مقدمه:

شير توپی جوشی (Welded Ball Valve) یکی از تجهیزات مهم در خطوط انتقال گاز و سیالات تحت فشار است که طبق استانداردهای معتبر بین‌المللی مانند API 6D و ASME B31.8 طراحی، ساخته و تست می‌شود. این شیرها با کلاس‌های 150، 300 و 600 در ابعاد 2 تا 56 اینچ تولید شده و برای سیستم‌های انتقال گاز طبیعی غیرترش مناسب هستند. در این راهنما، جزئیات فنی، الزامات ساخت، مراجع استاندارد، اصلاحات و تعاریف تخصصی مربوط به شیر توپی جوشی ارائه شده است.

[ez-toc]

خلاصه:

1. محدوده کاربرد استاندارد شیر توپی جوشی

استاندارد IGS-M-PL-002-3(0) برای شیرهای توپی جوشی و فلنجی با سایز NPS 2 تا 56 و کلاس‌های 150، 300 و 600 تعریف شده است. این استاندارد دمای کاری از 29- درجه سانتی‌گراد تا 60+ درجه را پوشش می‌دهد و مخصوص خطوط گاز طبیعی غیرترش مطابق ASME B31.8 می‌باشد.

2. الزامات فنی طراحی طبق API 6D

کلیه اجزای شیرهای توپی جوشی باید مطابق ویرایش 24 استاندارد API 6D (سال 2014) طراحی، ساخته، آزمایش و مارک‌گذاری شوند؛ مگر در مواردی که توسط مشخصات IGS اصلاح یا تکمیل شده‌اند.

3. اصلاحات و نشانه‌گذاری‌های استاندارد

برای تفسیر دقیق تفاوت‌ها با API 6D از اختصارات زیر استفاده می‌شود:

• Sub. (جایگزینی): جایگزینی کامل پاراگراف

• Del. (حذف): حذف بدون جایگزین

• Add. (افزودن): اضافه شدن پاراگراف جدید

• Mod. (اصلاح): اصلاح یا تکمیل پاراگراف موجود

4. مراجع استاندارد و کدهای فنی مرتبط

برخی از مهم‌ترین استانداردها و مراجع عبارتند از:

5. تعاریف فنی مهم در استاندارد شیر توپی جوشی

• شیر بلوک دوبل و تخلیه (DBB): دارای دو نشیمنگاه برای ایزوله کردن دوطرفه و امکان تخلیه حفره مرکزی.

• MPD (حداکثر اختلاف فشار): فشار ماکزیمم بین ورودی و خروجی شیر طبق کلاس ASME.

• توپ شناور (Floating Ball): توپ به صورت شناور در بدنه بدون اتصال محوری.

• توپ نصب‌شده بر محور (Trunnion Mounted): توپ روی دو تکیه‌گاه محوری نصب شده و حلقه‌های نشیمنگاه به سمت توپ فشرده می‌شوند.

• قطعه انتقال: قطعه‌ای جوش‌شده در انتهای شیر برای اتصال به لوله خط.

• طول بسط ساقه: فاصله بین مرکز شیر تا سطح عملیاتی برای شیرهای زیرزمینی.

6. ساختار و انواع طراحی شیر توپی جوشی

• سوراخ کامل (Full Bore): باید به صورت پیش‌فرض باشد، مگر در سفارش مشخص شده باشد.

• سیستم آب‌بندی PMSS: ترکیبی از آب‌بندی فلزی اولیه و نرم ثانویه برای اطمینان از عدم نشتی

• روان‌کننده ضد گیر: برای جلوگیری از خوردگی و قفل شدن رزوه‌ها در مونتاژ استفاده می‌شود.

• اجزای استاندارد: شامل بدنه، ساقه، نشیمنگاه، توپی، گیربکس دستی یا پنوماتیک، پوشش اپوکسی یا اورتان مطابق SSPC.

