شیر خفه کننده Choke Valve نوعی شیر کنترل جریان است که برای تنظیم جریان سیالات مانند گازها یا مایعات در خط لوله استفاده می شود. شیرهای خفه کننده معمولاً در صنعت نفت و گاز برای کنترل جریان سیالات چاه مانند نفت یا گاز طبیعی از دهانه چاه به تأسیسات تولید استفاده می شوند. این شیر برای کاهش دبی با ایجاد محدودیت در خط لوله طراحی شده است که می توان آن را برای دستیابی به دبی مورد نظر تنظیم کرد. این معمولاً با استفاده از یک روزنه مخروطی یا یک روزنه متغیر به دست می آید که می تواند برای افزایش یا کاهش محدودیت در خط لوله تنظیم شود. اگر به شیر آشپزخانه نگاه کنید، یک شیر خفه کننده عملکرد بسیار مشابهی را انجام می دهد. در اصل، یک شیر خفه کننده Choke Valve را می توان یک شیر آب قوی تر و مهندسی شده تر در نظر گرفت.
شیر خفه کننده چگونه کار می کند؟
یک شیر خفه کننده با تنظیم جریان سیال از طریق یک محدودیت در شیر کار می کند که می تواند برای رسیدن به دبی مطلوب تنظیم شود. این محدودیت معمولاً توسط یک روزنه ایجاد می شود که یک دهانه کوچک است که سیال باید از آن عبور کند. در یک سوپاپ چوک ثابت، دهانه یک اندازه ثابت است و نمی توان آن را تنظیم کرد، در حالی که با یک سوپاپ چوک قابل تنظیم، روزنه را می توان برای تغییر محدودیت در خط لوله تنظیم کرد.
سرعت جریان از طریق شیر با تنظیم موقعیت دهانه یا محدودیت کنترل می شود. هنگامی که دهانه یا محدودیت کاملاً باز است، دبی جریان در حداکثر خود است، در حالی که وقتی کاملاً بسته است، دبی صفر است. برای کنترل سرعت جریان، دهانه یا محدودیت در یک موقعیت باز جزئی تنظیم می شود که باعث ایجاد افت فشار در سراسر شیر و کاهش سرعت جریان می شود. این کار را می توان به صورت دستی یا خودکار با استفاده از محرک ها و سیستم های کنترل انجام داد.
شیرهای خفه کننده معمولاً در صنعت نفت و گاز برای کنترل سرعت جریان سیالات چاه مانند نفت یا گاز طبیعی از دهانه چاه به تأسیسات تولید استفاده می شوند. علاوه بر این، شیرآلات های خفه کننده Choke Valve در بسیاری از صنایع فرآیندی دیگر مانند تولید برق، شیمیایی و تصفیه آب نیز استفاده می شوند.
چرا به شیر خفه کننده Choke Valve نیاز دارید؟
اینجوری درباره اش فکر کنید؛ فشار بالایی از شیر آب شما خارج می شود و باید آن فشار را کاهش دهید تا آب را هدر ندهید یا به زیرساخت هایی که به انتقال آن کمک می کند فشار بیاورید. یا شاید شما فقط می خواهید برای شستن دست های خود به آن نقطه فشار شیرین عالی ضربه بزنید.
برای رسیدن به این هدف باید افت فشار یا محدودیت ایجاد کنیم. این باعث افزایش سرعت سیال می شود که اگر نفت یا گاز از زمین استخراج شود، معمولاً ذرات در آن وجود دارد. بنابراین ما باید این فرآیند را کنترل کنیم تا خطر این ذرات - که معمولاً شن و ماسه در برنامه های تولید انرژی است - از ایجاد آسیب به زیرساخت لوله کشی کاهش یابد. یا شاید مقدار خاصی از تولید وجود داشته باشد که برای یک فرآیند معین باید به آن برسیم. هر یک از این الزامات، هنگامی که شیر را برای برآورده کردن آنها باز می کنیم، در بیشتر موارد فشار بالادست را تخلیه می کند و ممکن است برای رسیدن به یک هدف کاربردی خاص نیاز به تنظیمات بیشتری داشته باشد. اینجاست که کنترلی که یک سوپاپ خفه کننده فراهم می کند بسیار سودمند است و این کنترلی است که در وهله اول به عنوان هدف اصلی پشت داشتن چنین شیری عمل می کند.
