در مقاله‌ی قبلی با دو پوشش کروم سخت و الکترولس نیکل آشنا شدیم. حال به بیان تفاوت‌های اساسی این دو مدل پوشش می‌پردازیم.

سطح زیر لایه

پوشش کروم سخت و الکترولس نیکل هر دو برای بسیاری از سطوح با متریال مختلف به کار می‌روند. به دلیل این که هر دو پوشش‌ فلزی روی سطح اجزا به طور یکنواخت قرار می‌گیرند اگر شئ دارای ظاهر غیر معمول مانند شکاف یا سوراخ باشد مشکلی پیش نمی‌آید.
الکترولس نیکل می‌تواند با سرعت بیشتری نسبت به کروم سخت پوششی یکنواخت ایجاد نماید زیرا ممکن است برای یکنواخت کردن کروم نیاز به صیقل باشد. پوشش الکترولس نیکل در مقایسه با پوشش کروم برای قطعات غیر معمول (همانطور که در بالا گفته شد دارای شکاف یا سوراخ باشند) به صرفه‌تر است زیرا مقدار کمتری از آن استفاده می‌شود.
از پوشش کروم در بسیاری از انواع فلزات مانند استنلس استیل، مس، برنج و هم‌چنین پلاستیک استفاده می‌شود. الکترولس نیکل می‌تواند بر روی بسیاری از انواع فلزات و پلاستیک‌ها به خوبی عمل نماید.

مقایسه سختی

همان گونه که از نام کروم سخت پیداست ویژگی اصلی آن سختی می‌باشد. این ویژگی کمک می‌کند تا پوشش هارد کروم (کروم سخت) را در برابر سایش‌های صنعتی از جمله تماس‎های شدید مکانیکی مقاوم کند. سختی پوشش کروم سخت بر اساس مقیاس Rockwell C بین 68 تا 72 است.
الکترولس نیکل می‌تواند از اجزا در برابر ساییدگی و از هم گسستن که به مرور زمان پدید می‌آید، جلوگیری کند. این عمل به صرفه‌جویی در پول شرکت‌ها در بخش تعمیر و تعویض قطعات کمک می‌نماید. سختی پوشش بر اساس مقیاس Rockwell C برابر 63 می‌باشد.
در هر صورت هر دو پوشش هارد کروم و الکترولس نیکل می‌توانند از تجهیز شما در برابر ساییدگی محافظت کنند اما در صورتی که اولویت، پایداری بیشتر باشد استفاده از هارد کروم مناسب‌تر است.

مقایسه ماندگاری

هر دو پوشش هارد کروم و الکترولس نیکل مدت زمان زیادی ماندگاری دارند، حتی در برخوردهای مکانیکی و دیگر عواملی که باعث ساییدگی می‌شوند. نه تنها پوشش‌کاری از زیر لایه محافظت می‎‌کند بلکه استفاده از این پوشش‌های با مقاومت بالا سبب رفع نیاز مکرر به پوشش‌کاری بخش‌های مختلف می‌شوند. در نتیجه هزینه‌ها کاهش می‌یابد.
فرآیند الکترولس کردن نیکل باعث دوام بالاتر می‌شود. نیکل زمانی که با روش‌های مرسوم الکترونیکی به سطح اعمال می‌شود دوام کمتری دارد در حالی که الکترولس نیکل دوام طولانی‌تری دارد و همین باعث مقرون به صرفه بودن آن می‌گردد.

مقایسه مقاومت خوردگی

یکی از مهم‏ترین مزایای پوشش فلزی در کنار مقاومت سایشی که در بالا به آن اشاره شد، مقاومت در برابر خوردگی می‎باشد. هر دو پوشش کروم سخت و الکترولس نیکل در برابر خوردگی مقاومت مناسبی دارند و از متریال در برابر فرسایش و تخریبی که در اثر در معرض هوا بودن رخ می‌دهد محافظت می‌کنند. اگرچه هر دو پوشش در برابر خوردگی مقاوم‌اندبا این حال مطالعات نشان می‌دهند که به خصوص در نقاط کورالکترولسنیکل دارای برتری است.
منظور از نقاط کور نقاطی است که دسترسی به آن‌ها دشوارتر می‌باشد و بیشتر مستعد خوردگی می‌باشند. در نتیجه در این نقاط باید پوشش بیشتری قرار داده شود تا از خوردگی جلوگیری کرد. در حالی که هر دو پوشش مناسب‌اند پوشش الکترولس نیکل برای مقاومت در برابر خوردگی ارجحیت دارد.

