دلایل خرابی و شکستگی شیرهای توپی

شکستگی شیرهای توپی یکی از مشکلاتی است که می‌تواند در اثر عوامل متعددی پدید آید. شیر توپی یا بال والو (Ball Valve) از ابزارهای مهم در صنایع مختلف است که از آن برای قطع و وصل کردن جریان سیال استفاده می‌شود. علت خرابی شیرهای توپی به عوامل متعددی بستگی دارد که از آن جمله می‌توان ضخیم بودن اندازه اتصالات گالوانیزه را نام برد که هنگام بستن به شیر توپی احتمال شکستگی وجود دارد.

روغن‌کاری شیرها، تمیزکردن منظم و بررسی‌های روتین از جمله موارد مهم در تعمیر و نگهداری شیرهای توپی هستند. در این مقاله از گروه صنعتی اطمینان صنعت دلایل شکستگی شیرهای توپی و موارد مربوط به تعمیر و نگهداری آن‌ها را بررسی می‌کنیم.

شیر توپی و انواع آن

در سیستم‌های انتقال آب و ازجمله در کشاورزی یکی از ابزارهای پرکاربرد شیر توپی است. طراحان و مهندسان سیستم‌های تأسیساتی برای کنترل جریان سیالات از انواع شیرآلات صنعتی استفاده می‌کنند. شیر توپی متشکل از یک کره داخلی است که در میان آن یک سوراخ وجود دارد و جریان سیال از آن عبور می‌کند.

این کره داخلی به یک فلکه یا دسته متصل است و با چرخش دسته کره 90 درجه می‌چرخد و درنتیجه سیالات از آن عبور می‌کنند. دلایل متعددی مانند استحکام و مقاومت بالا و قیمت مناسب موجب شده است تا شیرهای توپی پرکاربرد باشند. البته باید توجه داشت که نحوه تعمیر و نگهداری شیر توپی بر طول عمر آن تأثیر می‌گذارد.

شیر توپی بر اساس نوع استفاده و محل کاربرد انواع مختلف دارند و هر کدام از آن‌ها دما و فشار مشخصی را می‌توانند تحمل کنند. در صورت عدم توجه به میزان تحمل آن‌ها، خرابی و شکستگی شیرهای توپی اتفاق می‌افتد. مهم‌ترین موادی که برای ساخت شیرهای توپی استفاده می‌شوند عبارت‌اند از:

• برنج
• برنز
• فولاد ضدزنگ
• پی‌وی‌سی

در ادامه انواع شیرهای توپی را معرفی می‌کنیم.

1. شیر توپی یکپارچه

در این نوع شیر توپی بدنه و تمام قطعات شیر به‌صورت یکپارچه به یکدیگر جوش داده می‌شوند. استحکام بالا یکی از مزایای این نوع شیرها است؛ ولی تعمیر و شستشوی آن‌ها آسان نیست. این مورد و عدم توجه به آن می‌تواند یک علت خرابی شیرهای توپی باشد. نوع دیگر شیرهای مورداستفاده برای جریان سیالات در کشاورزی شیرهای کشویی هستند که یک نمونه از تفاوت شیر توپی و شیر کشویی بزرگ‌تر بودن اندازه شیر توپی است.

2. شیر توپی چندتکه

همان‌طور که از نام آن مشخص است این نوع شیر توپی از چند قطعه تشکیل شده و قطعات آن به‌راحتی در محل نصب مونتاژ می‌شوند. همچنین تعمیر و نگهداری شیرهای توپی چندتکه راحت بوده و ازطریق اتصالات موقتی مانند اتصال با پیچ‌ومهره به یکدیگر متصل می‌شوند.

3.  شیر توپی ترونیون

نوع سوم شیرهای توپی با نام ترونیون معروف به Double Check هستند و می‌توانند جریان‌های پرفشار سیالات را مسدود کنند. به دلیل قدرت بالا و آب‌بندی مناسب، شیرهای توپی ترونیون مناسب فشارهای کاری بالا هستند. به همین دلیل شکستگی شیرهای توپی ترونیون کمتر اتفاق می‌افتد. آب‌بندی با سیت رینگ (Seat Ring) تفلونی از دیگر ویژگی‌های این نوع شیرهای توپی است. فنرهایی که برای آب‌بندی استفاده می‌شوند به سیت رینگ‌ها فشار وارد کرده و عبور آب را مسدود می‌کنند. انواع فنر شیر خودکار موجب ایجاد انعطاف و باز و بسته‌شدن راحت‌تر شیرهای خودکار می‌شوند.

