خانه » نفت و گاز » پکیج تزریق مواد شیمیایی » شیر اطمینان (رلیف ولو) Relief Valve

شیر اطمینان (رلیف ولو) Relief Valve

  • شیر اطمینان (به انگلیسی: Relief valve)
  • گونه‌ای از شیرهای صنعتی است که جهت تنظیم ، کاهش و ثابت نگه داشتن فشار خروجی شیر در خطوط انتقال ، شبکه و توزیع آبهای آشامیدنی  مورد استفاده قرار می گیرند .
  • شیر های فشار شکن در دو نوع مکانیکی و پایلوتدار مورد استفاده قرارمی گیرند .
  • شیرهای اطمینان فشار موجود در سیستم رابا عبور دادن سیال تحت فشار از یک مسیر جانبی، رها می‌کنند.
  • طراحی این شیرها به گونه ای است که در یک فشار از قبل تعیین شده، عمل می‌کنند
  • از سایر تجهیزات سیستم که در معرض فشار هستند، در برابر فشار بیش از حد مجاز محافظت می‌کنند.

مشخصات فنی شیر ایمنی یا اطمینان (Safety Valve)

  • هدف ازکاربرد این نوع شیر روی مخازن تحت فشار، جلوگیری از اعمال فشار بیشتر از حد طراحی بر روی مخزن است.
  • در این نوع شیر قطر ورودی شیر از قطر دهانه خروجی آن کوچکتر می باشد.
  • نحوه تنظیم شیر اطمینان در ادامه متن توضیح داده خواهد شد.
  • از انواع شیر اطمینان صنعتی می توان به شیر ایمنی درون چاهی، شیر ایمنی سطحی، شیر ایمنی فشار و شیر ایمنی قطع کننده اشاره کرد.

انواع شیر اطمینان

  • شیر اطمینان (Relief Valve)
  • شیر اطمینان – ایمنی (Safety Relief Valve)
  • شیر اطمینان با بارگذاری مستقیم (Direct Loaded Safety Relief Valve)
  • شیر اطمینان با بارگذاری پایلوتی (Pilot Operated Safety Relief Valve)
  • شیر اطمینان متعادل فانوسی (Balanced Bellows Safety Relief Valve)
  • شیر اطمینان معمولی (Conventional Safety Relief Valve)
  • صفحه گسیختگی (Rupture Disc)
  • شیر اطمینان خلاء (Vacuum Relief Valve)
  • شیر اطمینان فنر دار (Spring Loaded Safety Valve)
  • شیر اطمینان وزن خالص (Dead-Weight Safety Valve)

شیر اطمینان (Relief Valve)

  • ریلیف ولو یک شیر فشار شکن خودکار است که در صورت افزایش فشار سیستم به طور خودکار باز می شود.
  • این شیر ها به طور ضربه ای عمل نکرده و زمانی استفاده می شود که تخلیه حجم کمی از سیال باعث کاهش سریع فشار شود.
  • این شیرها معمولا به طور مداوم در حالت Overpressure عمل می کنند تا فشار سیستم را در حد نرمال نگه دارند.

شیر اطمینان با بارگذاری پایلوتی (Pilot Operated Safety Relief Valve)

  • شیر اطمینان پایلوت دار شیری است که از یک شیر اصلی و یک دیسک با پیستون  و یک پایلوت تشکیل شده است
  •  وظیفه پایلوت انتقال فشار سیستم به محفظه پیستون است.
  • به دلیل بزرگ بودن سطح مقطع پیستون نسبت به نشیمنگاه دیسک بسته می ماند.
  • هنگامی که فشار به میزان تنظیم شده رسید، پایلوت جریان سیال را به محفظه پیستون می بندد
  • و همزمان محفظه پیستون را تخلیه می کندباعث می شود دیسک باز شود
  • شیرهای Pilot operated دارای امتیازاتی نسبت به سایرین هستند.

