شیر اطمینان نوعی از ولو می­باشد که وظیفه آن محافظت از سیستم و سایر تجهیزات در برابر فشار­های غیر متعارف به وجود آمده می­باشد. منظور از فشار­های غیر متعارف فشاری است که بیش از فشار قابل تحمل سیستم باشد.

به طور مثال برای Pressure Vessel ها یک ماکزیم فشار مجاز (MAWP: Maximum Allowable Working Pressure) وجود دارد که این ظرف قطعاً نمی­تواند در فشاری بالاتر از آن سرویس دهی کند.

لازم است اشاره شود که امروزه سیستم­های الکترونیکی، پنوماتیکی و هیدرولیکی بسیار متنوعی طراحی و ساخته شده است تا متغیر­های مختلف را در یک سیستم پایپینگ کنترل کنند. از جمله این متغیر­ها می توان به فشار، دما و دبی اشاره کرد. هرکدام از این سیستم­ها به منظور انجام عملیات خود به یک منبع قدرتی (Power Source) نیاز دارند. به طور مثال سیستم­های الکتریکی به برق، سیستم­های پنوماتیک به هوای فشرده و هیدرولیکی به روغن احتیاج دارند. در مواقعی که این منبع قدرت قطع شود و یا عملکرد درستی نداشته باشد، این تجهیزات نیز عملاً فاقد توانایی می­باشند. در عوض شیر­های اطمینان در هر زمانی قادر به انجام اعمال لازمه می­باشند و به تنها منبعی که نیاز دارند در واقع خود سیال می­باشد.

شیر اطمینان Relief Valve

در شکل زیر می توان تجهیزات مختلف یک شیر اطمینان را مشاهده کرد.

اجزای شیر اطمینان Relief Valve structure

    CAP: این قطعه در قسمت فوقانی شیر­ اطمینان نصب می­شود و وظیفه آن محافظت از پیچ تنظیم فنر و سایر اجزا می­باشد. عموماً به دو صورت رزوه­ای (NPT) و پیچ مهره­ای می­باشند. حالت دنده­ای آن بیشتر برای فشار و دماهای پایین استفاده شده  در حالیکه از حالت پیچ و مهره­ای آن بیشتر برای سرویس­های با فشار و دمای بالا (Critical) استفاده می­شود.

Bonnet: بونت که نام دیگر آن Spring Housing می­باشند قسمت پوشاننده فنر است.  Bonnet را بر اساس شکل ظاهری آن­ها می­توان به دو دسته کلی تقسیم بندی کرد.

• Open spring safety valves:

در این مدل از شیر اطمینان، فنر از درون بونت معلوم است و اپراتور می تواند آن را مشاهده کند. از این مدل از شیر­های اطمینان عموماً برای بویلر­های نیروگاه تولید برق و همچنین سیستم­های بخار نظیر توربین بخار استفاده می­شود. ترجیحاً این مدل از شیر­های اطمینان در فضاهای باز و خارج از سایت نصب می­شوند.

• Closed spring safety valve:

در این تیپ از شیر­های اطمینان فنر شیر قابل رویت نمی­باشد. عمده استفاده آن­ها برای سرویس­های مواد شیمیایی، سرویس­های هوا و هیدروکربن­ها و ... می­باشد.

انواع شیر اطمینان

Body: بدنه شیر­های اطمینان عمدتاً به صورت عمودی می­باشد و باید توانایی تحمل فشار سیال را هم در حالت بسته و هم در حالت باز داشته باشد. سایز فلنج در طرف خروجی شیر­های اطمینان یا برابر با سایز ورود می­باشد و یا از آن بزرگتر است. بدنه این نوع از شیر­ها می­توانند جنس­های مختلفی از جمله فولادی (WCB)، استنلس استیل، فولادی­های آلیاژی ( همانند WC6) و ... داشته باشند.

Nozzle:بخشی در ورودی شیر اطمینان که تحت تاثیر فشار سیال است را نازل می­گویند. نازل­ها به دو صورت  Full و Semi (نیمه) می­باشند.در حالت Full نازل تمامی بخش ورودی را شامل می­شود و عمدتاً به بدنه دنده می­شوند اما در حالت Semi، نازل تنها قسمتی از ورودی را تشکیل می­دهد و معمولاً قابل تعویض نیز نیستند.

انواع نازل های شیر اطمینان

جدول مقایسه دو نوع نازل Full و Semi:

Lifting Device:

اهرم بالابرنده بر روی شیر­های اطمینان نصب می­شود تا زمانیکه لازم باشد بتوان شیر را به صورت دستی باز کرد. در واقع این اهرم با وارد کردن نیرو بر محور شیر اطمینان باعث بالا بردن دیسک می­شود. به طور مثال در زمانیکه تست­های دوره­ای بر روی خط انجام می­شود می­توان از این اهرم برای اطمینان از عملکرد شیر استفاده کرد.

اهرم­های بالا برنده به دو دسته کلی ساده (Plain Lever) و بسته شده (Packed Lever) تقسیم بندی می­شوند.  تیپ اهرم ساده بیشتر برای مواردی است که هیچگونه فشار برگشتی وجود ندارد و بخارات خروجی از شیر هیچگونه زیان و ضرری برای محیط زیست نداشته باشد. اهرم­های بسته شده برای جایی است که نشتی سیال به بیرون مجاز نباشد. معمولاً در سرویس­های آب داغ از این مدل دسته استفاده می شود.

اهرم بالا برنده شیر Relief Valve

نحوه عملکرد شیر­های اطمینان به این شرح می­باشد که در زمانیکه فشار سیستم بیش از ماکزیمم فشار مجاز باشد سیال بر روی دیسک درون شیر اطمینان فشار می آورد و سپس دیسک باعث شده فنری که شیر را بسته نگاه داشته بود به سمت بالا حرکت کند و مسیر تخلیه باز شود. شکل زیر در واقع نازل ورودی، دیسک و فنر یک شیر اطمینان را نشان می­دهد. در زمانیکه نیروی وارده از طرف سیال بر سطح مقطع A1  برابر با نیروی وارده از طرف فنر بر سطح A2 (سطح دیسک) می­شود، دیسک آماده حرکت به سمت بالا می­باشد تا مسیر تخلیه را برای سیال باز نماید.