انتخاب مواد، طراحی و کیفیت شیر خفه کننده Choke Valve در هنگام انتخاب چوک به عنوان فرسایش، فرسایش ناشی از سرعت و کاویتاسیون تنها تعدادی از شرایط و تهدیداتی هستند که یک شیر خفه کننده Choke Valve با نزدیک شدن به دهانه چاه با آن مواجه خواهد شد. با توجه به تمام شرایط و فشارهای شدیدی که یک شیر خفه کننده با آن مواجه می شود، انتخاب چوک مناسب بسیار مهم است زیرا یکی از حیاتی ترین شیرها در سیستم شما است.
اندازه، انتخاب متریال و طراحی باید از اصلی ترین چیزهایی باشد که هنگام انتخاب شیر خفه کننده به آنها فکر می کنید.
آیا انواع مختلفی از شیرهای خفه کننده Choke Valve وجود دارد؟
بله، انواع مختلفی از شیرآلات خفه کننده Choke Valve برای کنترل انواع مختلف سیالات و شرایط جریان مختلف طراحی شده اند. برخی از انواع رایج عبارتند از:
شیر های خفه کننده معمولی: اینها رایج ترین انواع شیر های خفه کننده Choke Valve هستند و دارای دهانه ثابت یا قابل تنظیم هستند که محدودیتی در خط لوله ایجاد می کند. آنها معمولاً در کاربردهای کم فشار و جریان کم استفاده می شوند.
شیر های خفه کننده مثبت: این شیرها از یک پیستون یا دوشاخه برای ایجاد محدودیت در خط لوله استفاده می کنند. آنها معمولاً در کاربردهای فشار بالا و جریان بالا استفاده می شوند.
شیرهای خفه کننده چند مرحله ای: این شیرها دارای دهانه های متعدد یا مراحل محدود هستند که به طور مستقل قابل تنظیم هستند. آنها معمولاً در برنامه هایی استفاده می شوند که کنترل دقیق جریان مورد نیاز است.
شیرآلات خفه کننده خودکار: این شیرها دارای محرک ها و سیستم های کنترل داخلی هستند که به طور خودکار شدت جریان را بر اساس ورودی سنسورها یا سیستم های کنترل تنظیم می کنند. آنها معمولاً در برنامه هایی استفاده می شوند که سرعت جریان نیاز به تنظیم مداوم دارد.
شیر های خفه کننده هیدرولیک: این شیرها از سیال استفاده می کنند
محرک برقی برای کنترل سرعت جریان. معمولاً در مکان‌های دورافتاده یا خطرناک که تنظیمات دستی امکان‌پذیر نیست، استفاده می‌شوند.
علاوه بر انواع بالا از شیرهای خفه کننده، برخی تغییرات دیگر نیز وجود دارد مانند "چوک شیر های خودکار" که می توانند با تغییرات فشار خود سیال فعال شوند و "شیر های خفه کن هوشمند" که از فناوری پیشرفته برای کنترل جریان استفاده می کند.
چه اجزایی در شیر خفه کننده وجود دارد؟
یک شیر خفه کننده معمولاً از چندین جزء کلیدی تشکیل شده است، از جمله:
بدنه: بدنه محفظه اصلی شیر است که تمام اجزای دیگر را در جای خود نگه می دارد. معمولاً از فلز مانند فولاد یا فولاد ضد زنگ ساخته می شود و برای مقاومت در برابر فشار و دمای سیال تحت کنترل طراحی شده است.
روزنه : روزنه محدودیتی در خط لوله است که شدت جریان را کنترل می کند. بسته به نوع شیر می تواند اندازه ثابت یا قابل تنظیم باشد. دهانه معمولاً در داخل بدنه شیر قرار دارد.
پلاگ یا سوزن: دوشاخه یا سوزن قطعه ای است که با حرکت به داخل یا خارج از روزنه، سرعت جریان را تنظیم می کند. بسته به نوع شیر می تواند مخروطی یا استوانه ای باشد.
آستین خارجی و قفس: آستین خارجی جزء است که سرعت جریان را با حرکت از بالای قفس تنظیم می کند.
عملگر : عملگر Actuator برای کنترل موقعیت دوشاخه یا سوزن استفاده می شود و می تواند دستی یا برقی باشد. محرک می تواند یک اهرم، دستگیره، موتور الکتریکی یا سیلندر هیدرولیک باشد.
سیل : برای جلوگیری از نشت مایع در اطراف پلاگ یا سوزن استفاده می شود و معمولاً بسته به نوع سیال و دما از موادی مانند تفلون، VITON، NBR ساخته می شود.
سیستم کنترل: سیستم کنترل برای تنظیم خودکار موقعیت دوشاخه یا سوزن استفاده می شود و می تواند شامل سنسورها، سوئیچ ها و کنترلرها باشد.