از جمله این مزایا می توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • فنر بزرگ و محفظه آن با یک  پایلوت کوچک عوض شده و این امر موجب کاهش وزن و هزینه شیر می شود.
  • شیرهای اطمینان پایلوت دار در ساختار خود فیلتردارند  و به طور کلی برای خدمات نسبتا تمیز توصیه می شوند.
شیر اطمینان (رلیف ولو) Relief Valve

Accumulator Gamma X Pumps ProMinent

شیر اطمینان متعادل فانوسی (Balanced Bellows Safety Relief Valve)

  • شیر اطمینان متعادل فانوسی در سیستمی کاربرد دارد که سیال خورنده باشد و فشار موجود در خروجی شیر از فشار معمولی بالاتر باشد .
  • این شیر شامل یک فانوس است که از ورود سیال خروجی به داخل درپوش شیر جلوگیری می کند.
  • این شیر تاثیر فشار برگشت را به حداقل می رساند و  فرسایش زود هنگام فنررا کاهش می دهد

شیر اطمینان معمولی (Conventional Safety Relief Valve)

  • این شیر  از نوع بارگذاری مستقیم است که فشار تنظیمی آن متأثر از تغییرات فشار موجود در خروجی می باشد .
  • زمانی که فشار موجود در خروجی و فشار متغیر از 10 درصد فشار تنظیمی تجاوز نکند و یا  فشار موجود در خروجی ثابت باشد از این شیر استفاده می شود.

صفحه گسیختگی (Rupture Disc)

  • رپچر دیسک یک صفحه نازک با ضخامت معین است که از افزایش فشار تعیین شده در سیستم جلوگیری کرده و از آن دربرابر خطرات احتمالی  محافظت می کند.
  • از این صفحه در مواقعی استفاده میشود که شیر دچار خوردگی و یا رسوب  شود
  • از دیگر کاربرد های رپچر دیسک تنظیم فشار در زمان هایی ست که سیستم دچار نشتی شود و مواد سمی در آن باشد.

شیر اطمینان خلاء (Vacuum Relief Valve)

  • این شیر ها بر اساس استاندارد API2000 طراحی شده و بطور معمول از نوع شیر کمکی و یا بارگذاری وزنه ای هستند
  • شیر های اطمینان خلاء معمولا بر روی مخازن ذخیره فشار پایین مورد استفاده قرار می گیرند

شیر اطمینان فنر دار (Spring Loaded Safety Valve)

  • ساختار شیر اطمینان با فنر به این صورت است که روی صفحه دریچه آن فنری ایجاد شده که دیسک شیر را جهت خلاف جریان ورودی می فشارند
  • به وسیله مهره ای که در بالای این فنر موجود است می توان فشار روی دریچه مخزن را تا حد ایمنی مورد نظر تنظیم کرد.
  • زمانی که فشار داخل افزایش یابد این فنر باز شده و دیسک را آزاد می کند.
  • این امرباعث جریان سیال می شود. این نوع شیر اطمینان بیشتر برای مخازن تحت فشار استفاده می شود.
  • با توجه به نوع سیال به کار رفته در خط که می تواند بخار، گاز و یا مایع باشد از یک آب بند در کنار فنر استفاده می شود که باعث می شود  فشار برگشتی به حداقل برسد.

شیر اطمینان وزن خالص (Dead-Weight Safety Valve)

  • در این نوع شیر فشار را از طریق دیسک کاهش داده و از فنر استفاده نمی شود.
  • این طور که که وقتی فشار در سیستم بالا رود، دیسک با حرکت به سوی بالا فشار را کاهش می دهد.

شیر اطمینان چیست؟

  • شیر اطمینان شیری است که بوسیله یک فنر بسته شده است
  •  با رسیدن فشار پشت شیر به یک فشار استاتیکی مشخص عمل کرده و به سرعت باز می شود.
  • با مشخص بودن مساحت سطح مقطع و اندازه نازل می توان مشخص نمود که چه حجم سیال از شیر خارج می شود.
  • اول باید اندازه نازل خروجی محاسبه شود.
  • شیرهای اطمینان با آزاد کردن مقداری از سیال به بیرون از منطقه تحت فشار، ایمن سازی را به انجام می رسانند.
  • شیر اطمینان در جاهایی که حداکثر فشار کاری به وجود می آید نصب می شود.
  • در سیستم های تولید بخار، شیرهای اطمینان برای پیشگیری از افزایش فشار بر روی بویلرها نصب می شوند.

