرد را دارد.
مشخصات فشار و جریان
یک شیر چک گالوانیزه هیدرولیک معمولی نوع S می تواند فشار کاری از 35 تا 40 مگاپاسکال را بسته به اندازه پورت تحمل کند. اندازه های کوچکتر (6 تا 15 میلی متر) معمولاً 40 مگاپاسکال هستند، در حالی که اندازه های بزرگتر (20 میلی متر تا 30 میلی متر) ممکن است به 35 مگاپاسکال محدود شوند. حداکثر دبی از 15 تا 300 لیتر در دقیقه است که اکثر تجهیزات هیدرولیک سیار و ماشین آلات صنعتی را پوشش می دهد.
فشار ترک خوردگی (حداقل فشار مورد نیاز برای باز کردن شیر) عدد مهم دیگری است. برای اکثر طرح های نوع S، این محدوده بین 0 تا 0.6 مگاپاسکال است. فشار ترک خوردگی کمتر به این معنی است که شیر راحت تر باز می شود و این امر باعث کاهش اتلاف انرژی در سیستم شما می شود. با این حال، تنظیم بیش از حد پایین می تواند باعث شود که دریچه هنگام نوسان جریان، بال بزند. برای جلوگیری از این مشکل، شیر چک گالوانیزه نوع S شما باید با حداقل فشار عملیاتی سیستم شما مطابقت داشته باشد.
مقاومت جریان در طراحی نوع S بیشتر از شیر برگشتی چرخشی است زیرا سیال باید پیستون را مستقیماً در برابر کشش فنر به سمت بالا فشار دهد. این باعث ایجاد افت فشاری مشابه آنچه در شیر گلوب می‌بینید می‌شود. برای کاربردهای با جریان بالا که در آن افت فشار اهمیت زیادی دارد، ممکن است بخواهید محاسبه کنید که آیا نوع S انتخاب مناسبی است یا اینکه بررسی نوسان بهتر عمل می کند.
ملاحظات دما برای شیرهای گالوانیزه
محدوده دما برای یک شیر چک گالوانیزه نوع S معمولاً از -20 درجه سانتیگراد تا 80 درجه سانتیگراد برای سیال داخل است. دمای محیط باید بین 20- تا 50 درجه سانتی گراد باشد. این محدودیت ها هم از پوشش روی و هم از مواد آب بندی استفاده شده در داخل شیر ناشی می شود.
هنگامی که دما به طور مداوم از 200 درجه سانتیگراد بالا می رود، پوشش روی شروع به شکستن می کند. قرار گرفتن در معرض کوتاه تا دمای 350 درجه سانتیگراد ممکن است باعث خرابی فوری نشود، اما دوچرخه سواری مکرر در دماهای بالا قطعاً عمر شیر را کوتاه می کند. اگر سیستم شما آب گرم بالای 180 درجه فارنهایت را به طور منظم اجرا می کند، احتمالاً باید به جای شیر چک گالوانیزه نوع S به گزینه های فولاد ضد زنگ نگاه کنید.
معمولا دماهای سرد برای خود پوشش گالوانیزه کمتر مشکل ساز هستند، اما باید مراقب تشکیل یخ در سیستم های آبی باشید. اگر آب داخل یخ بزند و منبسط شود، بدنه دریچه ممکن است ترک بخورد. زمستان گذرانی مناسب یا استفاده از مخلوط گلیکول به جلوگیری از این موضوع در سیستم های فصلی کمک می کند.
جایی که شیر چک گالوانیزه نوع S بهترین کار را دارد
سیستم های حفاظت در برابر آتش یکی از کاربردهای اصلی برای شیرهای چک گالوانیزه هستند. گواهینامه های UL و FM مورد نیاز برای شیرهای بازرسی آتش نشانی اغلب ساخت چدن گالوانیزه یا چدن داکتیل را مشخص می کند. طراحی نوع S در این سیستم ها از جریان برگشتی رایزرهای اسپرینکلر آتش نشانی جلوگیری می کند و تضمین می کند که آب همیشه در صورت نیاز در دسترس باشد. پوشش گالوانیزه حتی در اتاق های شیر مرطوب یا تاسیسات در فضای باز چندین دهه محافظت را فراهم می کند.