برخی از شیر های خفه کننده Choke Valve ممکن است شامل اجزای اضافی مانند یک میل باشند که محرک را به دوشاخه یا سوزن وصل می کند و یک درپوش که بدنه شیر را می پوشاند و میل را در جای خود نگه می دارد.
شیر های خفه کننده Choke Valve همچنین می توانند ویژگی های اضافی مانند کاهش فشار، بای پس یا کنترل ضد ولتاژ داشته باشند. این ویژگی ها را می توان به شیر اضافه کرد تا قابلیت های ایمنی و کنترل بیشتری را فراهم کند.
آیا شیر های خفه کننده Choke Valve در اندازه های مختلف هستند؟
بله، شیر های خفه کننده Choke Valve در اندازه های مختلف برای برآوردن نیازهای کنترل جریان در کاربردهای مختلف وجود دارند. اندازه شیر با توجه به اندازه خط لوله ای که در آن نصب می شود و میزان جریانی که باید کنترل شود تعیین می شود.
اندازه یک شیر خفه کننده معمولاً با اندازه لوله و درجه فشار شیر مشخص می شود. اندازه لوله به قطر خط لوله اشاره دارد و می تواند از شیرهای با قطر کوچک برای کاربردهای کم فشار تا شیر های با قطر بزرگ برای کاربردهای فشار بالا متغیر باشد. درجه فشار به حداکثر فشاری که شیر می تواند تحمل کند اشاره دارد و معمولاً بر حسب پوند بر اینچ مربع (psi) یا بار مشخص می شود.
اندازه دهانه در یک شیر خفه کننده نیز مهم است، زیرا محدودیت در خط لوله و سرعت جریان قابل دستیابی را تعیین می کند. اندازه دهانه بسته به نوع شیر می تواند ثابت یا قابل تنظیم باشد. شیر های خفه کننده Choke Valve قابل تنظیم معمولاً دارای طیف وسیعی از اندازه های روزنه هستند که می توان از آنها برای دستیابی به طیف گسترده ای از شدت جریان استفاده کرد.
مهم است که اندازه مناسب شیر خفه کننده را برای کاربرد انتخاب کنید تا اطمینان حاصل شود که می تواند سرعت و فشار سیال را کنترل کند و به درستی در خط لوله قرار گیرد. همچنین انتخاب اندازه مناسب دهانه برای دستیابی به دبی مورد نظر و به حداقل رساندن افت فشار در شیر بسیار مهم است.
آیا درجه بندی فشار متفاوتی برای شیر های خفه کننده Choke Valve وجود دارد؟
بله، شیر های خفه کننده Choke Valve دارای درجه بندی فشار متفاوتی هستند که به حداکثر فشاری که شیر می تواند تحمل کند اشاره دارد. درجه بندی فشار معمولاً بر حسب پوند بر اینچ مربع (psi) یا بار مشخص می شود. درجه فشار یک شیر بر اساس مواد و ساختار شیر تعیین می شود و معمولاً بر اساس حداکثر فشار کاری مجاز (MAWP) برای شیر است.
شیر های خفه کننده Choke Valve در طیف گسترده ای از درجه بندی های فشار موجود هستند تا نیازهای کاربردهای مختلف را برآورده کنند. به عنوان مثال، شیرهای کم فشار معمولاً برای فشارهای تا 150 psi درجه بندی می شوند، در حالی که شیرهای فشار قوی را می توان برای فشارهای تا 20000 psi یا بیشتر ارزیابی کرد.
مهم است که یک شیر خفه کننده با درجه فشار مناسب برای کاربرد انتخاب کنید تا اطمینان حاصل شود که می تواند با خیال راحت فشار سیال تحت کنترل را کنترل کند. اگر شیر برای حداکثر فشار سیال درجه بندی نشده باشد، ممکن است از کار بیفتد و باعث آسیب یا آسیب شود.
هنگام انتخاب یک شیر خفه کننده، مهم است که درجه فشار، و همچنین اندازه، جنس و ساختار شیر را در نظر بگیرید تا اطمینان حاصل شود که می تواند سرعت و فشار جریان سیال را تحمل کند و به درستی در شیر قرار می گیرد. خط لوله همچنین مهم است که درجه حرارت شیر را در نظر بگیرید تا مطمئن شوید که می تواند دمای سیال را کنترل کند.