ضریب اصطکاک

ضریب اصطکاک اشاره به این دارد که چطور یک ماده می‌تواند از روی دیگری عبور کند. این ضریب با تقسیم نیروی لازم برای حرکت دادن یک جسم بر روی جسم دیگر به نیرویی که آن دو جسم را در کنار یکدیگر قرار می‌دهد به دست می‌آید. ضریب اصطکاک پایین به معنی این است که شئ به راحتی از روی دیگری عبور می‌کند. ضریب اصطکاک به عوامل زیادی بستگی دارد، شامل سطحی که روی آن را پوشش‌کاری کردیم، ضخامت پوشش و عوامل محیطی مانند دما.
محاسبه ضریب اصطکاک کار دشواری می‌باشد اما با استناد به تعدادی تست‌،که در آن این عوامل ثابت باقی مانده‌اند، می‌دانیم کروم سخت و الکترولس نیکل نسبت به بسیاری از فلزات دیگر ضریب اصطکاک پایین‌تری دارند. با این حال کروم سخت دارای ضریب اصطکاک پایین‌‌تری از الکترولس نیکل است که باعث می‌شود روان‌کارها (مانند گریس) حرکت راحت‌تری داشته باشند. این ویژگی‌ها پوشش کروم سخت را برای اجزایی مانند پیستون‌ها و سیلندرهای هیدرولیکی که اصطکاک زیادی دارند انتخاب مناسبتری می‌سازند.

خاصیت رسانایی

زمانی که قابلیت رسانایی جریان الکتریکی برای ما اهمیت داشته باشد در بین فلزات به دنبال مس می‎گردیم. به دلیل این که مس جریان الکتریکی را فوراً انتقال می‌دهد، کمیسیون بین‌المللی الکترونیکی یک استاندارد برای رسانندگی مس خالص آنیل شده تنظیم کرده است که با عنوان International Annealed Copper Standard شناخته می‌شود (IACS). برای توصیف میزان رسانایی یک فلز می‌توان آن را بر اساس درصد IACS تعریف کرد.
در این مقیاس مس 100 درصد است. کروم 13 درصد است، به این معنی که 13 درصد رسانایی مس را دارد. طلا حدود 73 درصد و نقره خالص 105درصد است. پوشش هارد کروم و الکترولس نیکل معمولاً به منظور ویژگی رسانایی الکتریکی استفاده نمی‌شوند. آن‌ها رسانا هستند اما نه به اندازه‌ی دیگر فلزات.

ظاهر

اگرچه ظاهر قطعه در صنعت مسئله اساسی و مهمی نمی‌باشد، مزایایی در انتخاب پوشش هارد کروم و الکترولس وجود دارد. کروم یک ظاهر درخشان، صاف و تازه‌تری دارد بنابراین محبوب‌تر است.
رنگ نیکل یک ظاهر کلایسک دارد و در اثاثیه منزل هم دیده می‌شود. پوشش الکترولس نیکل ظاهر براق‌تری نسبت به پوشش‌های الکترونیکی دارد.

چطور پوشش مناسب را انتخاب کنیم

زمانی که می‌خواهیم بین پوشش کروم سخت و الکترولس نیکل یکی را انتخاب کنیم تصمیم‌گیری بسیار سخت است. زیرا هر دو پوشش کاربردهای زیادی دارند. پس گزینه مناسب‌ بستگی به مورد استفاده قطعه‌ای دارد که قصد پوشش‌کاری آن را دارید. در زیر مواردی که باید به آن توجه کرد ذکر شده است.
ساییدگی: آیا استفاده از آن به مرور زمان باعث فرسایش می‌شود؟ تا چه مقداری با دیگر اجزا برخورد دارد؟
شرایط محیطی: قطعه مورد نظر در چه شرایط محیطی قرار دارد؟ آیا در معرض رطوبت، سرما، گرما و … است؟
حرکت: آیا قسمت متحرکی دارد که باید از فرسایش آن جلوگیری شود؟
شکل سطح زیر لایه: آیاسطح آن نسبتاً صاف و یکنواخت است یا نامنظم؟ گودال‌، فرورفتگی یا قسمت‎هایی با فرم غیر معمول دارد؟

در صنایعی که با تجهیزات و قطعات فلزی سر و کار دارند یکی از مسائل حائز اهمیت پوشش‌‌های صنعتی است که بر روی طیف وسیعی از ماشین آلات و قطعات فلزی اعمال می‌گردد. منظور از پوشش‌ صنعتی، یک لایه‌ی فلزی بوده که به یک جزء اعمال می‌شود و با افزایش کارایی تجهیز و رسانایی آن، همچنین کاهش فرسودگی و اصطکاک و اثرات ناشی از خوردگی موجب بهبود بازدهی و افزایش ماندگاری قطعات می‌شود.
انتخاب متریال درست به عنوان پوشش‌ صنعتی موضوع پیچیده‌ و پراهمیتی می‌باشد. به دلیل تفاوت در ویژگی محیط‌ها و نوع مصارف به منظور انتخاب متریال مناسب برای پوشش‌ باید روی فلزات مختلف، انواع فرآیندها و واکنش‌ها شناخت داشت.
در این مقاله به بررسی دو نوع پوشش Hard chrome و Electroless nickel می‌پردازیم و کاربرد هر کدام را ذکر می‌کنیم. در مقاله بعدی نیز به مقایسه این دو نوع پوشش در ابعاد مختلف می‌پردازیم و مزایا و معایب آن‌ها را بررسی می‌کنیم. 
در مهندسی و صنعت در رابطه با آبکاری الکترولس نیکل و کروم سخت (هارد کروم) بحث‌های بسیاری انجام می‌شود.

