نقش حیاتی شیر بال ولو در صنایع نفت و گاز

صنعت نفت و گاز جهت اطمینان از حمل و نقل ایمن و کارآمد منابع هیدروکربنی، به طیف وسیعی از شیرهای صنعتی متکی است. در میان انواع شیرآلات بال ولو یا شیر توپی به دلیل طراحی منحصر به فرد و ویژگی های عملکردی به عنوان گزینه ای همه کاره و قابل اعتماد شناخته شده است.

دامنه و هدف این مقاله ارائه درک جامع از شیرهای توپی و اهمیت آنها در صنعت نفت و گاز است. در این مقاله به معرفی شیر توپی، ویژگی‌های کلیدی، مزایا و کاربردهای خاص آنها در بخش‌های مختلف صنعت نفت و گاز خواهیم پرداخت.

انتخاب صحیح بال ولو به عوامل مختلفی از جمله سازگاری مواد، محدوده فشار و دما، ضریب جریان (Cv)، اندازه شیر، اتصالات انتهایی و رعایت استانداردها و گواهینامه های صنعتی بستگی دارد. بال ولو به دلیل عملکرد قابل اعتماد، دوام و توانایی در کنترل شرایط فشار بالا و دمای بالا به طور گسترده در صنعت نفت و گاز مورد استفاده قرار می گیرد.

تعریف بال ولو

بال ولو (Ball valve) یکی از انواع شیرآلات ربع گرد (Quarter-turn) است که جهت قطع و وصل و کنترل جریان سیالات مختلف طراحی شده است. در این شیرها توسط چرخش ۹۰ درجه یا یک ربع دور مجرابند توپی، مسیر سیال عبوری کنترل می شود.

شیرهای توپی دارای کاربری آسان، طراحی ساده و آب بندی قابل اعتمادی هستند. آنها به ویژه برای موقعیت هایی که نیاز به کنترل یا قطع و وصل (ON/OFF) سریع جریان دارند به کار می روند.

علاوه بر مزایای فوق این نوع شیرآلات طول عمر بالایی دارند همچنین به نگهداری زیادی نیاز ندارند و می توانند فشارها و دماهای مختلفی را تحمل کنند که آنها را به گزینه ای مناسب برای کاربردهای مختلف تبدیل می کنند.

انواع بال ولو در صنایع نفت و گاز

انواع بال ولو ها بر اساس نیازها و شرایط فرآیندی خاص مورد استفاده قرار می گیرند. در ادامه انواع رایج بال ولو مورد استفاده در صنایع نفت و گاز به شرح زیر است:

۱.بال ولو های شناور (Floating Ball Valves)

شیرهای توپی شناور یا فلوتینگ دارای توپی می باشند که محکم ثابت نشده و مابین دو سیت شناور است.

هنگامی که شیر بسته می شود، فشار بالادست مجرابند توپی را به سمت سیت پایین دست فشار می دهد و یک آب بند محکم ایجاد می کند. این مدل بال ولو در مقایسه با بال ولو ترونیون گشتاور بیشتری جهت باز و بسته کردن شیر نیاز دارد اما از لحاظ قیمت ارزانتر می باشد.

شیرهای توپی شناور معمولاً برای اندازه های کوچکتر و کاربردهای فشار کمتر استفاده می شوند، زیرا عملکرد آب بندی آنها ممکن است تحت فشار بالا و اندازه های بزرگتر به خطر بیفتد.

۲. بال ولو های ترونیون (Trunnion Ball Valves)

شیر توپی ترونیون با یک توپ ثابت طراحی شده اند که توسط توسط Trunnion bearings بالا و پایین پشتیبانی می شود و اصطکاک بین توپ و سیت ها را کاهش می دهد.

طراحی شیر ترونیون عملکرد آب بندی برتری را ارائه می دهد و با سایزهای بزرگ و شرایط فشار بالا کاربرد دارد.