آیا ce وجود دارد
فرآیند rtification یا بدنه حاکم برای شیر های خفه کننده Choke Valve؟
بله، سازمان‌های متعددی وجود دارند که برای اطمینان از رعایت استانداردهای ایمنی و عملکرد، شیرهای خفه کننده را تأیید و کنترل می‌کنند. متداول ترین مراجع صدور گواهی برای شیر های خفه کننده Choke Valve عبارتند از:
مؤسسه نفت آمریکا (API): API یک سازمان تجاری برای صنعت نفت و گاز است و استانداردهایی را برای طراحی، ساخت و آزمایش شیرهای خفه کننده منتشر می کند. API-6A استاندارد تجهیزات سرچاهی است و الزامات شیرهای خفه کننده مورد استفاده در تولید نفت و گاز را پوشش می دهد.
انجمن مهندسین مکانیک آمریکا (ASME): ASME یک سازمان حرفه‌ای برای مهندسین مکانیک است و استانداردهایی را برای طراحی، ساخت و آزمایش شیرها از جمله شیرهای فشاری منتشر می‌کند. استاندارد ASME B16.34 الزامات شیرها، از جمله شیر های خفه کننده، مورد استفاده در کاربردهای صنعتی و تجاری را پوشش می دهد.
انجمن ملی مهندسین خوردگی (NACE): NACE یک سازمان حرفه‌ای برای مهندسین خوردگی است و استانداردهایی را برای مواد و پوشش‌های مورد استفاده در صنعت نفت و گاز از جمله شیرهای خفه کننده منتشر می‌کند.
این نهادهای تایید کننده الزامات خاصی برای طراحی، مواد، آزمایش و مستندات شیر های خفه کننده Choke Valve دارند و سازندگان باید این الزامات را برآورده کنند تا شیر های خود تأیید شوند. این فرآیند صدور گواهینامه شامل آزمایش سوپاپ های خفه کننده برای اطمینان از مطابقت با استانداردهای تعیین شده توسط این سازمان ها و ایمن بودن آنها برای استفاده در برنامه های مورد نظر است.
علاوه بر نهادهای گواهی کننده ذکر شده در بالا، استانداردهای بین المللی دیگری مانند ISO، EN و JIS نیز وجود دارد که می توانند در مناطق یا کشورهای خاص مورد استفاده قرار گیرند. مهم است که مقررات و استانداردهای محلی را بررسی کنید تا اطمینان حاصل شود که شیرها الزامات مربوط به کاربرد و مکان خاص را برآورده می کنند.
مهمترین مزیت شیر خفه کننده چیست؟
مهمترین مزیت شیر خفه کننده توانایی آن در کنترل دقیق سرعت جریان سیالات مانند گازها یا مایعات در خط لوله است. شیر های خفه کننده برای کاهش دبی با ایجاد محدودیت در خط لوله استفاده می شوند که می توان آن را برای رسیدن به دبی مورد نظر تنظیم کرد. این امر با استفاده از یک روزنه مخروطی یا یک روزنه متغیر، که می تواند برای افزایش یا کاهش محدودیت در خط لوله تنظیم شود، انجام می شود.
توانایی کنترل شدت جریان در بسیاری از صنایع مانند تولید نفت و گاز مهم است، جایی که حفظ شدت جریان ثابت برای بهینه سازی تولید و جلوگیری از آسیب به سر چاه یا تاسیسات تولید بسیار مهم است. علاوه بر این، شیر های خفه‌کننده Choke Valve در بسیاری از صنایع فرآیندی دیگر مانند تولید برق، شیمیایی و تصفیه آب نیز استفاده می‌شوند، جایی که کنترل شدت جریان برای اطمینان از عملکرد ایمن و کارآمد فرآیند بسیار مهم است.
مزایای دیگر شیر های خفه کننده Choke Valve عبارتند از:
ایمنی: با کنترل شدت جریان، شیر های خفه کننده به جلوگیری از فشار بیش از حد و حوادث احتمالی کمک می کنند.
بهره وری: با حفظ شدت جریان ثابت، شیرهای خفه کننده به بهینه سازی تولید و کاهش مصرف انرژی کمک می کنند.
دوام: شیرهای خفه کننده معمولاً از مواد بادوام مانند فولاد یا فولاد ضد زنگ ساخته می شوند و برای مقاومت در برابر فشار و دمای سیال تحت کنترل طراحی شده اند.
تطبیق پذیری: شیر های خفه کننده Choke Valve در انواع و اندازه های مختلف برای برآوردن نیازهای کنترل جریان در کاربردهای مختلف وجود دارند.
بخش مهمی از معادله کنترل جریان شما
به طور خلاصه، مهمترین مزیت یک شیر خفه کننده توانایی آن در کنترل دقیق شدت جریان است که برای عملکرد ایمن و کارآمد در بسیاری از صنایع ضروری است.
منبع : وبسایت masterflo.com