پوشش کروم سخت (Hard Chrome) چیست؟

آبکاری کروم فرآیند اعمال یک لایه از کروم بر روی جزء فلزی می‌باشد. اولین قدم در آبکاری صنعتی (پوشش‌کاری صنعتی) کروم معمولاً چربی‌زدایی و تمیزکاری سطحی می‌باشد که کروم قرار است روی آن اعمال شود و به عنوان زیر لایه یا Substrate شناخته می‌شود. بسته به نوع ترکیبات، روی زیر لایه عملیات مختلفی انجام می‌شود. شخص تکنسین تا زمانی که ضخامت مورد نیازش به دست بیاید قطعه آبکاری شده را در حمام الکتروشیمیایی غوطه‌ور می‌کند. کروم سخت، که اغلب کروم صنعتی نامیده می‌شود، با کروم تزئینی تفاوت دارد و در درجه اول طراحی شده است که کاربردی باشد تا زیبا باشد. هدف اصلی کروم تزئینی بالابردن جذابیت بصری قطعه مورد نظر با اعمال پوشش کروم می‌باشد. پوشش‌ کروم سخت مقاومت بیشتری داشته و برای محدوده‌ی وسیعی از محیط‌ها به کار می‌رود.

آبکاری کروم سخت به چه منظور انجام می‌شود؟

پس از انجام کامل مراحل آبکاری کروم سخت یک پوشش نرم که کاربردی و مقاوم است را در اختیار داریم و ویژگی‌های آن باعث می‌شود برای بسیاری از کاربردهای مختلف مهندسی ایده‌آل باشد.
در صنایع وابسته به خودروسازی از آبکاری صنعتی کروم سخت متناوباً برای قسمت‌هایی که در حرکت و تماس‌اند مانند پیستون و کمک فنر به منظور جلوگیری از سایش استفاده می‌شود. هم چنین در سفینه‌ها نیز گیربکس‌هایی که برای فرود وجود دارند هم این پوشش را دارند. کروم سخت برای بازیابی قطعات قدیمی و ساییده شده یا تعمیر قطعاتی که حین فرآیند تولید به اشتباه دچار ایراد شده‌اند کاربرد دارد.

پوشش الکترولس نیکل (Electroless Nickel Plate یا به اختصار ENP) چیست؟

در فرآیند آبکاری الکترولس نیکل، از آلیاژ نیکل فسفر برای پوشاندن زیر لایه استفاده می‌شود که این کار موجب حفاظت و بهبود کارایی آن خواهد شد. همانطور که از نام آن پیداست در فرآیند آبکاری الکترولس نیکل مانند آبکاری کروم سخت، که گاهی نیاز به الکتریسیته دارد، نیازی به جریان الکتریکی نیست. در عوض، بعد از این که قطعه تمیز و آماده شد، روش آبکاری الکترولس نیکل با استفاده از یک واکنش شیمیایی اتوکاتالیستی انجام می‌شود.
در طی فرایند آبکاری الکترولس نیکل، هیپوفسفیت به عنوان یک عامل کاهنده استفاده می‌شود، که نتیجه‌ی آن پدیدار شدن مقدار نامشخصی فسفر در فرآیند آبکاری می‌باشد. الکترولس نیکل را می‌توان در سطوح پایین، متوسط یا بالا از مقدار فسفر دسته بندی کرد. پوشش نیکل با فسفر کم دارای بین 2 تا 5 درصد، با فسفر معمولی بین 6 تا 9 درصد و با فسفر زیاد بین 10 تا 13 درصد فسفر است. معمول ترین نوع پوشش، پوشش متوسط با حدود هشت درصد فسفر می‌باشد.
میزان فسفر در آبکاری می تواند روی ویژگی‌های آن تاثیر بگذارد. پوشش با میزان فسفر پایین سخت ترین نوع پوشش را فراهم می‌کند، پوشش با میزان فسفر متوسط کمتر سخت است، اما صفحات در آن بیشترین سرعت را دارند و پوشش با میزان فسفر بالا کمترین میزان سختی را داراست اما برای حفاظت در برابر خوردگی بهترین نوع است. همه‌ی پوشش‌ها می‌توانند به منظور افزایش سختی پخته شوند، اما این عمل منجر به کاهش میزان حفاظت در برابر خوردگی می‌شود.