سیستم های آبیاری نیز از نصب شیر چک گالوانیزه نوع S بهره می برند. ایستگاه‌های پمپاژ کشاورزی، سیستم‌های آب زمین گلف و شبکه‌های آبیاری شهری همگی از شیرهای چک برای حفظ پرایم خطوط پمپ و جلوگیری از جریان معکوس استفاده می‌کنند. پوشش روی قرار گرفتن در معرض کودها و مواد معدنی موجود در آب آبیاری را بهتر از فولاد لخت کنترل می کند، البته نه به خوبی فولاد ضد زنگ.
تجهیزات هیدرولیک متحرک مانند بیل مکانیکی، جرثقیل ها و ماشین آلات کشاورزی معمولاً از نسخه هیدرولیک پرفشار یک شیر چک گالوانیزه نوع S استفاده می کنند. این شیرها از پمپ های هیدرولیک و موتورها در برابر افزایش فشار هنگام خاموش شدن دستگاه یا تغییر ناگهانی بارها محافظت می کنند. طراحی جمع و جور در فضاهای تنگ جا می گیرد و روکش گالوانیزه در برابر زنگ زدگی ناشی از قرار گرفتن در معرض باران و گل در محل کار مقاومت می کند.
سیستم‌های توزیع آب شهری گاهی از شیرهای بازرسی نوسانی گالوانیزه بزرگتر (که ممکن است توسط سازندگان خاص نوع S نامیده می‌شوند) در ایستگاه‌های پمپ و مرزهای ناحیه فشار استفاده می‌کنند. این تاسیسات از جریان برگشت آب از طریق پمپ ها هنگام خاموش شدن آنها جلوگیری می کند و از تجهیزات محافظت می کند و مناطق فشار مناسب را در شبکه توزیع حفظ می کند.
بهترین روش های نصب
نصب صحیح شیر چک گالوانیزه نوع S با تأیید جهت جریان شروع می شود. هر شیر چک دارای یک فلش است که بر روی بدنه آن شکل گرفته یا مهر شده است که نشان می دهد سیال باید از کدام سمت جریان یابد. نصب آن به عقب به این معنی است که شیر همیشه بسته می ماند و سیستم شما را به طور کامل مسدود می کند.
شیر را می توان در هر جهتی (افقی، عمودی یا زاویه دار) نصب کرد، اما نصب عمودی با جریان رو به بالا اغلب برای طراحی نوع S ترجیح داده می شود زیرا گرانش به صندلی پیستون به درستی هنگام بسته شدن کمک می کند. در اجراهای افقی، مطمئن شوید که تکیه گاه کافی در دو طرف شیر وجود دارد تا از انتقال تنش لوله به بدنه شیر جلوگیری شود.
اتصالات رزوه ای نیاز به درزگیر مناسب دارند، اما از چسباندن نوار یا ترکیب در داخل شیر که ممکن است با قطعات متحرک تداخل ایجاد کند، خودداری کنید. برای نصب شیر چک گالوانیزه رزوه ای نوع S، از نوار PTFE یا دوپ لوله سازگار با سیال خود استفاده کنید. اتصالات رزوه ای را بیش از حد سفت نکنید زیرا این امر می تواند بدنه شیر را ترک کند، به خصوص در ساخت چدن.
اتصالات فلنجی نیاز به گشتاور پیچ و مهره یکنواختی دارند که از یک الگوی ستاره ای پیروی می کند تا اطمینان حاصل شود که صندلی های واشر به درستی قرار می گیرند. روکش گالوانیزه روی سطوح فلنج باید برای آب بندی واشر به اندازه کافی صاف باشد، اما گالوانیزه خشن ممکن است قبل از مونتاژ نیاز به سنباده زدن سبک داشته باشد. سازگاری مواد واشر خود را هم با سیال و هم با دمای کار شیر چک گالوانیزه نوع S خود بررسی کنید.