این مدل بال ولو در مقایسه با انواع دیگر، برای باز کردن یا بستن شیر، به گشتاور کمی نیاز دارند که عملکرد آن را آسان‌تر کرده و در هزینه‌ اکچویتور صرفه‌جویی می ‌کند.

۳. بال ولو های با مجرابند توپی کامل یا کاهش یافته (Full And Reduced Bore Ball Valves)

در شیرهای توپی فول بور مجرابند توپی دارای اندازه سوراخی است که کاملاً با قطر داخلی خط لوله مطابقت دارد و منجر به حداقل افت فشار و عبور کامل جریان می شود. این مدل شیرهای توپی خاصیت پیگ رانی دارند و جهت تمیز کاری دوره ای خطوط لوله به کار می روند.

برعکس شیرهای توپی با مجرابند کاهش ‌یافته (reduced bore) دارای اندازه سوراخ محدودی هستند که منجر به سطح جریان کمتر و افت فشار بیشتر می ‌شود. آنها معمولاً کوچک‌ تر و سبک ‌تر از شیرهای توپی فول بور می باشند.

۴.شیرهای توپی چند پورت (Multi-Port Ball Valves)

شیرهای توپی مولتی پورت دارای پورت های متعددی هستند که مسیرهای جریان مختلفی را ارائه می دهند و به کاربر به آسانی امکان جابه جایی جهت مسیر سیال را می دهد.

این نوع شیر شامل شیرهای توپی سه و چهار طرفه می باشد که می توان از آنها برای انحراف، تغییر جهت یا دور زدن جریان در هر کاربری استفاده کرد. علاوه بر این، ساختار پورت ها و توپ قابل تنظیم می باشند تا کاملاً متناسب با نیازهای مختلف جریان باشند.

۵. بال ولو های با ورودی از بالا و جانب (Top-Entry And Side-Entry Ball Valves)

شیرهای توپی Top-Entry بدنه ای یک تکه با درپوش قابل جابجایی دارند که امکان نگهداری و تعمیر آسان را بدون برداشتن شیر از خط لوله فراهم می کند. این طراحی در کاربردهایی که فضا محدود است یا جداسازی خط لوله چالش برانگیز است کاربرد دارد.

برعکس شیرهای توپی Side-Entry بدنه ای دو یا سه تکه دارند که به یکدیگر پیچ می شوند. جهت انجام تعمیر و نگهداری شیر باید از خط لوله خارج شود. شیرهای توپی ورودی جانبی معمولاً در مقایسه با طرح های ورودی بالا مقرون به صرفه تر و پرکاربردتر می باشند.

کاربردهای بال ولو در صنایع نفت و گاز

شیرهای توپی جهت کاربردهای مختلفی در صنعت نفت و گاز مورد استفاده قرار می گیرند که عبارتند از:

۱.خطوط لوله حمل و نقل

شیرهای توپی معمولاً در سیستم های حمل و نقل خط لوله به دلیل توانایی آنها در قطع کردن ظرفیت جریان بالا و عملکرد سریع به کار می روند. از این شیرها می توان در خطوط لوله برای حمل و نقل و توزیع گاز طبیعی، نفت خام و سایر محصولات تصفیه شده استفاده کرد.

۲.کنترل سر چاه

شیرهای توپی اغلب در سیستم های کنترل سر چاه برای جداسازی و مدیریت جریان نفت و گاز از چاه های تولیدی استفاده می شوند. آنها عملکرد بالایی برای شرایط فشار بالا دارند همچنین در برابر خوردگی مقاومت می کنند و آب بندی محکم و قطع اضطراری (shutoff) را برای کنترل جریان ارائه می دهند.

۳.صنایع فرآیندی

شیرهای توپی در صنایع فرآیندی مانند پالایشگاه و فرآوری گاز بسیار پرکاربرد می باشند. عملکرد اصلی آنها کنترل جریان سیالات در مراحل مختلف فرآیند تولید است و برای مدیریت جریان در واحدهای تقطیر، مبدل های حرارتی و سایر تجهیزات حیاتی مناسب می باشد.