آبکاری الکترولس نیکل سخت به چه منظور انجام می‌شود؟

پوشش الکترولس نیکل در محدوده‌ی وسیعی از صنایع، مانند صنایع وابسته به خودرو، صنایع الکترونیکی و صنعت نفت و … بر روی بسیاری از اجزا اعمال می‌شود.
تولیدکنندگان خودرو از این پوشش به منظور حفاظت از اجزای مختلف مانند سیلندر و پیستون و … در برابر سایش و خوردگی استفاده می‌کنند. در صنعت فضایی، این پوشش به دلایل مشابه بر روی شیرآلات، شفت‌های مهندسی و دیگر اجزا اعمال شده و در صنایع الکترونیکی در سخت‌افزارها و فیبر مدار چاپی کاربرد دارد
در صنعت نفت و گاز از فرآیند آبکاری الکترولس نیکل برای تجهیزاتی که در معرض شرایط سخت و نامساعد در زیرِ زمین یا داخل آب قرار دارند استفاده می‌شود. این پوشش بخش مهمی از پمپ‌های مختلف، اتصالات لوله و همچنین مجرابند شیرآلات توپی و سماوری است.

بر اساس آخرین استاندارد شرکت ملی گاز ایران (IGS-M-PL-002-3(0))  که در سال 2017 منتشر شده است، توپی و استم بال ولو باید حداقل دارای 50 میکرون نیکل با سختی 800HV باشند.
در خصوص شیرآلات سماوری (پلاگ ولو) بر اساس استاندارد شرکت ملی گاز ایران (IGS-M-PL-002-1(4)) مجرابند و استم شیرآلات باید دارای حداقل 50 میکرون کروم سخت یا نیکل باشد. سختی پوشش اعمالی بر روی پلاگ نیز می‌بایست 800HV باشد.
شرکت کاسپین شیر کادوس تمامی الزامات ذکر شده را در رعایت می‌کند.
قسمت دوم مقاله تفاوت کروم سخت و الکترولس نیکل

شیر ایمنی

شیر ایمنی یا Safety valve (سیفتی ولو) از جمله شیرهایی است که وظیفه‌ی حفاظت از تجهیزات و تاسیسات را در برابر انفجار یا خرابی دارد و عمدتاً در مخازن تحت فشار مانند مجتمع‌های شیمیایی، دیگ‌های بخار الکتریکی (electric power boilers)، تانک‌های ذخیره‌ی گاز، توربین‌ها، بویلرها و … نصب می‌شوند.
شیر ایمنی از جمله شیرهایی است که به صورت اتوماتیک عمل می‌کند و باید در جایی نصب شود که احتمال می‌رود فشار عملیاتی سیستم یا مجرای دارای فشار از حداکثر مجاز خود بیشتر می‌شود. در سیستم‌های بخار، از شیرهای ایمنی به طور معمول برای محافظت در برابر فشار بیش از حد بویلر (دیگ بخار) و سایر کاربردها مانند downstream of pressure reducing controls استفاده می شود. اگرچه نقش اصلی آنها بالا بردن ایمنی است، از شیرهای ایمنی در عملیات فرآیندی نیز استفاده می‌شود تا از آسیب دیدن محصول به دلیل فشار بیش از حد جلوگیری شود. فشار بیش از حد در شرایط مختلف ایجاد می‌شود، از جمله:

• عدم تعادل در میزان دبی به دلیل باز و بسته شدن سهوی شیرهای ایزوله در مجراها
• خرابی سیستم خنک کننده که اجازه سیال یا بخار منبسط شود
• به وجود توده فشاری گذرا (Transient pressure surges)
• قرار گرفتن در معرض آتش سوزی
• خرابی لوله مبدل حرارتی
• واکنش‌های گرمایی غیرقابل کنترل در مجتمع‌های شیمیایی
• تغییر دمای محیط

زمانی که فشار قسمت ورودی شیر نسبت به فشار تعیین شده افزایش پیدا می‌کند، باعث می‌شود تا دیسک یا همان مجرابند شیر باز شده و سیال اضافی (بخار یا گاز) تخلیه شود و هنگامی که فشار به مقدار تعیین شده کاهش یافت، دیسک ولو دوباره بسته می‌شود. شیر ایمنی به اصطلاح آخرین وسیله‌ی ایمنی است که فشار را کنترل می کند و مقدار اضافه مشخص از مایعات را به صورت خودکار و بدون هیچگونه نیازی به برق تخلیه می‌کند.

عملکرد شیر ایمنی

1. نازل (Nozzle) درونی شیر ایمنی شروع به دریافت فشار بالاتری از قسمت ورودی شیر می‌کند.
2. زمانی که فشار، بالاتر از Set pressure یا همان فشار از پیش تعیین شده می‌شود، دیسک بالا رفته و عمل تخلیه سیال صورت می‌گیرد
3. تا زمانی که فشار مضاعف تا مقدار فشار از پیش تعیین شده پایین بیاید نیروی فنر دیسک را بسته نگه می‌دارد
(نقش قطعات یدکی)
نازل (Nozzle) — ورودی فشار
دیسک (Disc) — کلاهک یا درپوش
فنر (Spring) — کنترل کننده فشار

در صنایع نفت و گاز وشیمیایی معمولاً شیرهای ایمنی (Safety valves)، شیرهای فشارشکن (Pressure Relief Valve) (PRV) ، شیر ایمنی فشار (Pressure Safety Valve) (PSV) و شیر اطمینان (Relief valve) با یکدیگر اشتباه گرفته شوند.