الزامات تعمیر و نگهداری
بازرسی منظم شیر چک گالوانیزه نوع S شما را با اطمینان کار می کند. برای شش ماه اول پس از نصب، بررسی‌های ماهانه کمک می‌کند تا مشکلات نصب را زودتر برطرف کنید. پس از آن، بازرسی های فصلی معمولا برای اکثر برنامه ها کافی است. در طول بازرسی، به دنبال علائم نشتی در اطراف بدنه سوپاپ، صداهای غیرعادی در حین کار یا تغییر در فشار سیستم باشید که ممکن است نشان دهنده مشکلات شیر باشد.
قسمت های داخلی یک شیر چک گالوانیزه نوع S ممکن است با زباله های سیستم لوله کشی آلوده شود. نصب یک صافی یا فیلتر در بالادست (فیلتراسیون 15 میکرونی برای کاربردهای هیدرولیکی توصیه می شود) از گیر کردن ذرات جامد در پیستون یا جمع شدن زیر صندلی شیر جلوگیری می کند. این افزودن ساده می تواند عمر شیر را به میزان قابل توجهی افزایش دهد و نیازهای تعمیر و نگهداری را کاهش دهد.
اگر متوجه صدای چکش آب یا صدای بسته شدن شدید، دریچه برای سرعت جریان شما بزرگتر باشد یا فشار ترک خوردگی خیلی کم تنظیم شده باشد. تنظیم پیش بار فنر (اگر طراحی سوپاپ شما اجازه می دهد) یا جایگزینی شیر با اندازه متفاوت می تواند این مشکلات را حل کند. نشتی مداوم از روی صندلی سوپاپ معمولاً به این معنی است که زباله ها روی سطح آب بندی گیر کرده اند یا صندلی فرسوده شده و نیاز به تعویض دارد.
پوشش گالوانیزه خارجی به حداقل نگهداری نیاز دارد، اما اگر زنگ سفید (لکه ذخیره‌سازی مرطوب) روی سطح ایجاد شد، آن را پاک کنید و اجازه دهید شیر کاملاً خشک شود. این محصول خوردگی سفید، اکسید روی است و در حالی که ظاهر بدی دارد، در واقع از فولاد زیر آن محافظت می کند. خوردگی واقعی از طریق فلز پایه به صورت زنگ قرمز یا قهوه ای ظاهر می شود و نشان می دهد که پوشش روی در آن نقطه شکست خورده است.
مقایسه گزینه های مواد
هنگامی که بین یک شیر چک گالوانیزه نوع S و سایر مواد تصمیم می گیرید، هزینه و مقاومت در برابر خوردگی عوامل اصلی هستند. فولاد گالوانیزه در وسط قرار دارد: قیمت آن حدود 40٪ کمتر از فولاد ضد زنگ است اما محافظت در برابر خوردگی بسیار بهتری نسبت به فولاد کربنی یا چدن لخت دارد.
شیرهای چک فولادی ضد زنگ (معمولاً درجه 316 یا 304) بهترین مقاومت در برابر خوردگی را به خصوص در محیط های آب شور یا شیمیایی ارائه می دهند. آنها دماهای بالاتر را بدون آسیب به پوشش تحمل می کنند و در شرایط سخت دوام بیشتری دارند. با این حال، هزینه فولاد ضد زنگ 2.5 تا 5 برابر بیشتر از یک شیر بازرسی گالوانیزه نوع S است. برای پروژه های مقرون به صرفه در آب شیرین یا محیط های صنعتی ملایم، گزینه گالوانیزه منطقی تر است.
شیرهای برگشتی برنزی در لوله کشی های مسکونی و در جاهایی که دمای بالاتری نیاز است به خوبی کار می کنند، اما آنها به فشارهای کمتری نسبت به شیر چک گالوانیزه نوع S محدود می شوند. قابلیت 450 بار طراحی هیدرولیک نوع S بسیار بیشتر از آنچه برنز می تواند تحمل کند. برنز همچنین برای هر شیر هزینه بیشتری دارد، البته نه به اندازه فولاد ضد زنگ.