4. شیر توپی شناور

در این نوع شیرهای توپی کره داخلی کاملاً در آب شناور می‌شود. اتصال این نوع شیرهای توپی یک‌طرفه است؛ یعنی کره از قسمت بالا به سیت (نشیمنگاه) متصل بوده و از قسمت پایین به‌وسیله جریان سیال جابه‌جا می‌شود. به دلیل این نوع اتصال، شیرهای توپی یک‌طرفه مناسب فشارهای پایین هستند و در صورت استفاده برای فشارهای بالا احتمال شکستگی شیرهای توپی شناور  وجود دارد. فشار سیال و حرکت چرخشی شفت موجب فشرده‌شدن کره به نشیمنگاه شده و آب نمی‌تواند عبور کند.

بیشتر بدانید: اورنگ توپی شیر پلیمری

کاربردهای شیر توپی

همان‌طور که گفته شد شیرهای توپی برای قطع و وصل کردن جریان سیال به‌کار می‌روند. مهم‌ترین صنایعی که از شیر توپی در آن‌ها استفاده می‌شود عبارت‌اند از:

• صنایع شیمیایی: کاربرد دیگر شیرهای توپی در صنایع شیمیایی است. به دلایلی همچون خورندگی و فشار بالای سیال‌ها در این صنعت از شیرهای توپی استیل استفاده می‌شود. به دلیل اینکه امکان خرابی و شکستگی شیرهای توپی در این صنعت وجود دارد از نوع چندتکه استفاده می‌شود؛ زیرا امکان تعمیر و مناسب‌بودن هزینه نگهداری آن‌ها مقرون‌به‌صرفه است.
• کشتی‌ها: در سیستم‌های کنترل بخار و فاضلاب کشتی‌ها نیز از شیرهای توپی فولادی استفاده می‌شود و در لوله‌کشی کشتی‌های صنعتی اهمیت زیادی دارند.
• کشاورزی و آبیاری: یکی از مهم‌ترین موارد کاربرد شیرهای توپی استفاده از آن‌ها در صنعت کشاورزی و آبیاری مدرن یعنی سیستم‌های آبیاری زیرزمینی، سیستم آبیاری بارانی و قطره‌ای است. شیر توپی‌ها را به‌راحتی می‌توان در داخل خاک قرار داده و این‌ کار موجب حفاظت شیرها در برابر خورندگی می‌شود. درنتیجه هزینه تعمیر و نگهداری شیرهای توپی کاهش می‌یابد. علاوه بر این امکان انشعاب‌گیری سریع بدون هزینه اضافی از دیگر مزایای شیرهای توپی در کشاورزی است. البته باید توجه داشت که استفاده از نوع پلیمری به‌جای نمونه‌های فلزی امکان شکستگی شیرهای توپی را افزایش می‌دهد.

عوامل دخیل در خرابی و شکستگی شیرهای توپی

حال که پی بردیم شیر توپی چیست باید عوامل دخیل در خرابی و شکستگی‌ آن‌ها را نیز بشناسیم. شکستگی و خرابی شیرهای توپی پلیمری یکی از مشکلاتی است که کشاورزان آن را تجربه کرده‌اند. در ادامه چند علت خرابی شیرهای توپی را بیان می‌کنیم.

• اولین موردی که می‌تواند باعث خرابی و حتی شکستگی شیرهای توپی شود قرارگیری شیرها در حالت نیمه‌بسته است. این اتصالات برای کنترل جریان آب نیستند؛ بلکه از آن‌ها برای قطع و وصل کردن جریان آب استفاده می‌شود. قرارگیری این نوع شیرهای توپی در حالت نیمه‌باز موجب عبور آب و املاح شده و درنتیجه در آب‌بندی شیر مشکل پیش می‌آید. همچنین بین توپی و تفلون اصطکاک به وجود می‌آید که با گذر زمان گیرپاژ و توپی سفت می‌شوند.
• استفاده از اتصالات گالوانیزه برای نوع پلیمری نیز می‌تواند موجب شکستگی شیرهای توپی شود. به دلیل ضخیم‌تر بودن اندازه اتصالات گالوانیزه، هنگام بستن به شیر توپی ممکن است دچار شکستگی شده و درنتیجه هزینه تعمیر و نگهداری شیرهای توپی افزایش یابد.
• مقدار تفلون مصرفی نیز می‌تواند دیگر علت خرابی شیرهای توپی باشد؛ زیرا تعداد دورهای تفلون برای هر شیر توپی با اندازه معین، مشخص شده است. به همین دلیل باید از بستن بیش از اندازه تفلون خودداری کنید.
• ضربه‌زدن با پا به دسته شیر توپی نیز می‌تواند موجب شکستگی آن شود.
• اعمال فشار بیش از اندازه در زمان مونتاژ مغزی روی شیر توپی موجب شکستن رزوه‌ها می‌شود. 