 تفاوت میان شیر اطمینان و شیر ایمنی

1. باز شدن شیر اطمینان مستقیماً با افزایش فشار متناسب است در حالی که در شیر ایمنی پس از رسیدن فشار به نقطه‌ی تنظیم شده (Set point)، باز شدن شیر ایمنی اتفاق می‌افتد.
2. شیر ایمنی را بر خلاف شیر اطمینان می‌توان با استفاده از Easing gear (مانند دیگ‌های بخار) به صورت دستی نیز استفاده کرد.
3. شیرهای ایمنی در سیستم‌های بخار به کار می‌روند در حالی که شیرهای اطمینان می‌توانند برای سیالات و در سیستم هوای فشرده شده هم به کار روند

تقسیم‌بندی شیرهای ایمنی

• Spring-loaded Pressure-relief Valves

به طور کلی، منظور از شیر ایمنی همین Spring-loaded Pressure-relief Valves است زیرا که بیشترین استفاده را در میان شیرهای ایمنی دارد. (شکل پایین را مشاهده نمایید). نیروی درونی فنر طراحی شده است تا دیسک را در برابر فشار درونی نگه دارد. بسته به نوع سیال داخل ولو، اعم از بخار، گاز یا مایع، استفاده از مدل Bellows برای خنثی کردن اثر فشار برگشتی (Back pressure) پیشنهاد می‌شود.

• Pilot-operated Pressure-relief Valves

شیرهای Pilot-operated Pressure-relief Valves ترکیبی از Pilot assy و شیر اصلی (که هر نوع شیری می‌تواند باشد) هستند.
اگرچه در شیر فشارشکن از نوع Spring loaded نیروی فنر در برابر فشار ورودی قرار می‌گیرد، اما relieving pressure و reseating pressure به وسیه Pilot Assy کنترل می‌شوند که تقریباً مشابه شیرهای Spring loaded Pressure relief عمل می‌نماید
زمانی که از شیرهای فشارشکن Pilot-operated استفاده می‌شود، به هیچ وجه نمی‌توان شیر اصلی را تنظیم کرد.
این نوع از ولوها در مقایسه با شیرهای ایمنی از نوع Spring loaded اندازه بزرگتری داشته و به همین دلیل در شرایط سخت‌ تر مانند زمانی که فشار بالاتر است از آن‌ها استفاده می‌شود

• Dead-Weight Pressure-relief Valves

در صورتی که فشار طراحی (Design pressure) مخزن تحت فشار در فشار پایین تنظیم شده باشد، شیر فشارشکن از نوع Dead-weight ، reliving pressure را تنها با وزن دیسک تنظیم می‌کند.
شیر ایمنی مکنده (The Vacuum relief valve) این ویژگی عملکردی را دارد که هنگام تغییر فشار درونی مخزن تحت فشار به فشار منفی، فشار را جذب می‌کند.اگرچه در شیر فشارشکن از نوع Spring loaded نیروی فنر در برابر فشار ورودی قرار می‌گیرد، اما relieving pressure و reseating pressure به وسیه Pilot Assy کنترل می‌شوند که تقریباً مشابه شیرهای Spring loaded Pressure relief عمل می‌نماید
زمانی که از شیرهای فشارشکن Pilot-operated استفاده می‌شود، به هیچ وجه نمی‌توان شیر اصلی را تنظیم کرد.
این نوع از ولوها در مقایسه با شیرهای ایمنی از نوع Spring loaded اندازه بزرگتری داشته و به همین دلیل در شرایط سخت‌ تر مانند زمانی که فشار بالاتر است از آن‌ها استفاده می‌شود

تست آتش (Fire test) در شیرهای صنعتی به دلیل آن که صنایعی چون نفت و گاز، صنایع شیمیایی و پتروشیمی (که در معرض آتش و انفجار قرار دارند) از این شیرها استفاده مکرر می‌کنند از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است و از بخش‌های حیاتی در طراحی شیرآلات می‌باشد.

تامین‌کننده‌ها یا تولیدکننده‌ها باید شیرهای خود را مطابق با روش‌های ذکر شده در استانداردهای مربوطه تست نمایند. تمام پارامترهای تست و نتایج ارزیابی‌های انجام شده باید مستند و در گزارش نهایی نتایج گنجانده شوند.
روش‌های تست شامل فعالیت‌های بازرسی قبل و پس از آزمایش و API 6FA  و API 607 استفاده کرد.

