שסתום מפחית לחץ לעומת שסתום בטיחותי לפליטה לעומת שסתום גלישה: הבדלים, עקרונות פעולה ומדריך לבחירה

שסתום מפחית לחץ לעומת שסתום בטיחותי לפליטה לעומת שסתום גלישה: מה ההבדל?

שסתומי מפחית לחץ, שסתומי בטיחותיים לפליטה ושסתומי גלישה הם כולם חלק ממשפחת שסתומי בקרת הלחץ, אך אינם ניתנים להחלפה. כל אחד מהם מבקר צד שונה של המערכת, פועל בתנאים שונים ומורכב במיקום שונה.

אם תערבבו אותם במהלך הבחירה, עלולים להיווצר לחצים לא יציבים בחלק התחתון של המערכת, עומס מתמשך על המשאבה או מחזור תכוף של השסתומים. מדריך זה משווה בין שלושת הסוגים בשפה פשוטה, כולל עקרונות פעילות, מיקומי התקנה וטיפים פרקטיים לבחירה בתנאי פעולה ממשיים.

טבלה השוואתית מהירה

איך לבחור במהירות

אם יש צורך להנמיך ולהיציב את הלחץ לאחר השסתום, יש לבחור בשסתום מפחית לחץ.

אם יש צורך למגבלת הלחץ בצד הכניסה, יש קודם לשאול האם השסתום נפתח רק בעת עליית לחץ חריגה או שדרוש פירוק תדיר/רציף.

במקרה של עליית לחץ חריגה בלבד, שסתום בטיחותי לפרק לחץ הוא בדרך כלל הבחירה הנכונה.

במקרה של פירוק נוזל תדיר או רציף, שסתום גלישה הוא בדרך כלל מתאים יותר.

1. שסתום מפחית לחץ: מנמיך ומיציב את הלחץ בצד היציאה

שסתום מפחית לחץ מופעל על ידי פיקוח (ברזל דקוטילי, עם ציריות, 25 פ), מותקן בטור כדי לפגוע וליצב את הלחץ במורד הזרם.

עקרון פעולה

שסתום מפחית לחץ מותקן בטור במערכת הצינורות. התווך עובר דרך פתח מתכווץ בתוך השסתום, מה שמייצר נפילה בלחץ. הלחץ במורד הזרם מוחזר דרך ממברנה או פיסטון ומאוזן מול הגדרת הקפיץ. כאשר הלחץ בכניסה או זרימת הזרם במורד הזרם משתנים, המיסגר של השסתום מכייל אוטומטית את פתחו כדי לשמור על הלחץ ביציאה בתוך הטווח שהוגדר.

סוגים

סוג ממברנה: חיכוך נמוך יותר, מתאים יותר ליישומים הדורשים רגישות גבוהה של פיקוח ותגובה מהירה. דיוק הפיקוח יכול להגיע ל-2%–3%, בהתבסס על נתוני בדיקות של שסתומי פיקוח מדויקים.

סוג פיסטון: מתאים ללחצים גבוהים יותר בכניסה. שסתומי פיקוח ללחצים גבוהים יכולים לסבול לחצים בכניסה עד 350 בר.

טיפים לבחירה

זרימה: לא לבחור את הגודל רק לפי גודל החיבור. אם הזרימה הממשית עולה על כושר הרגולציה של השסתום, הלחץ בצד היריד יכול לרדת באופן מורגש. במקרה זה, יש לבחור שסתום גדול יותר או שסתום בעל מאפייני זרימה טובים יותר. אם השסתום גדול מדי, הוא עלול לפעול בפתיחה קטנה מאוד לאורך תקופות ארוכות, מה שפוגע ביציבות הרגולציה.

סינון: עבור מדיה המכילה חלקיקים, יש להתקין מסנן לפני שסתום הפחתת הלחץ. עדיף לשסתומים עם מסנן מובנה בכניסה. רבים משסתומי הפחתה המדויקים והנושאים לחץ גבוה מצוידים במסנן בגודל 25 מיקרומטר.

