Forged Steel Gate Valve – فورج

معرفی

ویژگی اصلی گیت ولوهای فورج شده، سایز کوچک و بدنه ای با متریال فورج می باشد که این ویژگی ها منجر به استفاده از آنها در سرویس هایی با فشار و دمای بالا می گردد. این شیرها بر اساس استاندارد API 602, ASME B16.34, BS 5352 تولید می شوند و دارای پیکربندی های متنوعی می باشند از جمله نوع اتصال بدنه و درپوش، قطر گذرگاه (Bore) شیر و نوع اتصال؛ که در ادامه توضیحات مفصلی ارائه گردیده است:

– نوع اتصال بدنه و درپوش: دو حالت وجود دارد یکی به صورت جوشی (Welded Bonnet) که در این حالت درپوش به بدنه پیچ شده و پس از آن یک لایه دور تا دور جوش کاری می شود و در نتیجه باعث یک آببندی قوی و دو لایه می شود. حالت دوم به صورت اتصال با پیچ و مهره هست که به آن Bolted bonnet می گویند و مزیت آن مونتاژ و دمونتاژ آسان شیر است

– قطر گذرگاه (Bore): گذرگاه شیر یا Bore مجرای عبور سیال در زمان باز بودن شیر می باشد، به عبارتی مجرایی که توسط seat احاطه شده است. با این تعریف دو حالت داریم:
1- قطر این مجرا می تواند با قطر داخلی در ابتدای (یا انتها) شیر برابر باشد که در این حالت به آن Full Bore در استاندارد API 602 و Standard Bore در استاندارد BS 5352 می گویند. در جداول هر استاندارد برای سایز و کلاس های مختلف مقدار مینیموم آن مشخص شده است.
2- در صورتی که قطر مجرا نسبت به قطر داخلی در ابتدا (یا انتها) کمتر باشد به آن Standard Bore در استاندارد API 602 و Reduced Bore در استاندارد BS 5352 می گویند. در جداول هر استاندارد برای سایز و کلاس های مختلف مقدار مینیموم آن مشخص شده است.

اجزاء

در شکل زیر اجزا یک گیت ولو فورج شده نمایش داده شده است؛ این مدل از شیرها از لحاظ پیکربندی تنوع زیادی دارند (استاندارد، اتصال درپوش، سیستم ساقه، نو اتصال و…) لذا در این بخش جهت معرفی کلی اجزاء از یک شیر با مشخصات API 602-Bolted bonnet-Os&Y با اتصال دنده ای استفاده شده است.

با توجه به تخصصی بودن نام اجزاء از ترجمه آنها به فارسی خودداری گردیده است.

1. handwheel
2. identification plate
3. handwheel nut
4. stem nut
5. stem
6. gland bolting
7. gland flange
8. gland
9. packing
10. bonnet bolting
11. bonnet
12. gasket
13. seat ring
14. gate
15. body

انواع پیکربندی ها:

اتصال در پوش به بدنه: Bolted Bonnet – Welded Bonnet
پیکربندی ساقه: OS&Y – IS&Y
نوع اتصال:
Socket weld (جوش از داخل)
Threaded (رزوه ای)
Flanged (فلنجی با وجه RF, RTJ)
Buttweld (لب جوش)
قطر گذرگاه (Bore): Full or Standard (API 602) – Standard or Reduced (BS 5352)