استاندارد API 6FA پارامترهای سخت‌تری را نسبت به استاندارد API 607 دارد و از همین رو شرکت کاسپین شیر کادوس شیرهای خود را طبق استاندارد API 6FA تست کرده و گواهینامه‌ی مربوطه را دریافت کرده است. برای مشاهده گواهی‌نامه‌ها کلیک نمایید.

گزارش تست آتش

گزارش تست باید برای هر تست به صورت جداگانه ثبت شود و باید توسط یک شخص واجد شرایط تایید شود. گزارش باید حداقل شامل موارد زیر بشود
1. تاییدیه تست اجرایی
2. تشریح موارد تست شده، شامل سایز، نوع، مدل، علائم خاص و فلزی یا غیر فلزی بودن قطعات
3. نام و مکان آزمایش، محل و فردی که این آزمایش را انجام می دهد
4. تاریخ آزمایش
5. طرح کلی و یا عکس های آزمایشی
6. روش های مورد استفاده، سوابق نتایج، و بحث در مورد آن نتایج
7. نتایج ارزیابی پیش و پس از آزمون
8. خلاصه ای از نتایج، از جمله بحث در مورد این که آیا آزمایش موفقیت آمیز بوده است یا خیر

 روش تست آتش

مهم‌ترین نکته این است که یک فرد واجد شرایط باید آماده‌سازی، تست و تایید نتایج را انجام دهد.
تجهیزات اندازه‌گیری و مانیتورینگ مورد استفاده در طی فرآیند تست باید مطابق با الزامات تولیدکننده (یا تامین‌کننده) یا تجهیزات تست کالیبره شود. تجهیزات اندازه‌گیری و مانیتورینگ باید در محدوده تنظیم شده آن مورد استفاده قرار گیرد.

نکته دیگر این که اگر محصول یا سیستم موردنظر نتواند در محدوده مشخص شده در تست الزامات را برآورده کند، تست آتش باید قطع شود، به جز هنگامی که این خطا ناشی از خطای تجهیزات تست باشد

سیال داخل شیری که مورد تست قرار می‌گیرد باید آب باشد، مجرابند باید در حالت بسته باشد و مجرای شیر می‌بایست به صورت افقی قرار داده شود.
نکته: نشتی در محل اتصال خط لوله به شیر به عنوان بخشی از این تست در نظر گرفته نمی‌شود و بهتر است قبل از انجام تست نسبت به تعمیر یا تغییر اتصالات اقدام شود.

در حین عملیات تست آتش، شیر با شعله‌هایی که به صورت میانگین دمایی بین 761 تا 980 درجه سانتی‌گراد دارند احاطه می‌شود.

برای تمامی سایزها مدت زمان اجرای عملیات احتراق حداقل باید 30 دقیقه باشد.

اگر در طراحی شیری که مورد تست قرار می‌گیرد شیر تخلیه فشار وجود داشته باشد و هنگام تست فعال باشد، هرگونه نشتی که داشته باشد به عنوان نشتی خارجی یا نشتی نشین‌گاه محسوب می‌شود.

چنان‌چه هر زمان فشار شیر از حداکثر مقدار مجاز فشار داخلی تعریف شده توسط تولیدکننده تجاوز کند تست همان‌جا متوقف شده و تست مردود اعلام می‌شود.

تست آتش این اطمینان را می‌دهد که شیرها در صورت آتش گرفتن کمترین میزان نشتی را دارند. شیرها باید بتوانند به مدت 30 دقیقه آتش را در دمای حدودی بین 750 تا 1000 درجه سانتی‌گراد زیر فشار 75% بیشترین فشار ممکن تحمل کنند. و مقدار نشت باید محدود باشد. پس از تست، شیر باید بتواند حداقل یک چرخه کامل باز و بسته شدن را طی کند.

بونت (Bonnet) که در صنعت با عنوان کلاهک یا درپوش‌ هم شناخته می‌شود و پوشش ورودی بدنه است از اجزای بسیار مهمی در شیرهای دروازه‌ای و شیرهای کروی محسوب می‌شود. در حین تولید شیرهای صنعتی، ابتدا اجزای درونی مانند استم، دیسک، و … در بدنه قرار داده شده و سپس بونت برای نگه‌داری این اجزا در کنار هم به آن اضافه می‌شود. در تمام موارد، ضمیمه شدن بونت به بدنه باعث به وجود آمدن یک مرز فشاری می‌شود (زمانی که کلاهک به بدنه متصل شده در محل اتصال یا همان مرز فشاری، کلاهک تحت فشار بیشتری قرار می‌گیرد). کلاهک شیرها،  که یکی از ضروری‌ترین بخش‌ها برای اکثر شیرها می‌باشند یکی از عوامل چالشی برای تولیدکنندگان نیز به شمار می‌روند. بونت‌ها می‌توانند عملیات تولید شیر را پیچیده‌تر کنند، سایز شیر را افزایش دهند، هزینه قابل توجهی را به فرآیند تولید شیر اضافه کنند و یکی از منابع نشت به حساب می‌آیند.