عوامل مؤثر بر عمر مفید شیر توپی

افزایش عمر مفید شیرهای توپی یکی از دغدغه‌های مهم است و تحت‌تأثیر عوامل مختلفی قرار دارد. در ادامه عوامل مؤثر بر افزایش طول عمر و جلوگیری از خرابی و شکستگی شیرهای توپی را بررسی می‌کنیم.

1. جنس شیر توپی

از مهم‌ترین عوامل مؤثر بر افزایش طول عمر شیرهای توپی تناسب جنس با نوع سیال، سازگاری جنس بدنه و اورینگ است. همان‌طور که گفته شد شیرهای توپی از جنس برنج، برنز، پلیمر و فولاد ضدزنگ ساخته می‌شوند. معمولاً در کشاورزی از شیرهای توپی پلیمری استفاده می‌شود؛ ولی در صنایع شیمیایی به دلیل جریان اسیدی باید از شیرهای مقاوم به مواد اسیدی استفاده شود.

2. میزان حرارت و فشار سیستم

عامل دیگری که برای افزایش عمر مفید شیر توپی باید به آن توجه داشت انتخاب شیر توپی متناسب با میزان فشار و حرارت سیستم است. احتمال خرابی و شکستگی شیرهای توپی که در سیستم‌های دارای دما و فشار بالا استفاده می‌شوند بیشتر از شیرهای توپی است که در سیستم‌های دارای دما و فشار کمتر هستند. نزدیک‌تر بودن دما و فشار سیال سیستم به درجه‌بندی شیر توپی یک مورد از علت خرابی شیرهای توپ است.

3. کیفیت ساخت

مشخص است که استفاده از مواد اولیه مرغوب از مهم‌ترین دلایل اثرگذار بر افزایش طول عمر شیرهای توپی است. علاوه بر مواد اولیه مرغوب، استفاده از ماشین‌آلات مدرن و مجهز در ساخت شیرهای توپی نیز موجب تولید محصولی با بهترین کیفیت باشد. کیفیت ساخت می‌تواند بر هزینه تعمیر و نگهداری شیرهای توپی نیز اثر بگذارد.

4. نوع سیال

وجود ناخالصی‌ها در سیالات و همچنین وجود ذرات معلق در آن‌ها نیز نقش زیادی در خرابی و حتی شکستگی شیرهای توپی دارد. این عوامل موجب خرابی واشر آب‌بند، افزایش گشتاور عملیاتی و ایجاد نشتی می‌شوند. درنتیجه شیر توپی دچار خرابی، گرفتگی شده و به‌مرورزمان دچار شکستگی می‌شود.

تعمیر و نگهداری شیرهای توپی

توجه به تعمیر و نگهداری شیرهای توپی یکی از موارد مهم در افزایش طول عمر این اتصالات است. این اقدامات نقش پیشگیرانه داشته و مانع خرابی و شکستگی شیرهای توپی در کوتاه‌مدت می‌شوند. در ادامه اقدامات لازم برای نگهداری شیرهای توپی را بررسی می‌کنیم.

1. نصب صحیح

نصب درست شیرهای توپی از عوامل اثرگذار بر افزایش طول عمر این نوع اتصالات است. به همین دلیل لازم است قبل از اقدام برای نصب این نکات مهم را رعایت کرد:

• پاک‌کردن لوله‌ها از هرگونه مواد اضافی؛ زیرا وجود ناخالصی موجب می‌شود تا با باز شدن جریان سیال گرفتگی به وجود آید.
• بررسی شیر توپی قبل از خرید و اطمینان از سالم‌بودن آن
• اگر از شیرهای توپی اندازه بزرگ استفاده می‌شود باید خط لوله بتواند وزن شیرها را تحمل کند. در غیر این صورت باید سیستم را به تجهیزات پشتیبانی مناسب مجهز کرد.