دریچه‌های بازرسی فولادی یا چدنی لخت قیمت پایین‌تری دارند اما در محیط‌های خورنده نیاز به رنگ‌آمیزی یا حفاظت دیگری دارند. هزینه های نگهداری و عمر کوتاه تر معمولاً هر گونه صرفه جویی اولیه را جبران می کند. یک شیر چک گالوانیزه نوع S در اکثر شرایطی که مقاومت در برابر خوردگی شدید مورد نیاز نیست، ارزش طولانی مدت بهتری را ارائه می دهد.
مشکلات و راه حل های رایج
وقتی سوپاپ به دلیل نوسانات فشار در نزدیکی آستانه فشار ترک خوردگی به سرعت باز و بسته می شود، لرزش یا بال زدن اتفاق می افتد. این مشکل اغلب زمانی رخ می دهد که یک شیر چک گالوانیزه نوع S برای سرعت جریان واقعی بزرگتر باشد. راه حل این است که یا یک شیر کوچکتر نصب کنید یا اگر طراحی شیر شما اجازه تنظیم را بدهد، تنظیم فشار ترک را افزایش دهید. در برخی موارد، افزودن یک روزنه کوچک یا محدودیت جریان در پایین دست می تواند الگوی جریان را تثبیت کند.
چکش آب هنگامی که دریچه به طور ناگهانی بسته می شود به صورت صداهای کوبیدن بلند ظاهر می شود. طراحی پیستون نوع S معمولاً این کار را بهتر از بررسی های چرخشی انجام می دهد زیرا بسته شدن با فنر به سرعت و روان انجام می شود. اگر چکش آب همچنان اتفاق می افتد، ممکن است به یک شیر متفاوت با ویژگی های بسته شدن کندتر یا اضافه کردن یک مهار کننده چکش آب در سیستم نیاز داشته باشید. پشتیبانی مناسب لوله همچنین به کاهش نویز و استرس ناشی از نوسانات فشار کمک می کند.
نشتی از پشت صندلی سوپاپ، جریان معکوس را امکان پذیر می کند، که کل هدف داشتن یک سوپاپ را شکست می دهد. مقادیر کمی نشتی (زیر 0.25 سانتی‌متر در دقیقه یا حدود 5 قطره در دقیقه) در مشخصات قابل قبول برای اکثر طرح‌های شیر چک گالوانیزه نوع S قرار دارد. نشتی بیش از حد معمولاً به این معنی است که زباله ها در صندلی نشسته اند، سطوح آب بندی فرسوده شده اند یا فنر ضعیف شده است. تمیز کردن یا تعویض قطعات داخلی اکثر مشکلات نشتی را برطرف می کند.
نشتی خارجی در اطراف بدنه یا اتصالات نشان دهنده خرابی واشر یا ترک خوردگی محفظه است. پیچ‌ها و پیچ‌ها ممکن است گریه‌های جزئی را متوقف کند، اما اگر نشتی ادامه داشت، باید شیر را جدا کنید، سطوح آب‌بندی را بررسی کنید و واشرها را تعویض کنید. ترک های بدنه شیر نیاز به تعویض کامل شیر دارند زیرا یکپارچگی ساختاری به خطر افتاده است.
گزینه های بازار و تامین کنندگان
چندین تولید کننده بزرگ طرح های شیر چک گالوانیزه نوع S را برای بازارهای مختلف تولید می کنند. Bosch Rexroth، Parker Hannifin و PONAR Wadowice نسخه‌های هیدرولیک دقیقی با قابلیت‌های فشار بالا و اندازه‌های فشرده مورد نیاز برای تجهیزات سیار و ماشین‌آلات صنعتی ارائه می‌دهند. این شرکت ها داده های فنی دقیقی را ارائه می دهند و می توانند به انتخاب شیر مناسب برای کاربردهای هیدرولیک کمک کنند.
برای کاربردهای آب و لوله کشی، شرکت هایی مانند Watts (از جمله برند Ames آنها)، Mueller، و تولیدکنندگان مختلف چینی (FCV، Dervos، Neway) شیرهای چک گالوانیزه را تولید می کنند که ممکن است به عنوان نوع S یا کدهای سری مشابه تعیین شوند. این شیرها معمولاً استانداردهای ANSI/AWWA را برای سرویس آب برآورده می‌کنند و در صورت لزوم دارای گواهینامه‌های مناسب برای حفاظت در برابر آتش یا استفاده از آب آشامیدنی هستند.