مانند بدنه، بونت‌ نیز انواع مختلف و طرح‌های گوناگونی دارد. بونت‌ها در شرکت کاسپین شیر کادوس به هر دو صورت ریخته‌گری شده و فورج وجود دارد و نکته قابل توجه این است که جنس آن باید با جنس بدنه مطابقت داشته باشد. بونت شیرهای کروی و شیرهای دروازه‌ای از فولاد کربنی و فولاد ضد زنگ و آلیاژهای آن‌ها ساخته می‌شوند.
فولاد کربنی و آلیاژهای آن شامل (ASTM A216 WCB/WCC و ASTM A352 LCB/LCC) و فولاد ضدزنگ و آلیاژهای آن شامل (ASTM A351 CF8M/CF3M/CF3) می‌شوند.

 برای تعمیرات شیر، تکنسین‌ها می‌توانند بونت را  باز کرده و به بخش‌های داخلی‌تر مانند نشیمن‌گاه، استم و … دسترسی پیدا کنند.

در شیرهای صنعتی دارای بونت، برای دسترسی به اجزای داخلی‌تر مانند نشیمن‌گاه، استم و … ابتدا باید بونت را باز کرده و سپس برای انجام عملیاتی همچون تعمیر یا تمیز کردن اقدام کرد

 کلاهک شیرهای صنعتی در طراحی‌ها و مدل‌های متفاوتی وجود دارد. مدل‌هایی از بونت که بیشترین استفاده را در صنعت دارند عبارتند از Bolted bonnet, Welded bonnet و Pressure seal
1. Bolted-bonnet: این طراحی جزو محبوب‌ترین و پرکاربردترین طراحی‌هاست و در بسیاری از شیرهای دروازه‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد. این طراحی برای ایجاد آب‌بندی نیاز به یک گسکت در محل اتصال بدنه و بونت دارد.

2. Welded-bonnet: این طراحی در مواقعی که نیاز به از هم بازکردن اجزا نباشد بسیار مناسب است.
Welded bonnetها در مقایسه با Bolted bonnetها وزن کمتری دارند و معمولاً برای شیرهای کوچک در فشار و دمای بالا مورد استفاده قرار می‌گیرند

3. Pressure seal: این طراحی به طور گسترده برای کاربردهای با فشار و دمای بالا به کار می‌روند. در شیرهای کروی و شیرهای دروازه‌ای از فشار سیال برای آب‌بندی استفاده می‌شود. به این صورت که سیال درون محفظه شیر از پایین به بونت فشار وارد کرده و باعث آب‌بندی می‌شود. در نتیجه هر چه فشار درون محفظه‌ی ولو بیشتر باشد آب‌بندی بهتری نیز ایجاد می‌شود.
تولیدکنندگان دائماً سعی در بهینه‌سازی طراحی بونت‌ها دارند تا ابعاد کلی آن را کاهش داده و از اتصال فشرده و عدم نشتی اطمینان حاصل کنند.

اطلاعات تکمیلی

شیرهای کنترلی از 3 نوع بونت زیر استفاده می‌کنند

Standard Bonnet

Extension bonnet

Bellow seal bonnet

معیار اصلی انتخاب بونت در شیرهای کنترلی دمای سیال مورد استفاده ما می‌باشد. Extension bonnetها در دماهای بالا و پایین استفاده می‌شوند. یکی از انواع دیگر Extension bonnet هم وجود دارد که برای سرویس‌های کرایژنیک استفاده می‌شود (دمای پایین‌تر از 196- سانتی‌گراد)

Bellow seal bonnetها در نتیجه سفتی درونی که ایجاد می‌کند آب‌بندی قابل قبولی دارد و اکثراً برای جریان‌های پرطلاطم به کار می‌روند. Bellow seal bonnetها می‌توانند برای فشارهای 35 بار (35bar) استفاده شوند. برای کاربردهای دیگر در فشارهای بالاتر نیاز به استفاده از Multi-leyrer  داریم.

Standard Bonnet

در ساخت بونت‌های استاندارد معمولاً از متریالی استفاده می‌شود که در بدنه شیر استفاده شده است. این بونت بسته به نوع پکینگ استفاده شده در آن می‌تواند دما را از 20- درجه تا 750 درجه فارنهایت کنترل کند. در برخی موارد Standard bonnetهای کلاس 900 و کلاس 2500 می‌توانند تا دمای 800 درجه فارنهایت را بسته به پکینگی که در آن استفاده شده است تحمل کنند.
برای شیرهای آهنی ریخته‌گری شده بونت‌های استاندارد مناسب می‌باشند

Extended Bonnet

Extended bonnetها از پکینگ وعملگر در برابر گرما یا سرمای زیاد که ممکن است باعث عدم کارایی بالای آنها شود محافظت می‌کنند. زمانی که این بونت‌ها از فولاد کربنی ساخته شوند برای دماهای بین 20- تا 80 در جه فارنهایت مناسب بوده و برای دماهای بین 150- تا 1500 از فولاد ضدزنگ 304 یا 316 استفاده می‌کنند.
برای کاربردهای برودتی باید یک Extended bonnet استفاده شود.