استاندارد شيرهای توپی جوشی و فلنجی به شمارهIGS-M-Pl-002-3(0) برای اندازه های 2 تا 56 اينچ كلاس 150 ، 300 و 600

حداقل الزامات استاندارد شيرهای توپی جوشی و فلنجی با NPS 2 تا NPS 56، کلاس‌های ASME ، 150، 300 و 600 را پوشش می‌دهد، محدوده دمای کاری از 29- درجه سانتیگراد تا 60 + درجه سانتیگراد و مطابق با الزامات ASME B 31.8 مناسب برای سیستم‌های انتقال گاز طبیعی غیر ترش است.

طراحی، ساخت، مواد، ابعاد، تلورانس­ها، بازرسی، آزمایش و علامت­گذاری باید مطابق  استاندارد API 6D، ویرایش 24: 2014 باشد، مگر اینکه توسط این مشخصات تکمیل یا اصلاح شده باشد.

توجه: این مشخصات جایگزین استانداردهایIGS-M-PL-10-1 (2): 2010 “Ball Valves Class Rating 150” ،

IGS-M-PL-10-2(2): 2010 “Ball Valves Class Rating 300”  و IGS-M-PL-10-3 (2): 2010 “Ball Valves Class Rating 600” شده است.

راهنمای استفاده از این مشخصات:

(Add.)

اصلاحات / موارد تکمیلی API Spec. 6D. نسخه 24: 2014 ارائه شده در این مشخصات، بخش­ها یا بندهای مستقیماً معادل در API 6D هستند. کلیه پارارگراف­های دیگر که توسط این الحاقیه اصلاح نشده­اند به همان صورت نوشته شده معتبر خواهند بود. اختصارات زیر، همانطور که در ادامه مشخص شده است، در ابتدای هر پاراگراف برای نشان دادن نوع تغییر ایجاد شده در پاراگراف استاندارد API 6D استفاده شده است.

Sub. (جایگزینی) “پاراگراف در API Spec. 6D حذف شده و با بند جدید در این استاندارد جایگزین می‌شود.”

Del. (حذف) “پاراگراف در API Spec. 6D باید بدون هیچ جایگزینی حذف شود”

Add. (افزودن) “پارارگراف جدید با شماره جدید باید به بخش مربوطه API Spec. 6D اضافه شود.”

Mod. (اصلاح) “بخشی از بند یا پاراگراف در API Spec. 6D باید اصلاح شود و/یا شرح و/یا بیانیه جدید باید به آن بند یا پاراگراف همانطور که در این استاندارد بیان شده است اضافه شود.

2. مراجع منتخب

(Add.)

در سراسر این مشخصات استاندارد، به استانداردها و کدهایی که در API 6D: 2014 ذکر شده و استانداردهای زیر اشاره شده است. اعمال تغییرات در استانداردها و کدهایی که پس از تاریخ این استاندارد که ارجاع داده شده رخ می‌دهد، باید مورد توافق دوجانبه خریدار و تامین کننده و/یا سازنده باشد.

API 6 D: 2014 – “مشخصات خط لوله و شیرهای لوله­کشی”

ASME B36.10: 2004 – “لوله فولادی فرفورژه جوش داده شده و بدون درز”

ASME B16.20:2012 – “واشر فلزی برای فلنج­های لوله”

ASTM A 105:2014 – “مشخصات استاندارد برای آهنگری فولاد کربنی برای کاربردهای خط لوله”

ASTM A 106:2011 – “مشخصات استاندارد برای لوله فولادی کربن بدون درز برای ارائه خدمات در دمای بالا”

ASTM A 193: 2016 – “مشخصات استاندارد برای فولاد آلیاژی و مواد پیچ و مهره فولاد ضد زنگ برای ارائه خدمات در دمای بالا”