انواع شیر اطمینان

شیر اطمینان با فنر

  • ساختار شیر اطمینان با فنر به اینگونه است که روی صفحه دریچه آن فنری ایجاد شده
  • و به وسیله مهره ای که در بالای این فنر وجود دارد می توان فشار روی دریچه مخزن را تنظیم کرد
  • این نوع شیر اطمینان بیشتر برای مخازن تحت فشارمورد استفاده قرار می گیرد.

شیر اطمینان وزنه ای

ساختار این نوع از شیرهای اطمینان اینطور است که فشار درون مخزن توسط نیروی وزنه های موجود روی دریچه مخزن  قابل تنظیم می باشد.

شیر اطمینان با فنر و دیافراگم

این نوع شیر اطمینان برای کنترل مواد و سیالات در مخزن استفاده می شود و هم زمان می تواند فشار و سطح مایع درون مخزن را کنترل نماید.

انواع شیر ایمنی بر اساس کاربری

  • Safety valve: این نوع شیر اطمینان بیشتر روی مخازن و دستگاه های محتوی گاز، هوا، بخار و غیره نصب می شود.
  • Valve Relief: این نوع شیر اطمینان بیشتر بر روی مخازن و دستگاه های محتوی مایع نصب می شوند.
  • Valve Relief Safety: این نوع شیر اطمینان بر روی دستگاه های محتوی گاز و مایع نصب می شود

نازل در شیر ایمنی

  • نازل (Nozzle) بخشی از شیر ایمنی یا همان شیر اطمینان است که بطور مستقیم در فشار سیال قرار دارد
  • و به دو دسته Full و Semi (نیمه) تقسیم بندی می شود.
  • نازل Full شامل تمام بخش ورودی می شود که به بدنه پیچ می گردد
  • و نازل Semi (نیمه) تنها بخشی از ورودی را شامل می شود و معمولا قابل تعویض نمی باشد.

کاربرد شیر اطمینان

  •  صنایع، مخازن و تجهیزات تحت فشار باید بوسیله شیر اطمینان محافظت شوند.
  • شیرهای ایمنی را باید به گونه ای انتخاب کرد که در صورت بهم خوردن تعادل در فشار مخزن، شیر اطمینان باز و مقادیر اضافی سیال را خارج نماید.
  • در مواردی که تجهیزات فشار علاوه بر بهم خوردن تعادل در شرایط کاری در معرض خطرات آتش سوزی یا انفجار نیز هستند،
  • این شیرها باید طوری انتخاب شوند که در فشار معینی باز گردند.
  • همچنین ظرفیت آن را داشته باشند که مقدار اضافی سیال داخل مخزن را که در اثر حرارت تغییر حالت داده است به بیرون تجهیزمنتقل کند.
  • شیرهای اطمینان باید در فشاری حدود 10% بیشتر از فشاری که تجهیز باید نگه دارد
  • یا در حدود بالاترین فشاری که مخزنقادر به تحمل ان است انتخاب شوند.
  • در مخازن ضد انفجار، فشار مخزن نباید از 20% فشار طراحی بالاتر برود.
  • شیرهای ایمنی به عنوان وسیله مناسب برای جلوگیری از افزایش فشار در موتورخانه ها، کارخانه ها و برای انواع سیالات از قبیل گاز، بخار، آب یا هوای فشرده استفاده می گردند.
  • محدودیت فشار در این  کاربری ها که اصطلاحاً به محدوده فشار کارکرد امن معروف است
  • معمولاً ناشی از فشار قابل تحمل تجهیزات، لوله ها و دستگاه ها یا محصولات تولیدی و همینطور مسائل مرتبط با حفظ ایمنی افراد می باشد.
  • نحوه باز شدن شیرهای اطمینان و مشخصات کاری آنها ارتباط مستقیمی دارد با نحوه طراحی قطعات داخلی شیر .
  •  این طراحی طوری انجام می گیرد که پس از شروع باز شدن شیر اطمینان در اثر ازدیاد فشار این عمل تا زمانی که شیر کاملاً شود به سرعت تشدید می شود.