سایز و کلاس

کلاس	سایز (اینچ)
کلاس	1/4	3/8	1/2	3/4	1	1 1/4	1 1/2	2	2 1/2	3	4
150	–	–	F, BW, BB, ASME B16.34, API 602, BS 5352	F, BW, BB, ASME B16.34, API 602, BS 5352	F, BW, BB, ASME B16.34, API 602, BS 5352	F, BW, BB, ASME B16.34, API 602, BS 5352	F, BW, BB, ASME B16.34, API 602, BS 5352	F, BW, BB, ASME B16.34, API 602, BS 5352	F, BW, BB, ASME B16.34, API 602	F, BW, BB, ASME B16.34, API 602	F, BW, BB, ASME B16.34, API 602
300	–	–	F, BW, BB, ASME B16.34, API 602, BS 5352	F, BW, BB, ASME B16.34, API 602, BS 5352	F, BW, BB, ASME B16.34, API 602, BS 5352	F, BW, BB, ASME B16.34, API 602, BS 5352	F, BW, BB, ASME B16.34, API 602, BS 5352	F, BW, BB, ASME B16.34, API 602, BS 5352	F, BW, BB, ASME B16.34, API 602	F, BW, BB, ASME B16.34, API 602	F, BW, BB, ASME B16.34, API 602
600	–	–	F, BW, BB, ASME B16.34, API 602, BS 5352	F, BW, BB, ASME B16.34, API 602, BS 5352	F, BW, BB, ASME B16.34, API 602, BS 5352	F, BW, BB, ASME B16.34, API 602, BS 5352	F, BW, BB, ASME B16.34, API 602, BS 5352	F, BW, BB, ASME B16.34, API 602, BS 5352	F, BW, BB, ASME B16.34, API 602	F, BW, BB, ASME B16.34, API 602	F, BW, BB, ASME B16.34, API 602
800	S, T, BB, WB, ASME B16.34, API 602, BS 5352	S, T, BB, WB, ASME B16.34, API 602, BS 5352	S, T, BB, WB, ASME B16.34, API 602, BS 5352	S, T, BB, WB, ASME B16.34, API 602, BS 5352	S, T, BB, WB, ASME B16.34, API 602, BS 5352	S, T, BB, WB, ASME B16.34, API 602, BS 5352	S, T, BB, WB, ASME B16.34, API 602, BS 5352	S, T, BB, WB, ASME B16.34, API 602, BS 5352	S, T, BB, WB, ASME B16.34, API 602	S, T, BB, WB, ASME B16.34, API 602	S, T, BB, WB, ASME B16.34, API 602
1500*	S, T, F, BW, BB, WB, ASME B16.34, API 602, BS 5352	S, T, F, BW, BB, WB, ASME B16.34, API 602, BS 5352	S, T, F, BW, BB, WB, ASME B16.34, API 602, BS 5352	S, T, F, BW, BB, WB, ASME B16.34, API 602, BS 5352	S, T, F, BW, BB, WB, ASME B16.34, API 602, BS 5352	S, T, F, BW, BB, WB, ASME B16.34, API 602, BS 5352	S, T, F, BW, BB, WB, ASME B16.34, API 602, BS 5352	S, T, F, BW, BB, WB, ASME B16.34, API 602, BS 5352	S, T, F, BW, BB, WB, ASME B16.34, API 602	S, T, F, BW, BB, WB, ASME B16.34, API 602	S, T, F, BW, BB, WB, ASME B16.34, API 602
2500*	–	–	S, T, F, BW, BB, WB, ASME B16.34	S, T, F, BW, BB, WB, ASME B16.34	S, T, F, BW, BB, WB, ASME B16.34	S, T, F, BW, BB, WB, ASME B16.34	S, T, F, BW, BB, WB, ASME B16.34	S, T, F, BW, BB, WB, ASME B16.34	–	–	–
4500	–	–	S, T, WB, ASME B16.34	S, T, WB, ASME B16.34	S, T, WB, ASME B16.34	S, T, WB, ASME B16.34	S, T, WB, ASME B16.34	S, T, WB, ASME B16.34	–	–	–
* برای شیرهای با اتصال فلنجی اتصال درپوش به صورت BB در نظر گرفته می شود F: Flanged BW: Butt weld S: Socket weld T: Threaded BB: Bolted Bonnet WB: Welded Bonnet

استاندارد ها

استاندارد	شرح
API 602 – BS 5352 – ASME B16.34	طراحی و ساخت ( حدود هر استاندارد در جدول قسمت سایز و کلاس مشخص شده است)
ASME B16.34 – BS 5352	نمودارهای فشار و دما
ASME B16.11	طراحی جوش داخلی (Socket Weld)
ASME B1.20.1	طراحی سر رزوه ای (Threaded)
ASME B16.5	طراحی فلنج
ASME B16.25	طراحی سرجوشی
ASME B16.10	ابعاد Face to Face (فاصله دو سر فلنج یا دو سرجوش)
ASTM	متریال ها
API 598	تست و بازرسی

