شیر پروانه ای
فهرست مطالب
شیر پروانهای (Butterfly Valve)
شیر پروانهای یا Butterfly Valve یکی از اقتصادیترین و سریعترین گزینهها برای قطعووصل و کنترل جریان در خطوط سیال است. این شیر با مکانیزم دیسک چرخان حول محور، در سایزهای گسترده DN40 تا DN2400 و در کلاسهای فشاری PN10/PN16/PN25/PN40 و ASME Class 150/300 عرضه میشود و بهواسطه وزن کم، نصب آسان و هزینه مالکیت پایین، در پروژههای آبوفاضلاب، HVAC، صنایع شیمیایی، نفتوگاز و نیروگاهی بسیار محبوب است.
شیر پروانهای چیست و چگونه کار میکند؟
شیر پروانهای (Butterfly Valve) یک شیر ربعگرد (Quarter-Turn) است که با چرخش ۹۰ درجهای دسته، گیربکس یا عملگر، دیسک (Disc) را حول محور خود حرکت میدهد. در وضعیت باز، دیسک موازی با جریان قرار میگیرد و افت فشار کم است؛ در وضعیت بسته، دیسک عمود بر جریان قرار گرفته و با تکیه بر سیت (Seat) الاستومری یا فلزی، آببندی ایجاد میشود.
در طراحیهای مرکزگرا (Concentric)، محور دیسک با محور بدنه همراستا است و آببندی معمولاً با سیت EPDM/NBR انجام میشود. در مدلهای دو اکسنتریک (Double Offset) و سهاُفست (Triple Offset) محور چرخش از مرکز سیت فاصله میگیرد تا سایش کاهش یافته و امکان آببندی فلزی (Metal Seated) و دما/فشار بالاتر فراهم شود.
انواع شیر پروانهای
۱) ویفری (Wafer)
سبک و اقتصادی؛ بین دو فلنج نصب میشود و توسط پیچهای عبوری مهار میگردد. مناسب شبکههای HVAC و آبرسانی با فشار PN10/PN16. دسترسی آسان و فضای نصب کم از مزایای آن است.
۲) لاگ (Lug)
دارای گوشوارههای رزوهدار؛ امکان جداسازی یکطرفه خط لوله را میدهد. برای تعمیرات بخشی و کاربردهایی که ایزولاسیون محلی لازم است بهکار میرود. گزینهای رایج در تأسیسات صنعتی.
۳) فلنجی (Flanged)
اتصال فلنجبهفلنج با استانداردهای EN 1092-1 یا ASME B16.5. مناسب سایزهای بزرگ و فشارهای بالاتر. آببندی و هممحوری بهتر در خطوط حیاتی.
۴) دو اکسنتریک (Double Offset)
اصطکاک کمتر در حین باز/بسته شدن؛ مناسب دما و فشار بالاتر نسبت به مرکزگرا. عموماً کلاسهای PN16/PN25 یا Class 150.
۵) سهاُفست (Triple Offset)
طراحی پیشرفته با آببندی فلزی-به-فلزی؛ تحمل دما/فشار بالا، سرویسهای بخار، هیدروکربنی و Oil & Gas. امکان Zero Leakage طبق استانداردهای نشتی سختگیرانه.
۶) لاینینگ PTFE/همپوشانی (Lined)
بدنه لاینینگشده با PTFE/PFA برای سیالات خورنده (اسیدی/قلیایی) در صنایع شیمیایی و دارویی. دیسک استنلس یا پوشششده برای مقاومت شیمیایی بالا.
مشخصات فنی کلیدی و استانداردها
| سایز اسمی (DN) | DN40 تا DN2400 (بسته به مدل و سازنده) |
|---|---|
| کلاس فشاری | PN10 / PN16 / PN25 / PN40 — ASME Class 150 / 300 |
| بازه دمای کاری | تقریباً −20°C تا +200°C با سیت EPDM/NBR/PTFE و متریال مناسب؛ در سهاُفست با آببندی فلزی حتی بالاتر |
| بدنه (Body) | چدن داکتیل (GJS-400-15)، فولاد کربنی WCB، استنلس استیل 304/316، آلیاژی |
| دیسک (Disc) | استنلس 304/316، آلیاژ دوفلکس، یا پوشش سخت (Stellite) در مدلهای سهاُفست |
| سیت (Seat) | EPDM, NBR, Viton, PTFE یا Metal Seated (Hard Facing) |
| شفت (Shaft) | استنلس استیل 420/431/316 با پین یا شفت یکپارچه |
| استاندارد طولبهطول (Face-to-Face) | ISO 5752 (Series 20/25) یا API 609 (Category A/B) |
| فلنج بالا برای عملگر | ISO 5211 (الگوی اتصال عملگر) |
| استاندارد اتصال | EN 1092-1 (PN)، ASME B16.5 (Class)، و یا بینفلنجی (Wafer/Lug) |
| تست آببندی/فشار | EN 12266-1 یا API 598 (Shell & Seat Test) |
| نوع عملگر | دستی اهرمی، گیربکسی، عملگر برقی، پنوماتیکی، هیدرولیکی؛ با حالتهای Fail-Open/Fail-Close |
| کاربری | On/Off و Throttling (کنترل)، با ضریب جریان Cv بالا نسبت به وزن/اندازه |
* مقادیر دقیق بسته به سازنده و کد محصول متفاوت است. برای تطبیق نهایی با فشار طراحی، دما و سازگاری شیمیایی خط خود، با تیم فروش فنی ما مشورت کنید.