2. روغن کاری

از دیگر موارد مهم در تعمیر و نگهداری شیرهای توپی روانکاری یا روغن‌کاری آن‌ها است که مانع ساییدگی شیرهای توپی شده و موجب کارکرد بهتر آن‌ها می‌شود. علاوه بر این، روغن‌کاری موجب آب‌بندی بهتر و افزایش تأثیر اورینگ‌ها می‌شود. توجه داشته باشید که استفاده از روان‌کننده‌های پایه خاک رس یک علت خرابی شیرهای توپی است که می‌تواند در حفره داخلی بدنه گرفتگی ایجاد کند. به همین دلیل لازم است روان‌کننده‌ مورداستفاده متناسب با جنس بدنه شیر و محیط سیستم باشد.

3. جلوگیری از خرابی و شکستگی شیرهای توپی؛ تمیز کردن منظم

آلودگی نیز می‌تواند یک علت خرابی شیرهای توپی شود. شیرهای توپی تمیز و دارای کمترین میزان آلودگی موجب افزایش عملکرد بهینه سیستم آبیاری می‌شود. با استفاده از دستمال تمیز می‌توان گردوخاک شیرهای توپی را پاک کرد. همچنین می‌توان برای شیرهای توپی فلزی از هوای فشرده یا پاک‌کننده‌های گازی استفاده کرد.

استفاده از پاک‌کننده‌های با پایه الکل یا آب نیز برای شیرهای توپی غیرفلزی بسیار مناسب هستند. بهتر است حداقل یک‌بار در سال شیرهای توپی را باز و تمیز کنید. به دلیل فشار واردشده ناشی از آلودگی‌ها، تمیزکردن مانع خرابی و حتی شکستگی شیرهای توپی می‌شود.

4. بررسی منظم

برای اطمینان از عملکرد صحیح شیرهای توپی و سالم‌بودن آن‌ها، لازم است حداقل سالی یک‌بار شیرها را بررسی کنید. البته برای سیستم‌های دارای دما و فشار بالا باید تعداد بازرسی‌ها بیشتر باشد. در هر نوبت بازرسی باید موارد زیر موردتوجه قرار گیرند:

• بررسی امکان وجود نشتی
• بررسی امکان وجود زنگ‌زدگی یا خوردگی
• بررسی باز و بسته‌شدن صحیح شیرهای توپی
• بررسی سفت‌بودن پیچ‌ومهره‌های سیستم

جمع‌بندی

یکی از اتصالات مهم برای قطع و وصل جریان سیال و از جمله در کشاورزی استفاده از شیر توپی است. شیرهای توپی دارای مجرایی هستند که هنگام تراز شدن با دو انتهای شیر جریان سیال، آزادانه از آن عبور کرده و هنگام عمود بودن مجرا بر انتهای دستگاه، شیر کاملاً مسدود می‌شود. شیرهای توپی انواع مختلف دارند که شامل شیرهای توپی یکپارچه، شناور، ترونین و چندتکه هستند. ضخیم بودن اندازه اتصالات گالوانیزه و اعمال فشار بیش از اندازه در زمان مونتاژ مغزی روی شیر توپی موجب شکستن رزوه‌ها و از دلایل خرابی و شکستگی شیرهای توپی است.

علاوه بر این، استفاده بیشتر از حد مجاز از تفلون نیز می‌تواند دیگر علت خرابی شیرهای توپی باشد؛ زیرا تعداد دورهای تفلون برای هر شیر توپی با اندازه معین، مشخص شده است. روغن‌کاری، بازرسی‌های منظم و تمیزکاری از جمله موارد مهم در تعمیر و نگهداری شیرهای توپی است.

گروه اطمینان صنعت عرضه‌کننده تخصصی محصولات صنعتی و کشاورزی همواره تلاش می‌کند در راستای رضایت مشتریان حرکت کرده و محصولاتی با بهترین کیفیت و قیمت مصوب ارائه دهد. رضایت مشتریان و رعایت استانداردها در اولویت فعالیت‌های اطمینان صنعت قرار دارد. برای دریافت مشاوره و خرید می‌توانید به صفحه تماس با ما مراجعه کنید.

سؤالات متداول