همان‌طور که پیش‌تر هم اشاره کردیم شیر صنعتی ابزاری برای کنترل جریان سیالات و فشار در خطوط لوله می‌باشد. انواع مختلف شیرهای صنعتی در صنایع نفت و گاز استفاده می‌شوند. بیشتر عملکردهای شیرها در این موارد خلاصه می‌شود

1. قطع و وصل جریان
2. تنظیم مقدار جریان
3. تنظیم جهت جریان و جلوگیری از برگشت جریان
4. کنترل و تنظیم فشار و دما
5. کنترل و حفظ ایمنی دستگاه‌های تحت فشار

وظیفه اصلی شیر صنعتی بر پایه تنظیم وضعیت قرارگیری اجزای کلاژر ( یا مجرابند ) داخل شیر است. این تنظیمات ممکن است به صورت دستی یا اتوماتیک انجام شود، که به کاربرد و طراحی شیر صنعتی بستگی دارد. بدنه، قسمت بزرگی از شیر است که بقیه اجزا را کنار هم نگه می‌دارد. بدنه شیرها می‌توانند از متریال مختلفی ساخته شوند، هم‌چنین ممکن است ریخته‌گری شده (Cast) باشند یا به صورت Forged ساخته شود.
(تفاوت ریخته‌گری (Cast) و فورج {Forge}↓)
سایر بخش‌ها از بونت، تریم، دیسک، نشیمن‌گاه و استم یا ساقه تشکیل شده است.

شیر صنعتی در طیف وسیعی از طراحی‌ها بسته به نوع کاربرد وجود دارد. بعضی از انواع مدل‌های آن عبارت‌اند از:

 

 شیرهای توپی (Ball Valve)
شیرهای سماوری (Plug Valve)
شیرهای دروازه‌ای (Gate Valve)
شیرهای یک‌طرفه (Check Valve)
شیرهای کروی (Globe Valve)
شیرهای پروانه‌ای  (Butterfly Valve)
شیرهای اختنناق (Choke Valve)
شیرهای سوزنی (Needle Valve)

شیر صنعتی می‌تواند به صورت دستی یا اتوماتیک عمل نماید. شیرهای دستی به وسیله‌ی یک هندویل/آچارخور (Wrench) که به صورت دستی کنترل می‌شود، عمل می‌کنند. شیرهای توپی، سماوری، کروی، پروانه‌ای و سماوری همه مثال‌هایی از شیرهای دستی می‌باشند.

شیرهای اتوماتیک به صورت غیر دستی و با توجه به شرایط سیال و نوع طراحی شیر عمل می‌کنند. شیرهای یک‌طرفه یکی از انواع شیرهای اتوماتیک می‌باشند که با جریان بالادست باز می‌شوند و از بازگشت جریان پایین‌دست جلوگیری می‌کنند.در جریان بالادست شیرها برای کنترل جریان نفت و گاز و آب در سیستم خط لوله به کار می‌روند.در جریان پایین‌دست، شیرها برای کاربردهای تقطیر (Distillation)، بسترهای سیال (Fluidized)، رفرینگ کاتالیستی (Catalyitic Reforming)، مجتمع‌های گازی (Gas Plants)، شکست‌های کاتالیستی (Catalytic Cracking) و Hydro Treating به کار می‌روند.

شیرها معمولاً بر اساس طراحی مکانیکی‌شان تقسیم‌بندی می‌شوند. بعضی از شیرها که طراحی مشترک دارند به شرح زیر است:

شیرهای دستی

شیر صنعتی است که دارای یک مجرابند توپی‌شکل با مجرایی داخل آن که جریان را کنترل می‌کند، می‌باشد. شیرهای توپی در خطوط به وفور یافت شده و هم‌چنین به عنوان شیر قطع و وصل در پالایشگاه‌ها و پتروشیمی‌ها کاربرد دارند

 

شیر صنعتی

شیر صنعتی است که به وسیله‌ی دو قطعه‌ی موازی یا گوه‌ای که در بین نشیمن‌گاه قرار می‌گیرد باز و بسته می‌شود. شیرهای دروازه‌ای معمولاً برای جریان‌هایی که مسیر مستقیم همراه با کمترین مقاومت را دارند استفاده می‌شوند. زمانی که از شیرهای دروازه‌ای استفاده می‌کنیم یا باید کاملاً باز یا کاملاً بسته باشند.

 

شیر صنعتی

این شیر صنعتی از یک دیسک تشکیل شده‌است که دقیقاً در مرکز لوله قرار می‌گیرد. با چرخاندن 90 درجه‌ای این دیسک، شیر باز و بسته می‌شود.