برای آشنایی بیشتر با استانداردها به مراجع معتبر زیر مراجعه کنید:
API (استاندارد 609)،
ISO 5752،
ISO 5211،
AWWA C504،
EN 593،
ASME B16.34،
EN 12266-1.
7 کاربرد شیر پروانهای در صنایع
- آب و فاضلاب: خطوط توزیع، تصفیهخانهها، شبکههای انتقال شهری؛ بهصورت ویفری/فلنجی با سیت EPDM.
- HVAC و تهویه مطبوع: کنترل جریان در چیلر، برج خنککن، بویلر و شبکههای بسته.
- نفت، گاز و پتروشیمی: مدلهای سهاُفست با آببندی فلزی، دما و فشار بالاتر، سرویسهای بخار و هیدروکربن.
- صنایع شیمیایی و دارویی: مدلهای PTFE/PFA Lined برای سیالات خورنده و پاکیزه.
- غذایی و آشامیدنی: استنلس استیل 316L، سطوح صیقلی، قابلیت CIP/SIP.
- دریایی و آبشیرینکنها: مقاومت به خوردگی و وزن پایین، امکان استفاده از آلیاژهای ضدخوردگی.
- نیروگاهها: سیستمهای خنککن، بخار با سهاُفست متالسیت.
مزایا و محدودیتهای Butterfly Valve
مزایا
- قیمت رقابتی و هزینه مالکیت پایین در مقایسه با بسیاری از شیرهای دیگر.
- وزن و ابعاد کمتر → حمل، نصب و نگهداری آسان حتی در سایزهای بزرگ.
- عملکرد ربعگرد با سرعت بالا (زمان باز/بسته کم).
- قابلیت کنترل جریان (Throttling) با دیسک نیمهباز.
- تنوع متریال و سیت برای گستره وسیع سیالات و دما/فشار.
محدودیتها
- افت فشار بیشتر نسبت به شیر کشویی در حالت کاملاً باز (وجود دیسک در مسیر).
- برای سیالات حاوی جامدات ساینده، انتخاب متریال/طراحی باید با دقت انجام شود.
- در سرویسهای خلأ و دمای بسیار بالا، نیازمند مدلهای سهاُفست یا متالسیت.
مقایسه شیر پروانهای با شیر کشویی (Gate Valve) و شیر توپی (Ball Valve)
| ویژگی | Butterfly Valve | Gate Valve | Ball Valve |
|---|---|---|---|
| فضای نصب/وزن | کم؛ ایدهآل برای سایزهای بزرگ | زیاد؛ بدنه حجیم | متوسط؛ در سایزهای بزرگ هزینه بالا |
| سرعت عملکرد | ربعگرد؛ بسیار سریع | چند دور؛ کند | ربعگرد؛ سریع |
| افت فشار در حالت باز | کم تا متوسط (وجود دیسک) | بسیار کم | کم |
| کنترل جریان (Throttling) | خوب | محدود/نامناسب | متوسط (معمولاً On/Off) |
| آببندی دوطرفه | در بسیاری از مدلها موجود | معمولاً یکطرفه | بسیار خوب |
| قیمت و TCO | اقتصادی | بالا در سایزهای بزرگ | بالا در سایزهای بزرگ |
برای مقایسه عمیقتر با سایر شیرآلات صنعتی به این صفحات نیز مراجعه کنید:
شیر توپی (Ball Valve)،
شیر کشویی (Gate Valve)،
شیر سوزنی (Needle Valve)،
شیر دیافراگمی (Diaphragm Valve).
چکلیست انتخاب و نکات نصب/نگهداری
چکلیست انتخاب
- سایز خط (DN) و دبی موردنیاز (Cv).
- فشار و دمای طراحی، کلاس فشاری (PN یا Class).
- ماهیت سیال (خوردگی/سایندگی/بهداشتی) و سازگاری متریال دیسک/سیت.
- نوع اتصال: ویفری، لاگ، فلنجی و استاندارد فلنجها (EN 1092-1 / ASME B16.5).
- مدل آببندی: الاستومری یا فلزی، یکطرفه یا دوطرفه.
