شیر اطمینان
یک قطعه محافظ از سیستم، در مقابل افزایش ناگهانی فشار، به عنوان حساس‌ترین بخش هر سیستم دارای فشار محسوب می‌شود. طرح‌های معمولی این قطعه شامل یک‌سری از انواع تجهیزات مشخص و معینی بوده که اصلی‌ترین آن‌ها عبارتند از: شیرهای اطمینان (شیرهای تخلیه فشار)، شیرهای خلاء – فشار و دیسک‌های پاره شونده.
یک قطعه محافظتی، وسیله‌ای است که جهت محافظت از سیتم در مقابل فشارهای نامتعارف داخل آن سیتم طراحی گردیده است و این تجهیز با عملکرد خود از بروز یک وضعیت خطرناک جلوگیری می‌کند.
مواردی که باعث بروز فشار نامتعارف می‌گردد را می‌توان به صورت زیر در نظر گرفت:
حالت فرایندی (Process Cause)
عدم تعادل جریان سیال در داخل و خارج تجهیزات فرایندی و مخازن – در طی کاربری- باعث انباشتگی مایع و بخار شده که می‌تواند فشاری را تولید کند که از فشار عملیاتی تجاوز نماید. اگر فشار قابل کنترل نباشد باید با تخلیه آن توسط تجهیزات ایمنی، فشار را به حد قابل قبول – که در استاندارد ASME تعریف شده – رسانید.
ساده‌ترین حالت زمانی است که مایع به مخزن فشار، پمپ می‌شود. فشار تخلیه که توسط پمپ کردن رشد کرده می‌تواند از ماکزیمم فشار کاری مجاز مخزن بیشتر شود. در این حالت باید از تجهیزات ایمنی فشار برای محافظت مخزن در مقابل فشار بیش از حدی که – در زمان پر شدن – به مخزن وارد می‌شود، استفاده کرد.
این وضعیت مربوط به تجهیزاتی می‌باشد که کاملاً پر از مایع هستند و فشار اضافی به خاطر انبساط هیدرولیکی مایع بوجود آمده است. در این حالت که دما درحال بالا رفتن می‌باشد، می‌توان با طراحی صحیح، این خطر بالقوه را کنترل کرد. برای محافظت از لوله‌ها و با تجهیزات در مقابل فشار اضافی که به خاطر تغییرات دمای محیط به جود آمده، معمولاً اندازه نامی تجهیزات ایمنی فشار، کفایت می‌کند.
حالت انفجاری
می‌توان در مخازن فشاری که مایع و یا گاز قابل اشتعال وجود دارد، انتظار آتش‌سوزی را داشت. برای محافظت آن‌ها از فشار اضافی بوجود آمده – بخاطر حرارت تولیدی در هنگام آتش‌سوزی – باید از تجهیزات ایمنی فشار استفاده نمود.
مخازن فشاری که فقط شامل بخار هستند، باید مجهز به تجهیزاتی باشند که بتواند به وسیله آن‌ها فشار را تا نزدیکی‌های فشار اتمسفر، کاهش داده و از ورود آتش به مخزن نیز جلوگیری کند. درغیر این صورت تجهیزات ایمنی فشار نمی‌توانند قابلیت محافظت از مخازنی را داشته باشند که در معرض آتش، انفجار و ترکش قرار دارند.
تجهیزات محافظتی را می‌توان از اقلام ایمنی – حساس یا بحرانی در تجهیزات مهندسی دانست. همچنین مشخصات این تجهیزات در قالب کدها و استانداردها بیان گشته و ملزومات تنظیم آن‌ها برای کلیه سیستم‌های دارای فشار، قابل تعمیم می‌باشد.
- فشار انباشتگی
به میزان فشار خروجی از درون یک شیر اطمینان – در هنگامی که فشار درون ظرف از میزان حداکثر فشار کارکرد مجاز فراتر رود-، تجمع نامیده می‌شود.
- فشار برگشتی
فشار موجود در قسمت خروجی یک شیر اطمینان بنام فشار برگشتی نامیده می‌شود.