 

شیر صنعتی

شیر صنعتی است که از یک دیسک تخت و پلاگ‌های مخروطی‌شکل تشکیل شده‌است. هم‌چنین این شیرها از نشیمن‌گاه‌هایی که معمولاً موازی با محور جریان هستند استفاده می‌کنند. شیرهای کروی معمولاً در پالایشگاه‌ها و پتروشیمی‌ها برای قطع و وصل و هم‌چنین تنظیم جریان به کار می‌روند.

 

شیر صنعتی

شیر صنعتی که از یک پلاگ که به صورت استوانه‌ای یا مخروطی است استفاده می‌کند و می‌توان با چرخش 90 درجه‌ای شیر را باز و بسته کرد. شیرهای سماوری هم بیشتر برای کاربردهای قطع و وصل به کار می‌روند. عملکرد شیرهای سماوری مشابه شیرهای توپی می‌باشد.

 

شیر صنعتی

شیر صنعتی که دارای مجرای کوچکی می‌باشد و هم‌چنین پلاگ مخروطی و سوزنی‌شکل دارد. این مدل از شیرها اجازه عبور حجم دقیق و محاسبه شده‌ای از جریان را می‌دهند و معمولاً در کاربردهای اندازه‌گیری مورد استفاده قرار می‌گیرند.

شیر صنعتی

شیرهای انسداد و تخلیه یا Double Block and Bleed براساس API 6d  دارای دو منبع عبوری فشار که از یک‌دیگر جدا شده‌اند می‌باشد و سیال می‌تواند در فضای خالی بین این دو محفظه قرار بگیرد.

شیر صنعتی

شیر صنعتی است که دارای یک مجرابند توپی‌شکل با مجرایی داخل آن که جریان را کنترل می‌کند، می‌باشد. شیرهای توپی در خطوط به وفور یافت شده و هم‌چنین به عنوان شیر قطع و وصل در پالایشگاه‌ها و پتروشیمی‌ها کاربرد دارند

 

شیر صنعتی

شیر صنعتی است که به وسیله‌ی دو قطعه‌ی موازی یا گوه‌ای که در بین نشیمن‌گاه قرار می‌گیرد باز و بسته می‌شود. شیرهای دروازه‌ای معمولاً برای جریان‌هایی که مسیر مستقیم همراه با کمترین مقاومت را دارند استفاده می‌شوند. زمانی که از شیرهای دروازه‌ای استفاده می‌کنیم یا باید کاملاً باز یا کاملاً بسته باشند.

 

شیر صنعتی

این شیر صنعتی از یک دیسک تشکیل شده‌است که دقیقاً در مرکز لوله قرار می‌گیرد. با چرخاندن 90 درجه‌ای این دیسک، شیر باز و بسته می‌شود.

 

شیر صنعتی

شیر صنعتی است که از یک دیسک تخت و پلاگ‌های مخروطی‌شکل تشکیل شده‌است. هم‌چنین این شیرها از نشیمن‌گاه‌هایی که معمولاً موازی با محور جریان هستند استفاده می‌کنند. شیرهای کروی معمولاً در پالایشگاه‌ها و پتروشیمی‌ها برای قطع و وصل و هم‌چنین تنظیم جریان به کار می‌روند.

 

شیر صنعتی

شیر صنعتی که از یک پلاگ که به صورت استوانه‌ای یا مخروطی است استفاده می‌کند و می‌توان با چرخش 90 درجه‌ای شیر را باز و بسته کرد. شیرهای سماوری هم بیشتر برای کاربردهای قطع و وصل به کار می‌روند. عملکرد شیرهای سماوری مشابه شیرهای توپی می‌باشد.

 

شیر صنعتی

شیر صنعتی که دارای مجرای کوچکی می‌باشد و هم‌چنین پلاگ مخروطی و سوزنی‌شکل دارد. این مدل از شیرها اجازه عبور حجم دقیق و محاسبه شده‌ای از جریان را می‌دهند و معمولاً در کاربردهای اندازه‌گیری مورد استفاده قرار می‌گیرند.

شیر صنعتی

شیرهای انسداد و تخلیه یا Double Block and Bleed براساسAPI 6d  دارای دو منبع عبوری فشار که از یک‌دیگر جدا شده‌اند می‌باشد و سیال می‌تواند در فضای خالی بین این دو محفظه قرار بگیرد.