تفاوت شیر اطمینان (Safety Valve) و شیر اطمینان فشار شکن (Safety Relief Valve) در چیست؟

  • واژه شیر اطمینان (Safety Valve) و شیر اطمینان فشار شکن (Safety Relief Valve) اصطلاحاتی هستند که برای تشریح انواع گوناگونی از تجهیزات واحد می باشند.
  •  محدوده وسیعی از شیرهای مختلف که برای کارکردهای گوناگون جهت عمل در شرایط بحرانی فشار می باشند مورد استفاده قرار می گیرند.
  •  تفاوت اصلی این دو  شیر در نوع سیال آن می باشد.
  • شیر اطمینان  برای سیالات تراکم پذیر و شیر های اطمینان فشار شکن اغلب برای سیالات تراکم ناپذیر از جمله روغن و آب مورد استفاده قرار می گیرند.
  • از دیگر تفاوت های آن میشود گفت که در سیفتی ولو  اگر فشار ورودی سیستم به فشار تنظیم شده ست پوینت برسد
  • این شیر واکنش نشان داده و جزو شیر های واکنش سریع می باشد و  تا هنگامیکه فشار به پائین تر از فشار مورد نظر نرسد، شیر باز می ماند.
  •  در شیر های اطمینان فشارشکن هنگامیکه فشار ورودی از فشار تنظیم شده  بالاتر  رود این  شیر به تدریج فشار را متعادل می نماید.
  • شیر های اطمینان فشار شکن  معمولا بطور مداوم در حالت Over Pressure قرار دارند  تا فشار را بالانس کنند.
  • عمل کردن این ولوها هیچگاه بصورت (Pop-Action ضربه ای) نمی باشد.
  • در بیشتر استانداردها تعاریف ویژه ای برای  شیر اطمینان و شیر اطمینان فشار شکن عنوان شده است.
  • در استانداردهای امریکایی و اروپایی تفاوت هایی بین اصطلاحات تجهیزات کاربردی از لحاظ معنی وجود دارد.
  • از جمله این تجهیزات می توان به این شیرها اشاره نمود.
  • در استانداردهای اروپایی به این قبیل ولوها اصطلاحاً شیر اطمینان و در استانداردهای آمریکایی شیر اطمینان فشار شکن گفته می شود.
  • از جمله موارد دیگر اختلاف بین Safety Valve و Relief Valve به این اشاره کرد که در شیرهای اطمینان به محض اینکه فشار عملکردی به فشار تنظیمی (Set Point) برسد
  • سریعاً این شیر عمل می کند و تا هنگامیکه فشار عملکردی به پائین تر از فشار تنظیمی نرسد این شیر باز می ماند.
  • در شیرهای اطمینان فشار شکن زمانی که فشار ورودی سیال تا نقطه فشار تنظیمی بالا رود این شیر به ارامی باز شده تا فشار را بالانس نماید.
  • شیر فشار شکن عموماً برای سیالاتی که غیر قابل تراکم می باشند مانند آب و روغن و غیره مورد استفاده قرار می گیرد.
  • شیر اطمینان عموماً برای سیالات تراکم پذیر مورد استفاده قرار می گیرد.
  • Relief Valve ها معمولاً به صورت معمول در حالت Overpressure عمل می کنند تا فشار سیستم را تا حد نرمال تنظیم کنند.
  •  این شیرها هیچگاه بصورت Pop-Action (عمل کردن ضربه ای) عمل نمی کنند.
  • شیر اطمینان عملیات ایمن سازی را با آزاد کردن مقداری از سیال به واحد (یا به درون خطوط) به انجام می رساند.
  • در نقاطی که فشار کاری بوجود می آید شیر ایمنی نصب می شود. در ارتباط با شیرهای اطمینان بهتر است که با اصطلاحاتی در این زمینه آشنا شویم:

بالاترین فشار (Over Pressure)

  • فشاری است که شیر اطمینان در وضعیت کاملاً باز قرار می گیرد و دارای حداکثر ظرفیت تخلیه خود می باشد.
  • واضح است که این فشار بالاتر از فشار نقطه تنظیم (Set Pressure) می باشد و مقدار آن با توجه به کاربردها و استانداردهای مختلف، متفاوت است.
  • استاندارد BS 5500 این مقدار اختلاف فشار را در سیستم های بخار و گاز برابر حداکثر 10% درصد فشار تنظیمی شیر اطمینان در نظر می گیرد.
  • در فرآیندهایی که ممکن است در اثر ازدیاد فشار به محصول یا تجهیزات خسارتی وارد شود شیرهای اطمینان از بروز این خسارات پیشگیری می کنند.