متریال

گروه متریالی	متریال پایه	UNS	ASTM
Carbon Steel	C-Mn-Fe	K03504	A105N
Low Temperature Carbon Steel	C-Mn-Fe	K03011	A350-LF2
Low Temperature Alloy Steel	3.1/2Ni	K32025	A350-LF3
Moly Steel	C-1/2Mo	K12822	A182-F1
Alloy Steel Chrome Moly	1.1/4Cr-1/2Mo	K11572	A182-F11 cl2
	2.1/4Cr-1Mo	K21590	A182-F22 cl3
	5Cr-1/2Mo	K41545	A182-F5
	9Cr-1Mo	K90941	A182-F9
	9Cr-1Mo-V		A182-F91
Austenitic S.Steel 300 series S.Steel	304 : 18Cr-8Ni	S30400	A182-F304
	304L : 18Cr-8Ni	S30403	A182-F304L
	304H :	S30409	A182-F304H
	316 : 16Cr-12Ni-2Mo	S31600	A182-F316
	316L : 16Cr-12Ni-2Mo	S31603	A182-F316L
	316H :	S31609	A182-F316H
	316Ti:	S31635	A182-F316Ti
	321: 18Cr-10Ni-Ti	S32100	A182-F321
	321H	S32109	A182-F321H
	347: 18Cr-10Ni-Cb(Nb)	S34700	A182-F347
	347H	S34709	A182-F347H
	317L	S31703	A182-F317L
Alloy 20	28Ni-19Cr-Cu-Mo	N08020	A182-F20
Duplex 2205	22Cr-5Ni-3Mo-N	S31803 S32205	A182-F51
Super Duplex 2507	25Cr-7Ni-4Mo-N	S32750	A182-F53
Super Duplex F55	25Cr-7Ni-3.5Mo-N-Cu-W	S32760	A182 F55
Super Austenitic 6Mo	20Cr-18Ni-6Mo	S31254	A182-F44
Incoloy 800	33Ni-42Fe-21Cr	N08800	B564-N08800
Incoloy 825	42Ni-21.5Cr-3Mo-2.3Cu	N08825	B564-N08825
Nickel	99/95Ni	N02200	B160-N02200 (bar)
Monel 400	67Ni-30Cu	N04400	B564-N04400
Monel 500		N05500	B564-N05500
904L		N08904	904L
Inconel 600	72Ni-15Cr-8Fe	N06600	B564-N06600
Inconel 625	60Ni-22Cr-9Mo-3.5Cb	N06625	B564-N06625*
Hastelloy C-276	54Ni-15Cr-16Mo	N10276	B564-N10276*
Titanium	98Ti	R50400	B381-Gr2

متریال Trim یا اجزاء داخلی به شرح ذیل می باشد:

API Trim No	Nonimal Trim	Stem	Disc/Wedge	Seat	Min Hardness (Brinell)
1	F6	410 (13Cr)	F6 (13Cr)	410 (13Cr)	250
2	304	304 (18Cr-8Ni)	304 (18Cr-8Ni)	304 (18Cr-8Ni)	not specified
3	–	(25Cr-20Ni)	310 (25Cr-20Ni)	310 (25Cr-20Ni)	not specified
4	–	410 (13Cr)	F6 (13Cr)	F6 (13Cr)	750
5	Hardfaced	410 (13Cr)	F6 + St Gr6 (CoCr Alloy)	410 + St Gr6 (CoCr Alloy)	350
5A	–	410 (13Cr)	F6+Hardf. NiCr Alloy	410+Hardf. NiCr Alloy	350
6	–	410 (13Cr)	F6 (13CR)	Monel®(NiCu Alloy)	250/175
7	–	410 (13Cr)	F6 (13Cr)	F6 (13Cr)	250/750
8	F6 and Hardfaced	410 (13Cr)	F6 (13Cr)	410 + St Gr6 (CoCr Alloy)	250/350
8A	–	410 (13Cr)	F6 (13Cr)	410 Hardf. Nicr Alloy	250/350
9	Monel	Monel® (NiCu Alloy)	Monel® (NiCu Alloy)	Monel® (NiCu Alloy)	not specified
10	316	316 (18Cr-8Ni-Mo)	316 (18Cr-8Ni-Mo)	316 (18Cr-8Ni-Mo)	not specified
11	Monel and Hardfaced	Monel® (NiCu Alloy)	Monel® (NiCu Alloy)	Monel® St Gr6	350
11A	–	Monel® (NiCu Alloy)	Monel® (NiCu Alloy)	Monel® Hardif. NiCrA	350
12	316 and Hardfaced	316 (18Cr-8Ni-Mo)	316 (18Cr-8Ni-Mo)	316 + St. Gr6	350
12A	–	316 (18Cr-8Ni-Mo)	316 ( 18Cr-8Ni-Mo)	316 Hardf. NiCr Alloy	350
13	Alloy 20	Alloy 20 (19Cr-29Ni)	Alloy 20 (19Cr-29Ni)	Alloy 20 (19Cr-29Ni)	not specified
14	Alloy 20 and Hardfaced	Alloy 20 (19Cr-29Ni)	Alloy 20 (19Cr-29Ni)	Alloy 20 St Gr6	350
14A	–	Alloy 20 (19Cr-29Ni)	Alloy 20 (19Cr-29Ni)	Alloy 20 Hardf. NiCr Alloy	350
15	Hardfaced (304)	304 (18Cr-8Ni)	304 + St Gr6	304 + St Gr6	350
16	Hardfaced (316)	316 HF (18Cr -8Ni-Mo)	316 + St Gr6	316 + St Gr6	350
17	Hardfaced (347)	347 HF (18Cr-10Ni-Cb)	347 + St Gr6	347 + St Gr6	350
18	Hardfaced Alloy 20 HF	Alloy 20 (19Cr-29Ni)	Alloy 20 + St Gr6	Alloy 20 + St Gr6	350
n/a	Alloy 625	Alloy 625	Alloy 625	Alloy 625