شیر صنعتی

برخی از شیرهایی که فقط به عنوان شیرهای قطع و وصل می‌توان از آن‌ها استفاده کرد

1. شیرهای توپی (Ball Valve) :

تقریباً بدون افت فشار، مناسب برای قطع و وصل سریع جریان همراه با 90 درجه چرخش


2.شیرهای پروانه‌ای (Butterfly Valve) :

مناسب برای قطع و وصل جریان در لوله‌هایی که قطر زیادی دارند


3. شیرهای چوک (Choke Valve) :

در آن پیستون نیرومندی که در اطراف و یا داخل سیلندر دومی که دارای مجراها و شیارهایی نیز می‌باشد بالا و پایین می‌رود. برای افت فشارهای زیاد در صنایع نفت و گاز به کار می‌رود.

شیر صنعتی

4. شیرهای دیافراگمی (Diaphragm Valve):

نام دیگر آن Membrane Valve می‌باشد که جریان را با حرکت دادن دیافراگم کنترل می‌کند. این شیر در صنایع دارویی و داروسازی به کار می‌رود.

شیر صنعتی

5. شیرهای دروازه‌ای (Gate Valve):

عمدتاً برای قطع و وصل جریان به کار می‌رود و افت فشار کمی نیز دارد.


6. شیرهای چاقویی (Knife Valve):

بسیار شبیه شیرهای دروازه‌ای هستند اما معمولا از آن‌ها کوچکتر و جمع و جورتر می‌باشند. معمولاً برای دوغاب‌ها (Slurries) یا پودرها (Powders) در سرویس‌های قطع و وصل به کار می‌روند.

شیر صنعتی

7. شیرهای سماوری (Plug Valve):

شیرهای باریکی هستند که به عنوان شیرهای قطع و وصل شناخته می‌شوند و دارای افت فشار نیز می‌باشند


8. شیرهای سلونوئید (Solenoid Valve):

یک شیر با عملگر الکتریکی است که جهت کنترل سیالات هیدرولیکی و نیوماتیکی استفاده می‌شود.

شیر صنعتی


9. شیرهای اسپول (Spool Valve):

برای کنترل هیدرولیکی (انتقال با استفاده از نیروی مایعات) استفاده می‌شوند و شبیه به شیرهای Choke valve می‌باشند.

شیرهای اتوماتیک (Automatic Valves)

شیرهای یک‌طرفه (Check valve): شیرصنعتی است که به سیال اجازه می‌دهد فقط در یک جهت جریان پیدا کند. شیرهای یک‌طرفه معمولاً در کاربردهایی استفاده می‌شوند که باید از برگشت جریان در آن‌ها جلوگیری شود و عمدتاً در پالایشگاه‌ها و صنایع پتروشیمی کاربرد دارند.

شیر صنعتی

Shutdown valves:

گاهی اوقات با نام (ESDV) ( Emergency shutdown valve) معرفی می‌شوند، شیر توپی‌ای با مکانیزمی که جریان مایعات را در سیستم خطوط لوله متوقف می‌کند. مکانیزم عمل‌کردن آن می‌تواند هیدرولیکی، الکتریکی، نیوماتیکی و یا ترکیبی از این‌ها باشد

شیر صنعتی

شیرهایی که برای تنظیم جریان هم می‌توان از آن‌ها استفاده کرد

1. شیرهای کروی (Globe Valve): این شیرها برای تنظیم جریان مناسب بوده و از حرکت یک سیلندر در بالای نشیمن‌گاه استفاده می‌کنند

2.شیرهای سوزنی (Needle Valve): برای کنترل دقیق جریان به کار می‌رود.

3. شیرهای پینچ (Pinch Valve): برای تنظیم و کنترل جریان‌های دوغاب مورد استفاده قرار می‌گیرند.

4. شیرهای پیستونی (Piston Valve): برای تنظیم جریان سیالاتی که ذرات جامد را حمل می‌کنند استفاده می‌شوند (سوسپانسون*)

∗ سوسپانسیون (Suspension):

به مخلوطی غیرهمگن که از پخش‌شدن ذرات جامد در مایعات به وجود می‌آیند گفته می‌شود. این مخلوط در حالت عادی به صورت ناپایدار وجود دارند. در حالت سکون کلوئیدها لخته شده و ته‌نشین می‌شوند و پس از مدتی فاز مایع از فاز جامد جدا می‌شود. مثال آن مخلوط نفت و گاز است (Oil-gas suspension)

∗ تفاوت ریخته‌گری {Cast} و فورج {Forge}:

روش ریخته‌گری یا Cast: در این فرآیند برای ساخت شیر، فلز اولیه را تا دمای ذوب حرارت می‌دهند. در مرحله بعد فلز مذاب یا مایع را داخل قالب مورد نظر می‌ریزند.
روش فورج (Forge): در این روش قطعات فلزی با اعمال فشار و ضربه ساخته می‌شوند و در طول فرآیند شکل‌دهی نباید تغییری در حجم ایجاد شود