در یک شیر اطمینان همواره دو نوع فشار برگشتی وجود دارد که عبارتند از:
1- فشار برگشتی ساختاریاین فشار برگشتی، فشاری است که در قسمت هدر خروجی شیر اطمینان – در اثر خروج جریان- بوجود می‌آید. این فشار هنگامی بوجود می‌آید که شیر اطمینان باز می‌شود.
2- فشار برگشتی از نوع تجمعی
این فشار برگشتی، فشاری است که در قسمت هدر خروجی شیر اطمینان بوده و قبل از این که شیر اطمینان باز شود به وجود می‌آید.
تخلیه
اختلاف بین فشار تنظیمی شیر اطمینان و فشار مربوط نشستن مجدد بنام تخلیه نامیده شده و به صورت درصدی از فشار تنظیمی بوده و برحسب bar یا kpa بیان می‌شود.
فشار طراحی
فشاری که در یک تجهیز برای یک منظور خاص مورد استفاده قرار گرفته و در کمترین ضخامت مجاز قطعات تحت فشاری که در یک دمای طراحی به کار می‌رود بنام فشار طراحی تعریف می‌گردد.
حداکثر فشار کارکرد مجاز
حداکثر فشار کارکرد مجاز یک ظرف تحت فشار، بستگی به جنس، ضخامت و شرایط سرویس‌دهی آن دارد که در فشاری بالاتر از این مقدار یا معادل آن بتواند عملکرد و سرویس‌دهی نماید. این فشار به فشار تنظیمی ولو‌ها و تجهیزات تخلیه فشار که از یک سیستم تحت فشار محافظت می‌کنند، نیز اطلاق می‌گردد.
اضافه فشار
افزایش فشار به بیش از فشار میزان تنظیمی را اضافه فشار می‌گویند. اضافه فشار هنگامی که شیر تخلیه فشار، در فشاری برابر حداکثر فشار کارکردی مجاز ظرف تخلیه فشار تنظیم گردد، دقیقاً معادل همان فشار انباشتگی گردیده و اگر ولو در فشاری کمتر از MAWP تنظیم گردد، انگاه ممکن است این اضافه فشار بیشتر از انباشتگی مجاز نیز گردد.
فشار تنظیمی
این فشار همان فشاری است که یک شیر اطمینان بر روی آن تنظیم گردد. در واقع این فشار همان فشار نسبی ورودی به شیر اطمینان بوده که برای باز شدن در این فشار تنظیم می‌گردد.
ضریب واقعی تخلیه
نسبت بین ظرفیت تخلیه اندازه‌گیری شده به ظرفیت تخلیه موتوری از یک نازل می‌باشد.
ظرفیت تخلیه واقعی
ظرفیت تخلیه محاسبه شده یک نازل کامل در سطح مقطع عبور جریان از آن برابر است با سطح مقطع تخلیه شیر ضربدر ضریب واقعیه تخلیه.
فشار بازشدن ناگهانی
فشاری که در آن شیر اطمینان در یک سیستم حامل گاز یا بخار، به صورت ناگهانی جهت تخلیه فشار باز می‌شود.
فشار تست سرد
فشاری که بر روی یک شیر تخلیه فشار، در یک سیستم تست کننده، تنظیم می‌شود. تست سرد شامل اصلاح فشار در شرایط کاری واقعی، مانند وجود فشار پشت شیر، حرارت و یا هر دو نیز می‌شود.
خزش
کاهش تدریجی فشار تنظیمی در شیرهای تخلیه فنری است که پس از افزایش حرارت فنر، در اثر تخلیه سیال به وجود می‌آید.
سطح تخلیه
حداقل مساحت کنترل شده گذرگاه ولو که تعیین کننده شدت جریان عبوری از ولو می‌شود.
سطح تخلیه موثر
مساحت اسمی یا محاسبه شده منطقه گذرگاه در یک ولو تخلیه فشار می‌باشد. این پارامتر به همراه ضریب موثر تخلیه، در فرمول‌های محاسباتی تعیین اندازه ولو به کار می‌رود. سطح موثر تخلیه، کوچکتر از سطح تخلیه واقعی است.
- فشار نشت مجدد در یک شیر اطمینان
مقادیری از فشار استاتیک ورودی که در آن دیسک مجدداً بر روی نشیمنگاه نازل قرار می‌گیرد.