- نوع عملگر: دستی، گیربکسی، برقی، پنوماتیکی (با نیازمندیهای Fail-Safe و سیگنال کنترل).
- نیاز به تاییدیهها/استانداردهای خاص پروژه (AWWA، API، ATEX و …).
نکات نصب
- اطمینان از هممحوری فلنجها و تمیزی گسکت/سطوح؛ باز گذاشتن اندکی (۲۰–۱۰ درجه) هنگام جایگذاری برای جلوگیری از آسیب سیت.
- بازرسی کامل جهت فاصله دیسک با لوله/اتصالات مجاور بهویژه در اتصالات ویفری.
نصب طبق جهت جریان توصیهشده سازنده؛ رعایت فاصله مستقیم کافی قبل/بعد از شیر در کاربردهای کنترلی. - در عملگرهای پنوماتیکی، بررسی تنظیمات Fail-Open/Fail-Close و کیفیت هوا (خشک/فیلترشده).
نگهداری
- بازرسی دورهای وضعیت سیت، دیسک و یاتاقانها؛ تعویض کیتهای آببندی در صورت نیاز.
- روانکاری نقاط توصیهشده سازنده و تست عملکرد دورهای (Partial Stroke در سرویسهای ایمنی).
- برای سرویسهای خورنده، پایش ضخامت و خوردگی قطعات فلزی و وضعیت لاینینگ PTFE.
سوالات متداول (FAQ)
تفاوت ویفری، لاگ و فلنجی در چیست؟
ویفری بین دو فلنج مهار میشود و اقتصادی است؛ لاگ دارای گوشواره رزوهدار است و امکان جداسازی یکطرفه میدهد؛ فلنجی مستحکمتر بوده و برای سایز/فشار بالاتر توصیه میشود.
کدام سیت برای سیالات من مناسبتر است؟
EPDM برای آب/آبنمک و دمای متوسط، NBR برای مشتقات نفتی سبک، Viton برای دمای بالاتر و مواد شیمیایی خاص، PTFE برای خورندگی بالا، و Metal Seated برای بخار/دمای خیلی بالا.
آیا Butterfly Valve برای کنترل دقیق دبی مناسب است؟
برای کنترل عمومی خوب است، اما برای کنترل بسیار دقیق بهتر است از شیر کنترلی تخصصی یا ویپورت/سهاُفست با مشخصه کنترل مناسب استفاده کنید.
کلاس فشاری PN و Class چه تفاوتی دارند؟
PN مطابق استانداردهای اروپایی (EN) و Class مطابق استانداردهای آمریکایی (ASME) است. هر دو بیانگر محدوده فشار مجاز هستند اما جداول و معیارهایشان متفاوت است.
سهاُفست چه مزیتی نسبت به مرکزگرا دارد؟
سایش کمتر سیت، قابلیت آببندی فلزی و تحمل فشار/دما/چرخههای بیشتر؛ مناسب سرویسهای سنگین و هیدروکربنی.
آیا امکان نصب عملگر برقی/پنوماتیکی وجود دارد؟
بله؛ اکثر مدلها با فلنج بالایی ISO 5211 عرضه میشوند و امکان نصب انواع عملگر برقی، پنوماتیک یا هیدرولیک فراهم است.
چه استانداردهایی برای تست و بازرسی بهکار میرود؟
برای تست فشار/آببندی معمولاً EN 12266-1 یا API 598 اعمال میشود. طولبهطول مطابق ISO 5752 یا API 609 است.
حداکثر سایز قابلتأمین چقدر است؟
بسته به سازنده تا DN2400 و حتی بالاتر در پروژههای خاص قابل تأمین است.
در خطوط دوغاب یا سیالات ساینده چه کنیم؟
استفاده از دیسک/سیت مقاوم به سایش، طراحی سهاُفست یا انتخاب شیر پروانهای خاص سرویس اسلاری؛ در صورت شدت سایندگی بالا، بررسی گزینههای دیگر.
چطور سفارش خود را نهایی کنم؟
مشخصات خط، فشار/دما، نوع سیال، استاندارد اتصال، نوع عملگر و هر محدودیت نصب را برای تیم ما ارسال کنید تا پیشنهاد فنی-مالی دقیق ارائه شود.
استعلام قیمت و مشاوره تخصصی خرید شیر پروانهای
اگر به دنبال خرید شیر پروانهای با بهترین قیمت، موجودی مطمئن و ضمانت اصالت هستید، کارشناسان فنی کیمیا تأسیسات مبین صنعت (KTMS) آمادهاند تا بر اساس دیتاشیت و نیاز پروژه شما، مناسبترین گزینه را پیشنهاد دهند.
برای مطالعه بیشتر در وبلاگ :
مقالات تخصصی شیر پروانهای
آشنایی با سایر محصولات: شیرآلات صنعتی