ASTM A194:2015 – “مشخصات استاندارد برای مهره­های کربن و فولاد آلیاژی برای پیچ و مهره برای ارائه خدمات در فشار بالا در دمای بالا یا هر دو”

ASTM A216:2016 – “مشخصات استاندارد برای ریخته­گری فولاد کربن، مناسب برای جوشکاری ذوبی، برای ارائه خدمات در دمای بالا”

ASTM B650:95 (2013) – ” مشخصات استاندارد برای پوشش های کروم مهندسی الکترورسوب شده بر روی بسترهای آهنی”

ASTM B733:2015 – “مشخصات استاندارد برای پوشش­های اتوکاتالیستی (کمتر الکترومغناطیسی) نیکل- فسفر بر روی فلز

EN 10204: 2004 – “محصولات فلزی – نوع اسناد بازرسی”

ISO 5211:2001 – “اتصالات بکار اندازنده نیمه چرخشی”

ISO 9001:2015 – “سیستم مدیریت کیفیت – الزامات”

ISO TS 29001:2010 – “صنایع نفت، پتروشیمی و گاز طبیعی – الزامات خاص بخش – الزامات سازمان تامین محصولات و خدمات”

ISO 10497:2010 – “آزمایش شیرها – نوع آتش – الزامات تست”

ISO 10474: 2013 – “فولاد و محصولات فولادی – اسناد بازرسی”

MSS SP-6:2012 – ” استاندارد پرداخت سطح کار برای سطح تماس لوله، فلنج­ها و فلنج­های انتهایی اتصال شیرها و ارتباطات”

SSPC-paint 22:1982 – “رنگ اپوکسی پلی­آمیدMIL-C-83286 B ” اورتان، پوشش ایزوسیانات آلیفاتیک

IGS-M-PL-007(0): 1990 – “بکار اندازنده گاز بر روی روغن”

IGS-M-PL-009(0):2005 – “جعبه دنده چرخ دستی برای توپ، دوشاخه و شیر پروانه­ای”.

3. اصطلاحات، تعاریف، کلمات اختصاری، اختصارات، نمادها و واحدها.

1.3.  اصطلاحات و تعاریف برای استاندارد شيرهای توپی جوشی و فلنجی

(Sub.)

برای اهداف این مشخصات استاندارد، تعاریف ذکر شده در API 6D و تعاریف زیر اعمال می‌شود:

10.1.3. شیر بلوک دوبل و تخلیه  (DBB)

(Sub.)

یک شیر با دو سطح نشیمنگاه که در حالت کاملاً بسته و کاملاً باز، در برابر فشار از دو انتها به حفره دریچه شیر آب­بندی است و امکان تخلیه گاز و تخلیه مایع از حفره بدنه را فراهم می‌کند.

18.1.3 حداکثر اختلاف فشار  ([1]MPD)

(Mod.)

حداکثر اختلاف بین فشار بالادست و پایین دست در پایه مسدود کننده بر اساس رتبه­بندی کلاس ASME شیر.

روان­کننده رزوه ضد گیر

(Add.)

یک روان­کننده بسیار خوب تصفیه شده در هنگام مونتاژ برای جلوگیری از داغ شدن، خوردگی و گیر کردن/گرفتن رزوه­ها در اثر تاثیرات هوا یا مواد شیمیایی استفاده شود.

آژانس تایید

یک مرجع مجاز تایید صلاحیت شده توسط بخش بازرسی فنی است.

شرکت های تابعه شرکت ملی گاز ایران برای شناسایی این شرکت ها باید به آدرس اینترنتی (http://inspect.nigc.ir)  که شامل فهرست شرکت­های واجد شرایط در این زمینه هستند؛ مراجعه کنند.

معادل کربن

(Add.)

معادل کربن (CE) مطابق با معادله زیر محاسبه می‌شود:

 

(Add.)

فاصله از خط مرکزی شیر زیرزمینی تا خط مرکزی چرخ دستی/سطح عملیاتی را طول بسط ساقه شیر می­نامند.