پایین ترین فشار (Blow Down)

  • مقدار اختلاف فشار پایینتر از نقطه تنظیم شیر اطمینان است که بسته شدن کامل و محکم شیر اطمینان پس از باز شدن و  برگشت سیستم به فشار عادی می باشد.
  • این پارامتر به Reset Differential نیز معروف است. میزان Blow Down نیز طبق استاندارد مذکور حدود 10% می باشد.
  • مقادیر Over Pressure و Blow Down بسته به نوع سیستم انتخابی طراح متغیر است و به طور مثال می توانند به ترتیب 3% و 4 % انتخاب شوند.

نقطه تنظیم (Set Point)

  • تنظیم مناسب نقطه عملکرد و باز شدن شیر اطمینان، اولاً به دلایل ایمنی مذکور و ثانیاً به منظور اطمینان از کارکرد شیر اطمینان با حداقل صدا ضروری می باشد.
  • این نقطه نباید بیشتر از SOL/P یا محدوده فشار کارکرد ایمن تجهیزات باشد.
  •  باید به خاطر داشت که تنظیم فشار آزاد سازی شیر اطمینان روی فشار کمتر از SOL/P هیچگونه مزیتی به همراه ندارد.
  • تنها باعث افزایش احتمالی دفعات باز شدن شیر اطمینان و فرسوده شدن آن خواهد شد.
  • میزان تغییرات احتمالی در فشار سیستم پارامتر دیگری است که باید در فشار تنظیم شیر اطمینان در نظر گرفته شود.
  • از باز شدن بی مورد شیر جلوگیری به عمل آید.
  • اگر این مورد نادیده گرفته شود، شیر اطمینان در حالت نزدیک به بسته کار خواهد نمود که به این پدیده Simmering گفته می شود.
  • این حالت در نتیجه نزدیک بودن بیش از اندازه فشار سیستم به نقطه تنظیم اتفاق می افتد.
  •  علاوه بر ایجاد سر و صدا ، باعث ایجاد صدمه به قسمت های داخلی شیر و در نتیجه نشت دائمی آن خواهد شد.

شیر اطمینان چیست

  • شیر اطمینان فشار Pressure Safety Valve
  • به اختصار PSV
  • از مهم ترین تجهیزات ایمنی در صنعت نفت و گاز
  • از وارد شدن فشار بیش از حد به لوله ها، شیرآلات، دوزینگ پمپ و اجزای دیگر میشود
  • تنظیم PSV در فشار مد نظر و خارج نشدن تنظیم آن بسیار اهمیت دارد

تعریف رسمی شیر اطمینان

  • یک شیر اتومات است
  • یعنی بدون دخالت کاربر فعال میشود
  • باعث خالی شدن حجم مشخصی از سیال میشود
  • تا از بالاتر رفتن فشار لاین از حد تنظیمش جلوگیری کند
  • بعد از رسیدن به سطح فشاری قبلی دوباره غیرفعال میشود

افزایش فشار مجاز به دلایل مختلف اتفاق می افتد

  • – جریان ناخواسته سیال توسل شیرهای قطع و وصل
  • – عملکرد نامناسب و یا خرابی شیرهای تقلیل فشار
  • – نقص در سیستم خنک کننده که موجب تبخیر و انبساط سیال می شود
  • – قطع نیروی الکتریسیته یا هوای فشرده به سیستم های کنترل
  • – آتش سوزی
  • – شکست لوله های مبدل های حرارتی
  • – واکنش های شیمیایی ناخواسته
  • – تغییرات دمای محیل

انواع مختلفی از شیرهای اطمینان یا سوپاپ اطمینان با استاندارد های گوناگون مورد استفاده قرار می گیرند.

اصطلاح Safety Valve در اروپا معادل Safety Relief Valve یا Pressure Relief Valve در آمریکا است و لغت Safety Valve در آمریکا اصطلاحا به شیر اطمینان Full-Lift در اروپا اطلاق می شود.

تعریف شیر اطمینان یا سوپاپ اطمینان در استاندارد DIN3320 و BS 6759 به شرح زیر است :

شیر اطمینان شیری است که به صورت اتوماتیک و بدون کمک هر گونه انرژی خارجی موجب تخلیۀ مقدار مشخصی از سیال شده تا از افزایش فشار، بیش از مقدار تعیین شده جلوگیری کند

و همچنین پس از بازگشت فشار به حالت طبیعی، بسته شده و از خروج بیشتر سیال جلوگیری کند.