مدل Extended Body

شیرهای Extended Body از زیر مجموعه های تخصصی گیت ولوهای فورج شده و طبق استاندارد API 602 می باشند؛ که در این بخش به صورت جداگانه مورد بررسی قرار می گیرند.

این شیرها دارای یک سر کشیده می باشند ؛ هدف از این نوع طراحی استفاده از آنها جهت اندازه گیری فشار، تهویه، درین و نمونه گیری از سیال می باشد. این سر کشیده یا اصطلاحاً Extend شده به نصب، بازرسی و تعمیرات سریع در محل مورد استفاده کمک می کند.

سر کشیده می تواند با دو پیکر بندی زیر ساخته و عرضه شود:

Integrally reinforced extended body (IREB): اتصال انتهایی آن به شکل سرجوش (BW) و ساکت نری (Male SW) می باشد.

Standard extended body: در این حالت اتصال کشیده به شکل کاملاً صاف بوده و سر آن به سه شکل دو سرجوش (BW)، ساکت نری (Male SW) و رزوه نری (Male thread) می باشد.

نوع اتصال سر دیگر شیر می تواند به شکل های BW, SW, Thread باشد.

در جدول زیر انواع پیکربندی های این مدل مشخص گردیده است:

کلاس	سایز (اینچ)
کلاس	1/2	3/4	1	1 1/4	1 1/2	2
800	IREB BW, IREB SW, STD BW, STD SW, STD TH, API 602, BB, WB	IREB BW, IREB SW, STD BW, STD SW, STD TH, API 602, BB, WB	IREB BW, IREB SW, STD BW, STD SW, STD TH, API 602, BB, WB	IREB BW, IREB SW, STD BW, STD SW, STD TH, API 602, BB, WB	IREB BW, IREB SW, STD BW, STD SW, STD TH, API 602, BB, WB	IREB BW, IREB SW, STD BW, STD SW, STD TH, API 602, BB, WB
1500	IREB BW, IREB SW, STD BW, STD SW, STD TH, API 602, BB, WB	IREB BW, IREB SW, STD BW, STD SW, STD TH, API 602, BB, WB	IREB BW, IREB SW, STD BW, STD SW, STD TH, API 602, BB, WB	IREB BW, IREB SW, STD BW, STD SW, STD TH, API 602, BB, WB	IREB BW, IREB SW, STD BW, STD SW, STD TH, API 602, BB, WB	IREB BW, IREB SW, STD BW, STD SW, STD TH, API 602, BB, WB
IREB BW: IREB Butt weld
IREB SW: IREB Male socket weld
STD BW: Standard Butt weld
STD SW: Standard Male socket weld
STD TH: Standard Male threaded weld
BB: Bolted Bonnet
WB: Welded Bonnet

موارد اضافی

نوع دیسک: نوع دیسک می تواند به دو شکل Flexible و split wedge طراحی و ساخته شود

پکینگ ساقه: استفاده از live loading جهت اعمال همیشگی فشار از طریق فنر بر محفظه پکینگ

ساقه Stem: حرکت ساقه می تواند به شکل های OS&Y, IS&Y یا غیر بالا رونده (Non rising) باشد.
هندویل Handwheel: با توجه به سایز، کلاس و شرایط محیطی می توان از عملگرهای متعددی برای باز و بسته کردن شیر استفاده کرد، ساده ترین اتصال مستقیم هندویل به ساقه و باز و بسته کردن آن با دست می باشد؛ اما عملگرهای (ACTUATOR) متنوع دیگری نیز وجود دارند که در شکل پایین مشخص شده است؛ اکچویتر برقی و پنوماتیک جهت کنترل عملیات باز و بسته شدن از راه دور مناسب می باشد.