شیرهای پلاگ (Plug Valve) یکی دیگر از انواع شیرها(Valve) در پایپینگ است که در این مقاله به صورت مفصل در مورد آن صحبت خواهیم کرد. در این سری از مقاله های پایپینگ، در مورد انواع شیرها، انواع اتصالات در پایپینگ، انواع لوله ها در پایپینگ و انواع فلنج ها تا اینجا صحبت کرده ایم. در این قسمت نیز در مورد شیرهای پلاگ (Plug Valve)، یکی از شیرهای مورد استفاده در پایپینگ صحبت خواهیم کرد.

فهرست مطالب

برای دسترسی به سایر مقالات ما در مورد پایپینگ از لینک های زیر استفاده کنید.

شیرهای پلاگ (Plug Valve) چیست؟

شیرهای پلاگ (Plug Valve) از انواع شیرهای چرخشی با دامنه حرکت یک چهارم گردش میباشد که از یک پلاگ مخروطی یا استوانه ای برای متوقف کردن یا شروع جریان استفاده می کند. دیسک این شیر به شکل یک پلاگ است که دارای یک حفره برای عبور جریان میباشد.

در حالتی که شیر باز است، این حفره در راستای جریان قرار دارد و زمانی که پلاگ ۹۰ درجه بچرخد، قسمت بسته پلاگ جریان را مسدود می کند.

زمانی که نیاز به عملیات سریع است میتوان از شیرهای پلاگ (Plug Valve) به جای شیر دروازه ای (Gate Valve) استفاده کرد. همچنین می توان از این نوع شیر در فرآیندهایی با دما و فشار بالا استفاده کرد.

انواع شیر پلاگ (Plug Valve)

این شیرها در دو طرح روانکاری شده با روغن و یا بدون روغن و همچنین با مدل مختلف دهانه پورت(پلاگ) موجود هستند.

شیرهای پلاگ با روان کننده (Lubricated Plug Valve)

پلاگ داخل یک شیر پلاگ روغن کاری شده دارای حفره ای در وسط و در راستای محور خود است. این را می توانید در تصویر زیر ببینید. محفظه روان کننده در پایین و اتصالات تزریق درزگیر(ضد نشتی) در بالای شیر، تامین روان کننده روغن را تضمین می کند.

شیر چک کوچک در زیر اتصالات تزریق، از جریان درزگیر (نشتی گیر) در جهت معکوس پس از تزریق به داخل حفره جلوگیری می کند.

سطح پلاگ به طور مداوم توسط درزگیر روغن کاری می شود که از حفره مرکزی از طریق سوراخ های شعاعی وارد شیارهای روان کننده، روی سطح پلاگ می شود. دلیل وجود تمامی این تجهیزات در شیرهای پلاگ این است که، این شیرها در اکثر مدل ها به صورت تمام فلزی ساخته میشوند.

شکاف باریک اطراف پلاگ ممکن است باعث نشتی شود و اگر سطح شکاف را کاهش دهید، اصطکاک را افزایش می دهد و ممکن است پلاگ در داخل بدنه شیر گیر کند. روان کننده نیروی مورد نیاز برای باز یا بسته شدن شیر را کاهش می دهد و اجازه حرکت نرم پلاگ را می دهد. همچنین از خوردگی پلاگ جلوگیری می کند.

مواد روان کننده باید با سیال خط لوله سازگار باشد. نباید توسط محیط جریان حل شود یا شسته شود، زیرا ممکن است مایع را آلوده کند و به نشتی گیر (Seal) بین پلاگ و بدنه آسیب برساند و در نتیجه نشتی ایجاد کند. همچنین نشتی گیر مورد استفاده باید بتواند دمای محیط جریان را تحمل کند.

شیرهای پلاگ روغن کاری شده در محدوده سایز های بزرگ موجود هستند و برای کار در فرآیند های با دما و فشار بالا مناسب هستند. این شیرها در معرض سایش کمتری هستند و در برخی از محیط‌ های فرآیندی، مقاومت بهتری در برابر خوردگی دارند.

در ویدئو زیر میتوانید نحوه کارکرد شیر پلاگ روانکاری شده (Lubricated plug valve) را ببینید.

شیرهای پلاگ بدون روغن کاری یا روان کننده (Non-lubricated Plug Valves)

در این نوع شیر از آستر الاستومری غیرفلزی استفاده می شود. این آستر در حفره بدنه شیر نصب می شود. پلاگ مخروطی صیقلی، مانند یک گوه عمل می کند و آستین را روی بدنه فشار می دهد. این آستر غیر فلزی اصطکاک بین پلاگ و بدنه شیر را کاهش می دهد. شیرهای پلاگ غیر روان کننده به حداقل تعمیر و نگهداری نیاز دارند. به دلیل نشیمنگاه غیر فلزی، از این شیرها در فرآیند های با دمای بالا استفاده نمی شود.

شیر های پلاگ (Plug valve) روان کننده و غیر روان کننده دارای قابلیت Bubble-tight shutoff هستند و اندازه فشرده ای دارند.

شیرهای پلاگ غیر هم مرکز (Eccentric Plug Valve)

در این نوع طراحی شیر پلاگ از نیم پلاگ استفاده می شود. این طراحی در کاربردهایی که نیاز به نیروی نشیمنگاه بیشتر با حداقل اصطکاک، برای تغییر حالت شیر از حالت باز به بسته دارند استفاده میشود. بهبود قابلیت خفه کردن جریان (Shutoff) ویژگی اصلی شیرهای پلاگ غیر هم مرکز است. شیرهای پلاگ غیر هم مرکز در طیف وسیعی از فرآیندهای کنترل جریان و جداسازی کاربرد دارند. برخی از کاربردهای معمولی شیرهای پلاگ غیر هم مرکز عبارتند از: آب تمیز و کثیف، فاضلاب، لجن و دوغاب، هوا و سایر سیالات و سرویس ها.