Over Pressure (بالاترین فشار):

فشاری است که شیراطمینان در وضعیت کاملاً باز قرار می گیرد و حداکثر ظرفیت تخلیه خود را دارا می باشد.

واضح است که این فشار بالاتر از فشار نقطه تنظیم (Set pressure) می باشد

و مقدار آن با توجه به کاربردها و استانداردهای مختلف، متفاوت می باشد.

استاندارد BS 5500 این مقدار اختلاف فشار را در مورد سیستم های بخار و گاز برابر حداکثر 10% درصد فشار تنظیمی شیر اطمینان در نظر می گیرد.

شیرهای اطمینان در فرآیندهای که ممکن است در اثر ازدیاد فشار به محصول و یا تجهیزات خسارتی وارد شود از بروز این خسارات جلوگیری می کنند.

Blow Down (پایین ترین فشار):

  • مقدار اختلاف فشار پایین تر از نقطه تنظیم شیر اطمینان است که جهت بسته شدن کامل و محکم شیر اطمینان پس از باز شدن
  • و سپس برگشت سیستم به فشار عادی مورد احتیاج می باشد.این پارامتر بهReset Differentialنیز معروف است.
  • میزانBlow down نیز طبق استاندارد مذکور حدود10% می باشد.
  • مقادیرOver pressure وBlow down بسته به نوع سیستم انتخاب طراح متغییر بوده و بطور مثال می تواند به ترتیب 3% و 4 % انتخاب گردند.
  • در هر جایی که احتمال افزایش فشار بیش از حداکثر مجاز سیستم (MA WP) وجود داشته باشد، باید از شیر اطمینان استفاده کرد.
  • در سیستم های بخار، شیر اطمینان (سوپاپ اطمینان) معمولا در روی بویلر (دیگ بخار) و تجهیزاتی مانند خروجی فشار شکن ها نصب می شود.
  • حتی گاهی از شیر اطمینان به عنوان یک شیر خودکار یکطرفه استفاده می کنند.

در انتخاب شیر اطمینان به چه مواردی دقت کنیم

  • چه نوع شیر اطمینانی برای فرآیند مورد نظر ما مناسب است؟
  • آیا روش آسانی برای محاسبه سایز شیر اطمبنان وجود دارد؟
  • چه نوع جنسی برای شیر اطمینان باید انتخاب کرد تا با شرایط فرآیندی مورد نظر ما هم خوانی داشته باشد؟

قبل از پاسخ دادن به این سوالات بهتر است با تعریف و نحوه کار شیر اطمینان آشنا شویم، در ادامه به معرفی اجزای شیر اطمینان می پردازیم. تلاش خواهیم کرد با ارائه مطالبی به شما کمک کنیم که با آگاهی کامل شیر اطمینان مناسبی را انتخاب کنید.

شیر اطمینان فشار چیست

طبق استاندارد DIN3320 و BS 6759 شیر اطمینان شیری است که به صورت اتوماتیک و بدون کمک هر گونه انرژی خارجی موجب تخلیه مقدار مشخصی از سیال شده تا از افزایش فشار، بیش از مقدار تعیین شده جلوگیری کند و همچنین پس از بازگشت فشار به حالت طبیعی بسته می شود و از خروج بیشتر سیال جلوگیری می کند.

استـاندارد API 520 Part 1 به بررسی نحوه انتخاب، محاسبه سایز، نحوه نصب تجهیزات فشار شکن در پالایشگاه ها می پردازد. این استاندارد در مورد شیر اطمینان تعریف زیر را بیان کرده است: شیر اطمینان شیری است که توسط یک فنر بسته شده است و با رسیدن فشار پشت شیر به یک فشار استاتیکی مشخص عمل کرده و به سرعت باز می شود.

شیرهای اطمینان معمولاً برای سیالات تراکم پذیر به کار می روند. با مشخص بودن مساحت سطح مقطع و اندازه نازل می توان مشخص کرد که چه حجم سیال از شیر خارج خواهد شد.