Cryogenic Extended Bonnet

Cryogenic extended bonnetها اجازه می‌دهند که گاز با دمای ثابت و ملایم در بونت، که نقش عایق را ایفا می‌کند پر می‌شود تا انتقال گرما را کاهش می‌دهد. این طراحی هم‌چنین از پکینگ در برابر دماهای بسیار پایین سیال‌ها محافظت می‌کند. متریال این نوع از بونت‌ها از فولاد ضدزنگ از 304 تا 316 بوده و تا دمای 423-  فارنهایت را می‌تواند تحمل کند.

دو نوع عمده نشت از شیر وجود دارد:

1. انتشار گازهای فرّار از شیر به جو (برای کسی که در معرض آن قرار دارد خطرناک است)
2. نشتی که در سیستم لوله کشی باقی می‌ماند و خطرات ایمنی بالقوه‎ای را برای سیستم خود ایجاد می‌کند..

* انتشار گازهای فرار یک تهدید برای محیط زیست به حساب می‌آید و می‌تواند به آن آسیب برساند. نشت از طریق شیر هم می‌تواند یک خطر ایمنی محسوب شود  و به فرآیند زیان بزند.

تست هایی که باید روی شیرها انجام شوند، به نوع شیر و همچنین به عناصر سازنده شیر بستگی دارند. در قسمت پایین برخی از تست‌های اجرایی در مورد نشتی شیرها ​ بررسی می‌شوند.

• تست‌های نشتی نشیمن‌گاه شیر که برای شیرهای pressure relief لازم است.
• تست‌های Backseat برای شیرهای دارای Backseat مورد نیاز می‌باشد، مانند شیرهای دروازه‌ای و شیرهای کروی
• تست‌های کلاژر یا مجرابند برای بازه‌ی بزرگی از شیرها مورد استفاده قرار می‌گیرند مانند شیرهای دروازه‌ای، شیرهای کروی، شیرهای سماوری، شیرهای یک‌‍طرفه و شیرهای توپی
• تست‌های نشتی پوسته (محدوده داخل بدنه) (Shell leakage tests) برای شیرهایی که در سرویس‌های کاملاً باز یا کاملاً بسته مورد استفاده قرار می‌گیرند مانند شیرهای یک‌طرفه، شیرهای stop و شیرهای ایزوله

تست هیدرواستاتیک این مراحل پایه را دنبال می کند:
1. بدنه شیر با سیال مورد آزمایش در دمای مشخص ‌شده پر شده است
2. فشار مشخص‌شده برای طول مدت مشخصی اعمال می‌‎شود (معمولا حداقل 1 دقیقه)
3. نشتی در سراسر عنصر مورد نظر (مانند استم (ساقه)، سیت (نشیمن‌گاه)، مجرابند) اندازه‌گیری می‌شود به طوری که هم از ابزار اندازه‌گیری استفاده می‌شود و هم تست‌های بصری. اکثر استانداردهای شیر مشخص می‌کنند که هیچ نشتی قابل تشخیصی مجاز نیست
4. بازرسی بصری شیر به این منظور انجام می‌شود که اطمینان حاصل شود شیر در طی مراحل آزمایش آسیب ندیده است
استانداردهای نشت برای انواع مختلف شیرها توسط موسسه نفت آمریکا (API)، موسسه استانداردهای ملی آمریکا (ANSI)، موسسه کنترل سیالات (FCI) و انجمن استاندارد سازندگان (MSS) تعریف شده است.

نشتی در شیرهای صنعتی اتفاق می افتد، اما این بدان معنا نیست که مشکل لزوماً از پروژه باشد. در اینجا سه راهکار برای محافظت در برابر آسیب ناشی از نشتی در شیرهای صنعتی ارائه شده است.
√ تعیین میزان تحمل نشتی برای پروژه. تحمل نشتی می تواند به طور گسترده ای از پروژه به پروژه دیگر متفاوت باشد. Zero-leakage یا شیر بدون نشتی در همه پروژه‌ها ضروری یا مطلوب نیست.
√ اندازه شیر مناسب باشد و به درستی انتخاب شود. انتخاب سایز بزرگ یکی از شایع ترین علل نشت شیر، به ویژه برای شیرهای کنترلی است. خوشبختانه این مورد از طریق اندازه گیری و انتخاب شیر مناسب نیز قابل پیشگیری است.
√ انجام آزمایش و بازرسی منظم بهترین روش برای اطمینان از این است که نشتی در شیرهای صنعتی به یک سیستم آسیب نمی‌رساند و یا باعث آسیب به محیط زیست نمی‌شود. تشخیص زودهنگام این امکان را می‌دهد تا مشکلات جزئی، قبل از تبدیل شدن آن‌ها به مشکلات بزرگ‌تر قابل حل باشند.