2. שסתום בטיחותי לשחרור לחץ: הגנה מפני לחץ יתר בתנאים חריגים

שסתום בטיחותי לשחרור לחץ בעל קפיץ (אדום, עם פלנגות) מותקן במקביל כדי להגן מפני לחץ יתר חריג.

עקרון פעולה

שסתום ביטחון ללחיצה מותקן במקביל על הציוד או הצינור המוגן. כאשר הלחץ נמוך מערכו המוגדר, הקפיץ מחזיק את סיבוב השסתום על המושב, כך שהשסתום נשאר סגור. כאשר לחץ הכניסה מגיע לטווח הפתיחה, השסתום נפתח ומשחרר את התווך. לאחר שירדת הלחץ, הוא נסגר שוב.

יישום

לרוב משתמשים בשסתומי ביטחון ללחיצה בחתימות רכות מגומי, אשר מספקות איטום טוב במצב סגור רגיל. הם מתאימים להגנה מפני לחץ יתר הנגרם בתנאים חריגים כגון סגירה אקראית של שסתום, התפשטות תרמית של התווך או כשל ברכיבי הסדרת הלחץ. מכיוון שחתימות רכות אינן אידיאליות לפתיחת-סגירה חוזרת לאורך זמן, לא יש להשתמש בשסתום ביטחון ללחיצה כמתאם לחץ תהליך רגיל או כאלמנט פליטה עקיפה מתמיד.

טיפים לבחירה

לחץ הגדרה: אין להגדירו קרוב מדי ללחץ העבודה הרגיל, אחרת עלול השסתום לפתוח ולסגר באופן תכוף.

קיבולת פירוק: קבעו את הגודל על סמך זרימת הלחץ המרבית האפשרית במערכת. ודאו שהשסתום מסוגל לפרק כמות מספקת של חומר בזמן. אם זרימת הפירוק נמוכה מזרימת הכניסה למערכת, ייתכן שלחץ ימשיך לעלות.

3. שסתום גלישה: הגנה מפני לחץ יתר ובקרת לחץ ביציאת משאבה

שסתום גלישה מפוחת נחושת לאינסטלציה ביציאת משאבת נוזלים ובקרת לחץ.

עקרון פעולה

שסתומי גלישה (הידועים גם כשסתומי עקיפה של לחץ) משמשים בעיקר במערכות נוזלים, בדרך כלל ביציאת משאבות בעלות נפח קבוע. כאשר דרישת המניע נחלשת, שסתום הבקרה נסגר או שהתנגדות המערכת עולה, הלחץ ביציאת המשאבה עולה. שסתום הגלישה נפתח ומחזיר חלק מהנוזל למיכל, לכניסת המשאבה או לצד בעל לחץ נמוך אחר, ובכך מגביל את הלחץ ביציאת המשאבה.

ביחס לصمام ביטחון להשתחרר מהלחץ, אשר מתמקד בהשתחרר מהלחץ הגבוה באופן חריג, הצלב המופרש מתאים יותר לשליטה בלחץ ביציאת המשאבה כאשר יש צורך בשיחרור נוזל תכוף או רציף. לא ניתן להחליף את שני הצלבים רק על סמך לחץ ההגדרה.

שתי יישומים עיקריים

1. כאשר לחץ המערכת עולה באופן חריג, הצלב המופרש נפתח ומשחרר נוזל כדי להגביל את הלחץ המרבי.

2. כאשר משאבה בעלת זרימה קבועה מספקת זרימה רציפה, הצלב המופרש משחרר את הזרימה העודפת בהתאם לדרישת המערכת ומשתתף פעולה בשליטה בלחץ ביציאת המשאבה.

טיפים לבחירה

לחץ וזרימה: לאשר את לחץ ההגדרה, את זרימת הפלט המרבית של המשאבה, את דרישת המערכת הרגילה, את הזרימה העודפת המרבית ואת הפרש הלחצים דרך הצלב.