در صنعت، مخازن تحت فشار باید به وسیله دریچه اطمینان محافظت شوند. دریچه های اطمینان باید به گونه ای انتخاب شوند که در صورت به هم خوردن تعادل در فشار مخزن، شیر اطمینان باز شده و مقادیر اضافی مایع یا گاز خارج شوند. شیرهای اطمینان در فشاری در حدود ۱۰% بیش از فشاری که مخزن باید نگه دارد و یا در بالاترین فشاری که مخزن می تواند تحمل کند طراحی می شوند. در مخازن ضد انفجار، فشار مخزن نباید از ۲۰% فشار طراحی بالاتر برود.

شیرهای اطمینان به عنوان وسیله ای مناسب جهت جلوگیری از افزایش فشار ناگهانی در موتورخانه ها، کارخانه ها و به طور کلی انواع سایت های صنعتی و برای انواع سیالات از قبیل گاز، بخار، آب و یا هوای فشرده استفاده می گردند. محدودیت فشار در این موارد معمولاً ناشی از فشار قابل تحمل تجهیزات، لوله ها و دستگاه ها و یا محصولات تولیدی و همچنین مسائل مرتبط با حفظ ایمنی افراد می باشد که اصطلاحاً به محدوده فشار کارکرد امن معروف است.

چگونگی باز شدن شیرهای اطمینان و مشخصات کاری آن ها ارتباط مستقیم با نحوه طراحی قطعات داخلی شیر دارد. در اغلب موارد این طراحی طوری انجام می شود که پس از باز شدن شیر اطمینان در اثر ازدیاد فشار، این عمل به سرعت تشدید شده تا زمانی که شیر کاملاً باز گردد.

شیرهای اطمینان از طریق آزاد کردن مقداری از سیال به واحد (یا به درون خطوط) عملیات ایمن سازی را انجام می دهند. شیرهای فشار در قسمت هایی که حداکثر فشار کاری به وجود می آیند نصب می گردند. در سیستم های تولید بخار، شیرهای اطمینان برای جلوگیری از افزایش فشار بر روی بویلرها نصب می گردند.

بالاترین فشار

فشاری است که شیراطمینان در وضعیت کاملاً باز قرار می گیرد و حداکثر ظرفیت تخلیه خود را دارا می باشد. واضح است که این فشار بالاتر از فشار نقطه تنظیم می باشد و مقدار آن با توجه به کاربردها و استانداردهای مختلف، متفاوت می باشد. استاندارد BS 5500 این مقدار اختلاف فشار را در مورد سیستم های بخار و گاز برابر حداکثر ۱۰% درصد فشار تنظیمی شیر اطمینان در نظر می گیرد. شیرهای اطمینان در فرآیندهایی که ممکن است در اثر ازدیاد فشار به محصول و یا تجهیزات خسارتی وارد شود از بروز این خسارات جلوگیری می کنند.

پایین ترین فشار

این فشار پایین تر از نقطه تنظیم شیر اطمینان است که جهت بسته شدن کامل و محکم شیر اطمینان پس از باز شدن و سپس برگشت سیستم به فشار عادی مورد احتیاج می باشد. این پارامتر به Reset Differential نیز معروف است. میزانBlow down  نیز طبق استاندارد مذکور حدود۱۰% می باشد. مقادیر Over pressure وBlow down  بسته به نوع سیستم طراح متغیر بوده و به طور مثال می تواند به ترتیب ۳% و ۴ % انتخاب گردند.

در هر جایی که احتمال افزایش فشار بیش از حداکثر مجاز سیستم وجود داشته باشد، باید از شیر اطمینان استفاده کرد. در سیستم های بخار، شیر اطمینان (سوپاپ اطمینان) معمولا در روی بویلر (دیگر بخار) و تجهیزاتی مانند خروجی فشار شکن ها نصب می شود. حتی گاهی از شیر اطمینان به عنوان یک شیر خودکار یک طرفه استفاده می کنند.

علل افزایش فشار مجاز

  • جریان ناخواسته سیال توسل شیرهای قطع و وصل
  • عملکرد نامناسب و یا خرابی شیرهای تقلیل فشار
  • نقص در سیستم خنک کننده که موجب تبخیر و انبساط سیال می شود
  • قطع نیروی الکتریسیته یا هوای فشرده به سیستم های کنترل
  • آتش سوزی
  • شکستن لوله های مبدل های حرارتی
  • واکنش های شیمیایی ناخواسته
  • تغییرات دمای محیط