۴.ذخیره سازی و انتقال

همچنین شیرهای توپی را در همه جا در تاسیسات ذخیره سازی و انتقال مشاهده می شوند آنها اغلب جریان نفت و گاز را به مخازن ذخیره سازی و سایر کشتی ها مدیریت می کنند.

شیرهای توپی قطع و وصل سریع و مقاومت در برابر شرایط عملیاتی سخت را فراهم می کنند و این ویژگی ها آنها را برای این کاربردها ایده آل می کند.

۵.سکوهای دریایی

در سکوهای نفت و گاز دریایی شیرهای توپی معمولاً جریان هیدروکربن ها و سایر سیالات را در حین فعالیت های تولید و حفاری قطع و وصل می کنند. آنها به دلیل ساختار محکم و نیاز به تعمیر و نگهداری کم راه حلی عالی برای این شرایط سخت فرآیندی می باشند.

به طور خلاصه شیرهای توپی در صنعت نفت و گاز برای طیف گسترده ای از کاربردها، از جمله کنترل جریان خط لوله، کنترل سر چاه، سیستم های تولید، پردازش گاز، پالایشگاه ها، سکوهای دریایی و سیستم های قطع اضطراری کاربرد گسترده ای دارند. طراحی با دوام، تحمل فشار بالا و کنترل دقیق این تجهیزات را به یک جزء ضروری در صنعت تبدیل کرده است.

کاربرد بال ولو در شرایط عملیاتی مختلف

بر اساس موقعیت کاری مختلف می توان آنها را در شرایط عملیات بالادستی، میانی و پایین دستی به کار برد:

۱. عملیات بالادستی (Upstream)

شیرهای توپی برای جداسازی سر چاه ها در مراحل حفاری، تکمیل و تولید استفاده می شوند و ایمنی و کنترل جریان نفت و گاز را تضمین می کنند.

در کاربردهای زیر دریا نیز شیرهای توپی کنترل قابل اعتمادی بر جریان سیالات تحت فشارها و دماهای شدید و همچنین سیالات خورنده ارائه می دهند.

۲. عملیات میانی (Midstream)

شیرهای توپی در سیستم های حمل و نقل خط لوله برای کنترل جریان، جداسازی و تنظیم فشار نفت و گاز استفاده می شوند. در صنایع فرآیندی گاز، از شیرهای توپی برای کنترل جریان گاز طبیعی در مراحل مختلف فرآوری مانند جداسازی، آبگیری و شیرین کردن مورد استفاده قرار می گیرند.

۳. عملیات پایین دستی (Downstream)

شیرهای توپی در پالایشگاه ها برای کنترل جریان نفت خام و فرآورده های تصفیه شده در طی فرآیندهای مختلف از جمله تقطیر، ترک خوردگی و اختلاط مورد استفاده قرار می گیرند. در صنایع پتروشیمی شیرتوپی به مدیریت جریان مواد شیمیایی و مواد اولیه در طول تولید پلاستیک، کود و سایر محصولات کمک می ‌کنند. شیر بال ولو برای کنترل جریان و حفظ ایمنی در سیستم های ذخیره و توزیع محصولات نفت، گاز و پتروشیمی ضروری می باشند.

تجهیز صنعت یکی از بزرگترین و برترین تامین کنندگان انواع تجهیزات ابزار دقیق و شیرآلات پایپینگ در کشور است. این فروشگاه بزرگ و مطمئن انواع شیرهای توپی را از برندهای معتبر روز دنیا با بهترین کیفیت و قیمت مناسب ارائه می دهد. جهت کسب اطلاعات بیشتر در زمینه خرید و استعلام قیمت بال ولو با کارشناسان فنی و فروش ما ۰۲۱۸۷۷۰۰۱۴۲ تماس حاصل فرمایید.