شیرهای پلاگ منبسط شونده (Expanding Plug Valve)

دریچه های پلاگ منبسط شونده از نظر طراحی پیچیده هستند. آنها از اجزای متعددی استفاده می کنند که به شیر پلاگ اجازه می دهد تا به صورت مکانیکی منبسط شود و به آن یک قابلیت مسدودسازی دوگانه و کور کننده (bleed) بدهد. این نوع شیرهای پلاگ از مکانیزمی استفاده می کنند که بین حالت باز و بسته می چرخد و از آب بندی دوگانه در برابر مسیر جریان محافظت می کند. بدنه و نشتی گیرهای شیر در طول چرخش با یکدیگر تماس ندارند که از سایش یا ساییدگی نشتی گیر ها جلوگیری می کند. برای کاربردهایی که نیازی به عایق سازی (isolating) دوگانه ندارند، معمولاً از شیرهای منبسط شونده برای جلوگیری از آلودگی محصول استفاده می‌شود.

شیرهای پلاگ چند پورت

در اینجا می توانید شیر پلاگ ۳ طرفه چند پورت را مشاهده کنید. تصویر بالا با طراحی ۳ طرفه ۳ پورت و تصویر پایین با طراحی ۳ طرفه ۲ پورت میباشد.

شیرهای چند پورت در خطوط انتقال و خدمات هدایتی استفاده می شوند. یک شیر چند پورت میتواند جایگزین خوبی برای چهار شیر دروازه ای (Gate Valve) یا ۳ شیر خاموش کننده (Shutoff Valve) باشد.

با این حال، گاهی اوقات شیر چند پورت جریان را به طور کامل قطع نمی کند. باید دقت زیادی در تعیین چینش پورت های خاص برای عملکرد مناسب صورت گیرد.

اجزای شیر پلاگ (plug valve)

شیر پلاگ معمولی از بدنه، کلاه، ساقه و پلاگ تشکیل شده است. نشیمن گاه در صورت استفاده از نوع روغن کاری شده جزء لاینفک بدنه است. برای نوع روغن کاری نشده، از یک نشیمنگاه غیر فلزی برای جلوگیری بهتر از نشتی استفاده می شود.

انواع دیسک شیر پلاگ

پلاگ ها یا گرد هستند یا به صورت استوانه ای مخروطی شکل. آنها ممکن است انواع مختلفی از دهانه های پورت داشته باشند که هر کدام دارای درجه متفاوتی از میزان بازشوندگی هستند.

پلاگ ها را میتوان به اشکال زیر در شیر ها دید :

• پورت مستطیلی
• پورت گرد
• پورت الماسی

در اینجا در تصویر زیر پلاگ مخروطی با طرح مستطیل، گرد و الماسی را مشاهده می کنید.

• پورت مستطیلی رایج ترین پورت برای شیرهای پلاگ (Plug Valve) است. پورت مستطیلی حداقل ۷۰ درصد از سطح مقطع لوله مربوطه را پوشش می دهد.
• پورت گرد دارای یک دهانه گرد میباشد. این در طراحی با سوراخ کامل و با سوراخ کاهش یافته موجود است. شیرهایی با پورت های کاهش یافته فقط در مواردی استفاده می شوند که محدودیت جریان مهم نیست.
• پورت الماسی دارای یک پورت الماسی شکل میباشد. تمام شیرهای پورت الماسی از نوع جریان محدود ونتوری هستند. این طرح برای فرآیندهای شیر گاز است.

کاربرد شیرهای پلاگ (Plug Valve)

• این شیر به عنوان شیر های توقف روشن و خاموش (On-Off Stop Valve) استفاده می شود و قابلیت bubble-tight shutoff را دارد.
• می توان از آن در انواع سرویس های سیال مانند هوا، گاز، بخار، هیدروکربن،  سیالات دوغابی، گل و فاضلاب استفاده کرد.
• همچنین در کاربردهای خلاء تا فشار و دمای بالا استفاده می شوند.

مزایای شیرهای پلاگ (Plug Valve)

• طراحی ساده با قطعات کم.
• سریع باز یا بسته می شود.
• امکان نگهداری درون خطی (بدون نیاز به باز کردن شیر از روی خط لوله).
• حداقل مقاومت در برابر جریان را ارائه می دهد.
• خدمات قابل اطمینان ضد نشت ارائه می دهد.
• طراحی چند پورت به کاهش تعداد شیر های مورد نیاز کمک می کند و اجازه تغییر جهت جریان را می دهد.

معایب شیرهای پلاگ (Plug Valve)

به دلیل اصطکاک زیاد، برای کار به نیروی بیشتری نیاز دارد.

شیرهای بزرگتر را نمی توان به صورت دستی باز یا بسته کرد و به یک محرک نیاز دارد.

افت فشار به دلیل پورت هایی با سطح مقطع کمتر

هزینه شیرهای پلاگ (Plug Valve) برای اندازه و کلاس معین ممکن است بیشتر از شیرهای توپی (Ball Valve) باشد.

در ویدئو زیر نیز میتوانید مقایسه شیرهای پلاگ (plug valve) و شیرهای توپی (Ball valve) را ببینید.