 

 

توپ شناور

(Add.)

شیری که در آن، توپ در داخل بدنه به سمت حلقه­ های نشیمنگاه شناور است و به کف شیر ثابت نمی‌شود. توپ تحت فشار فرآیند به حلقه صندلی نشیمنگاه می‌شود. به این ترتیب، شیر در محکم می‌شود.

سیستم آب­بندی  PMSS

(Add.)

در فلز اصلی، آب­بندی نشیمنگاهای نرم ثانویه (PMSS) با تماس همزمان حلقه نشیمنگاه فلزی اولیه و ورود نرم ثانویه با توپ سیستم آب­بندی حاصل می‌شود.

قطعه انتقال

(Add.)

یک قطعه لوله که به انتهای شیر جوش داده شده است، امکان انتقال بین بدنه شیر و لوله مجاوری را که شیر قرار است به آن متصل شود، می‌دهد. این قطعات با طول اضافی لازم توسط خریدار سفارش داده می‌شود. ضخامت و درجه مواد قطعات و فرآیند جوشکاری باید با معیارهای ASME B31.8 (مواد، درجه، ضخامت و غیره) مطابقت داشته باشد.

 

توپ نصب شده بر روی  سر محور

(Add.)

شیری که توپ در آن در دو نقطه محوری نصب شده و به کف شیر ثابت می‌شود. حلقه­های نشیمنگاه ثابت نیستند و فشار فرآیند به اضافه کشش فنر، حلقه­های نشیمنگاه را به سطح آب­بندی توپ فشار می‌دهد.

 

 

 

4. 4. انواع شیر و تنظیمات

1.4 انواع شیر

3.1.4 شیرهای توپی

(Sub.)

شیرهای توپی باید دارای یک مسدودکننده کروی جامد با دهانه دایره­ای باشند که بر روی یک محور عمود بر جهت جریان می‌چرخد.

2.4 تنظیمات شیر

1.2.4 شیرهای کاملاً باز

(Add.)

تمام شیرهای توپی باید با سوراخ کامل باشند، مگر اینکه در سفارش خرید مشخص شده باشد. قطر پورت (سوراخ توپ) و ابعاد نشیمنگاه باید با جدول 1 استاندارد API 6D مطابقت داشته باشد. در صورت کاهش قطر سوراخ، قطر پورت باید توسط سازنده مشخص و توسط خریدار تایید شود.

نتیجه‌گیری

شیرهای توپی جوشی مطابق با استاندارد IGS-M-PL-002-3 برای کاربرد در خطوط لوله گاز طبیعی با فشار و دمای بالا طراحی می‌شوند. رعایت دقیق استاندارد API 6D، استفاده از مواد مرغوب و انجام تست‌های دقیق، این نوع شیر را برای ایمنی و دوام بالا در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی قابل اطمینان می‌سازد.

حتما بخش دوم این مطلب را مشاهده کنید

 سوالات متداول

شیر توپی جوشی چه تفاوتی با شیر فلنجی دارد؟

در نوع جوشی، شیر مستقیماً به لوله جوش می‌شود، در حالی که شیر فلنجی با پیچ و مهره به فلنج متصل می‌شود.

آیا شیر توپی جوشی برای گاز ترش مناسب است؟

خیر، این استاندارد فقط برای گازهای غیرترش تعریف شده است؛ برای گاز ترش نیاز به الزامات خاص NACE MR0175 می‌باشد.

آیا شیرهای جوشی باید طبق API 6D تست آتش شوند؟

بله، طبق ISO 10497 و الزامات API 6D بخش تست‌های عملکرد، تست آتش الزامی است.

توپ شناور بهتر است یا توپ روی محور؟

در فشارهای بالا و سایز بزرگ، توپ نصب‌شده بر محور (Trunnion Mounted) عملکرد بهتر و عمر طولانی‌تری دارد.