قیمت گذاری بر اساس اندازه، درجه فشار و گواهینامه ها به طور گسترده ای متفاوت است. واحدهای شیر چک گالوانیزه هیدرولیک کوچک نوع S (درگاه‌های 6 تا 15 میلی‌متری) ممکن است کمتر از 100 دلار قیمت داشته باشند، در حالی که مدل‌های خدمات آتش نشانی تأیید شده در اندازه 4 اینچی حدود 800 تا 900 دلار قیمت دارند. واحدهای فلنج دار بزرگ 12 اینچی می توانند بیش از 5000 دلار باشند، به خصوص با لیست های UL یا FM. هزینه های صدور گواهینامه و الزامات آزمایش در مقایسه با شیرآلات صنعتی غیرمجاز به میزان قابل توجهی به قیمت اضافه می کند.
هنگام تهیه شیر چک گالوانیزه نوع S، در نظر بگیرید که آیا برای تحویل سریع به یک توزیع کننده با موجودی محلی نیاز دارید یا می توانید برای قیمت گذاری بهتر در مقادیر بیشتر، مستقیماً از تولید کنندگان سفارش دهید. کیفیت پشتیبانی فنی نیز اهمیت دارد، به ویژه برای کاربردهای هیدرولیک که انتخاب مناسب بر عملکرد سیستم و حفاظت از تجهیزات تأثیر می گذارد.
انتخاب درست
انتخاب یک سوپاپ گالوانیزه نوع S زمانی منطقی است که در سیستم هایی که در دمای زیر 200 درجه سانتیگراد با قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی متوسط کار می کنند، به حفاظت در برابر خوردگی خوب با قیمت مناسب نیاز دارید. قابلیت فشار بالا طرح هیدرولیک نوع S مناسب تجهیزات سیار و ماشین آلات صنعتی است که در آن فضا کم است و فشار بالا در آنها رایج است. برای سیستم های آب، پوشش گالوانیزه چندین دهه خدمات را در کاربردها از آبیاری تا حفاظت در برابر آتش ارائه می دهد.
با این حال، شیر چک گالوانیزه نوع S همیشه بهترین گزینه نیست. سیستم های دمای بالا بالای 180 درجه فارنهایت عملکرد مداوم باید از فولاد ضد زنگ استفاده کنند. کاربردهای آب شور یا مواد شیمیایی بسیار خورنده نیز علیرغم هزینه بالاتر، از ارتقاء به فولاد ضد زنگ سود می برند. اندازه لوله های بسیار بزرگ (بیش از 12 اینچ) ممکن است با چک های نوسانی با روکش اپوکسی یا فولاد ضد زنگ به جای طرح های گالوانیزه نوع S بهتر عمل کند.
عوامل کلیدی در تصمیم شما باید فشار کاری، محدوده دما، سازگاری با سیال و قرار گرفتن در معرض محیط باشد. به جای تعیین بیش از حد برای شرایطی که رخ نخواهد داد، مشخصات شیر را با نیازهای واقعی سیستم خود مطابقت دهید. یک شیر چک گالوانیزه نوع S که به درستی انتخاب شده است، سالها خدمات قابل اعتماد با حداقل تعمیر و نگهداری را ارائه می دهد و از پمپ ها و تجهیزات شما محافظت می کند و در عین حال پروژه شما را در حد بودجه نگه می دارد.
درک معنای نوع S در زمینه خاص شما (پیستون هیدرولیک در مقابل بررسی نوسان خط لوله) به شما کمک می کند شیر مناسب را برای برنامه خود دریافت کنید. در صورت شک، با سازنده یا یک توزیع کننده واجد شرایط مشورت کنید که می تواند پارامترهای سیستم شما را بررسی کند و پیکربندی مناسب شیر را توصیه کند. وقت گذاشتن برای انتخاب درست در حال حاضر از اشتباهات گران قیمت و خرابی های بعدی جلوگیری می کند.
