یکی از مباحث جذاب در مهندسی لوله کشی و پایپینگ و در طراحی شیرآلات صنعتی بحث تریم متعادل (Balanced Trim) است. این راهکار یکی از هوشمندانهترین روشهای مکانیکی است که برای مقابله با نیروهای هیدروداینامیکی سیال ساخته شده است. اما برای اینکه درک دقیقی از نوع تریم متعادل پیدا کنیم بهتر است با جزئیات و عملکرد شیرآلات و نحوه آببندی و مکانیزم آن آشنا بشیم. اما بهتر از پیش از ورود به بحث بالانسینگ اجزای تریم رو مرور کنیم و بدانیم که این اجزا به چه شکل کار میکنند.
تریم Trim چیست؟
تعریف کلی که باید در مورد تریم بدانیم این است که به مجموعه قطعات داخلی یک شیر که مستقیماً با سیال در ارتباط و در تماس هستند و یا جریان کنترل یا حتی مسدود میکنند تریم میگویند. اجزای تریم شامل مواردی مثل: پلاگ (Plug)، سیت (Seat Ring)، استم(Stem)، و کیج (Cage) میشود. اما بهتر است قبل از ورود به بحث تریم متعادل با تریم نامتعادل آشنا بشویم.
تریم نامتعادل یا تریم ساده
در یک شیر کنترلی استاندارد یا همان گلوب ولو با تریم نامتعادل این اتفاق رخ میدهد:
سیال با یک فشار ورودی از طرفی وارد محفظه زیر پلاک میشود و با فشار خروجی و با قدرت زیاد از طرف دیگر خارج میشود. این افت شدید فشار مستقیماً روی سطح پلاک اعمال میشود. همین فشار بیش از حد باعث موارد ناخواستهای مانند استهلاک شدید استم و پکینگها و عدم دقت در کنترل دبی (Hunting) میشود که برای کنترل این موارد نیاز داریم اکچوتورهای بزرگتر و غول پیکر روی شیرآلات نصب کنیم. این مورد باعث شده که از شیرآلات نتوانیم در پایپینگها و لوله کشیهای کوچک استفاده کنیم چرا که به خاطر وجود اکچویتورهای بزرگ نمیتوان سیستمهای لوله کشی کوچک را برنامهریزی و اجرا کرد.
تریم متعادل یا بالانس تریم چگونه کار میکند؟
هدف بالانس استریم یا تریم متعادل خنثی کردن این نیروی بزرگ و عظیم هیدرولیکی است این تعادل هیدرواستاتیکی را برقرار میکند. رایجترین طراحی تریم متعادل در شیرهای گلوب کیجدار قابل مشاهده است.
مزایا و معایب تریم متعادل
تریم متعادل علاوه بر مزایایی که دارد دارای معایبی نیز هست که در ادامه با آنها آشنا خواهیم شد.
مزایای تریم متعادل
بالانس تریم میتواند باعث کاهش چشمگیر سایز اکچویتور شود. همین مورد باعث میشود که بتوانیم از عملگرهای ارزان قیمت پنوماتیک استفاده کنیم و هزینهها را به طور قابل توجهی کاهش دهیم. همچنین به خاطر کوچک بودن سایز اکچویتورها میتوانیم سیستمهای پایپینگ کوچک راه اندازی کنیم.
علاوه بر کاهش سایز اکچویتور استفاده از تریم بالانس میتواند پایداری دینامیکی ایجاد کند و از لرزش شدید پلاگ (Buffeting Chatter) که ناشی از جریانهای پرفشار و جریانهای گردابی است جلوگیری میکنند.
همچنین دیگر مزایایی که تریم متعادل به ما میدهد کاهش تنشهای مکانیکی و افزایش طول عمر استم و همینطور پکینگها است.
معایب استفاده از تریم متعادل
بزرگترین معایبی که این نوع تریم میتواند ایجاد کند نشت تریم است. چراکه به خاطر وجود رینگ بالانس در اطراف پلاگ یک مسیر نشتی اضافه ایجاد میشود. نشت تریم معمولاً در شیرآلات تک سیت و غیر متعادل کمتر مشاهده میشود.
همچنین وجود ذرات جامد در سیال و گیر کردن آنها در پلاگ داخل کیج باعث خراشیدگی رینگهای بالانس میشود و همین مورد حساسیت این نوع شیرآلات به ذرات معلق بیشتر میکند.
در کدام برندها از تریم متعادل استفاده میشود؟
- کنترل ولو ماسونیلان
- گلوب ولو ماسونیلان
- کنترل ولو فیشر