מבנה ותדירות הפעולה: בהתבסס על פתיחה מזדמנת, פעולה תכופה או שיחרור רציף, לבדוק את מבנה המושב, חומר החותם, התנגדות לרעידה, קיבולת הזרימה ואורך החיים.

קו החזרה והחימום: לבדוק את קוטר צינור החזרה ואת הלחץ האגדי ביציאה. במהלך גלגול מתמשך, דроссל נוזלי יוצר חום. להעריך את העלייה בטמפרטורת הנוזל, את נפח המיכל ואת כושר הקירור של המערכת.

בחירת השסתום לפי היישום

כדי למקד את הבחירה במהירות, להתאים את סוג השסתום לשימוש הממשי:

יציבות לחץ אדים או גז דחוס → שסתום מפחית לחץ מונע על ידי פיקוד (פתוח באופן נורמלי, מותקן בטור)

הגנה מפני לחץ יתר בצנורות ובמיכלים עם פליטה נדירה → שסתום בטיחות ופליטה בעל קפיץ (סגור באופן נורמלי, מותקן במקביל)

יציאת משאבה בעלת זרימה חיובית עם עקיפת נוזל תדירה או מתמדת → שסתום גלגול מפלדה לא חלודה (במקביל, ביציאת המשאבה)

4. שאלות נפוצות

האם ניתן להחליף שסתום בטיחות ופליטה בשסתום גלגול לשליטה בלחץ ביציאת המשאבה?

שסתום ביטחון לפליטה יכול להתמודד עם לחץ יתר חריג ביישומים מתאימים, אך לאו דווקא מתאים לפתיחת תכופות או פליטה רציפה.

האם ניתן להשתמש בשסתום גלישה להגנה מפני לחץ יתר?

שסתום גלישה יכול לגבול את הלחץ המרבי במערכות נוזלים מתאימות. עם זאת, אם תקנות או סטנדרטי עיצוב רלוונטיים דורשים במפורש שסתום שסתום בטיחות , לא ניתן להשתמש בשסתום גלישה כללי כתחליף.

האם שסתום מפחית לחץ דורש הגנה על ידי שסתום פליטה בצד הזרם התחתון?

התשובה תלויה בלחץ המותר של הציוד בצד הזרם התחתון ובסיכון לכשל במערכת. אם כשל בשסתום המפחית לחץ עלול לגרום לעלייה בלחץ בצד הזרם התחתון מעבר לגבולות המותרים של הציוד, יש להתקין שסתום פליטה עצמאי.

5. מידע הנדרש לבחירת השסתום

כדי לעזור למפתחים או לספקים לקבוע את סוג השסתום המתאים ואת התאימות של המוצר, הכינו את המידע הבא:

החומר המועבר, קורוזיביותו, צמיגותו וטוהריו

הלחץ בכניסה והלחץ הרצוי במוצא

זרימה נורמלית, זרימה מקסימלית או זרימת שחרור נדרשת בתנאים חריגים

טמפרטורת הפעולה, סוג החיבור, תדירות הפעולה ולוחץ אחורי במוצא

סיכום

שסתומי הפחתת לחץ, שסתומי בטיחות לשחרור לחץ ושסתומי גלגול כולם מבקרים לחץ, אך הם פותרים בעיות שונות. המפתח הוא לזהות באילו צד של המערכת יש צורך בבקרת לחץ, האם השסתום פועל באופן נורמלי פתוח או נורמלי סגור, והאם השחרור הוא חד-פעמי או מתמשך.

לקונים מהודו ולבני מקצוע מחוץ לישראל, הגישה הבטוחה ביותר היא לבחור על פי תנאי הפעולה, לא רק לפי השם. ספקו את החומר המועבר, הלחץ, הזרימה, הטמפרטורה ותדירות הפעולה, וכך ייעשה קל בהרבה לקבוע את סוג השסתום הנכון.