تُعد الصمامات جزءًا أساسيًا من نظام الأنابيب، وتُعدّ الصمامات المعدنية الأكثر استخدامًا في المصانع الكيميائية. وتتمثل وظيفة الصمام بشكل رئيسي في فتح وإغلاق الأنابيب والمعدات، والتحكم في التدفق، وضمان التشغيل الآمن لها. لذلك، يُسهم الاختيار الصحيح والمناسب للصمامات المعدنية بشكل كبير في سلامة المصانع وأنظمة التحكم في السوائل.
1. أنواع الصمامات واستخداماتها
هناك أنواع عديدة من الصمامات في الهندسة. ونظرًا لاختلاف ضغط الموائع ودرجة حرارتها وخواصها الفيزيائية والكيميائية، تختلف متطلبات التحكم في أنظمة الموائع أيضًا، بما في ذلك صمامات البوابة، وصمامات الإيقاف (صمامات الخانق، وصمامات الإبرة)، وصمامات الفحص، والسدادات. وتُعدّ الصمامات، وصمامات الكرة، وصمامات الفراشة، وصمامات الحجاب الحاجز الأكثر استخدامًا في المصانع الكيميائية.
1.1صمام البوابة
يستخدم بشكل عام للتحكم في فتح وإغلاق السوائل، مع مقاومة صغيرة للسوائل، وأداء ختم جيد، واتجاه تدفق غير مقيد للوسط، وقوة خارجية صغيرة مطلوبة للفتح والإغلاق، وطول هيكل قصير.
ينقسم ساق الصمام إلى ساق ساطعة وساق مخفية. صمام البوابة ذو الساق المكشوفة مناسب للوسائط المسببة للتآكل، ويُستخدم بشكل أساسي في الهندسة الكيميائية. تُستخدم صمامات البوابة ذات الساق المخفية بشكل رئيسي في المجاري المائية، وخاصةً في الوسائط منخفضة الضغط وغير المسببة للتآكل، مثل بعض صمامات الحديد الزهر والنحاس. يتكون هيكل البوابة من بوابة إسفينية وبوابة متوازية.
تُقسم بوابات الإسفين إلى بوابات مفردة وبوابات مزدوجة. تُستخدم البوابات المتوازية غالبًا في أنظمة نقل النفط والغاز، ولا تُستخدم عادةً في المصانع الكيميائية.
1.2صمام الإيقاف
يُستخدم بشكل رئيسي للقطع. يتميز صمام الإيقاف بمقاومة عالية للسوائل، وعزم فتح وإغلاق كبيرين، ويلبي متطلبات اتجاه التدفق. بالمقارنة مع صمامات البوابة، تتميز صمامات الكرة بالمزايا التالية:
(1) قوة الاحتكاك لسطح الختم أصغر من قوة احتكاك صمام البوابة أثناء عملية الفتح والإغلاق، وهي مقاومة للتآكل.
(2) ارتفاع الفتحة أصغر من ارتفاع صمام البوابة.
(3) عادةً ما يكون لصمام الكرة الأرضية سطح مانع للتسرب واحد فقط، وعملية التصنيع جيدة، مما يجعله مناسبًا للصيانة.
صمام الكرة، مثل صمام البوابة، له أيضًا قضيب ساطع وقضيب داكن، لذا لن أكررهما هنا. وفقًا لاختلاف هيكل الصمام، ينقسم صمام الإيقاف إلى صمام مستقيم، وصمام زاوية، وصمام على شكل حرف Y. يُعد صمام المستقيم الأكثر استخدامًا، بينما يُستخدم صمام الزاوية عندما يتغير اتجاه تدفق السائل بمقدار 90 درجة.
بالإضافة إلى ذلك، فإن صمام الخانق وصمام الإبرة هما أيضًا نوع من صمام الإيقاف، والذي يتمتع بوظيفة تنظيمية أقوى من صمام الإيقاف العادي.
1.3صمام شيفتك
صمام عدم الرجوع (أو صمام أحادي الاتجاه) يُستخدم لمنع التدفق العكسي للسائل. لذلك، عند تركيب صمام عدم الرجوع، يُرجى مراعاة توافق اتجاه تدفق السائل مع اتجاه السهم. تتعدد أنواع صمامات عدم الرجوع، وتختلف منتجاتها من مصنع لآخر، ولكنها تنقسم بشكل رئيسي إلى صمام متأرجح وصمام رافع. وتشمل صمامات عدم الرجوع المتأرجحة بشكل رئيسي صمامًا مفردًا وصمامًا مزدوجًا.
1.4صمام الفراشة
يُستخدم صمام الفراشة لفتح وإغلاق وخنق السوائل ذات المواد الصلبة العالقة. يتميز بمقاومة منخفضة للسوائل، وخفة وزنه، وصغر حجم هيكله، وسرعة فتحه وإغلاقه. وهو مناسب لأنابيب المياه ذات الأقطار الكبيرة. يتميز صمام الفراشة بوظيفة ضبط معينة، ويمكنه نقل الملاط. نظرًا لتقنيات المعالجة العكسية في الماضي، استُخدمت صمامات الفراشة في أنظمة المياه، ولكن نادرًا ما استُخدمت في أنظمة العمليات. مع تطور المواد والتصميم والمعالجة، ازداد استخدام صمامات الفراشة في أنظمة العمليات.
صمامات الفراشة نوعان: مانع تسرب ناعم ومانع تسرب صلب. يعتمد اختيار المانعين على درجة حرارة السائل. ونسبيًا، يتميز المانع التسرب الناعم بأداء مانع تسرب أفضل من المانع التسرب الصلب.
هناك نوعان من الأختام الناعمة: المطاطية وقواعد الصمامات المصنوعة من مادة PTFE (بولي تترافلوروإيثيلين). تُستخدم صمامات الفراشة ذات القاعدة المطاطية (أجسام الصمامات المبطنة بالمطاط) غالبًا في أنظمة المياه، وتتميز بهيكل مركزي. يمكن تركيب هذا النوع من صمامات الفراشة بدون حشوات، حيث تعمل شفة البطانة المطاطية كحشوة. تُستخدم صمامات الفراشة ذات القاعدة المصنوعة من مادة PTFE غالبًا في أنظمة العمليات، وعادةً ما تكون ذات هيكل أحادي أو مزدوج.
هناك أنواع عديدة من الأختام الصلبة، مثل حلقات الختم الصلبة الثابتة، والأختام متعددة الطبقات (الأختام المصفحة)، وغيرها. ونظرًا لاختلاف تصميم الشركة المصنعة، يختلف معدل التسرب أيضًا. يُفضل أن يكون هيكل صمام الفراشة ذي الختم الصلب ثلاثي المركز، مما يحل مشاكل تعويض التمدد الحراري وتعويض التآكل. كما يتميز صمام الفراشة ذي الختم الصلب ثنائي المركز أو ثلاثي المركز بوظيفة إحكام ثنائي الاتجاه، ويجب ألا يقل ضغط إحكامه العكسي (من جانب الضغط المنخفض إلى جانب الضغط العالي) عن 80% من الاتجاه الموجب (من جانب الضغط العالي إلى جانب الضغط المنخفض). يجب التفاوض على التصميم والاختيار مع الشركة المصنعة.
صمام الديك 1.5
يتميز صمام السدادة بمقاومة منخفضة للسوائل، وأداء إحكام جيد، وعمر خدمة طويل، ويمكن إحكامه في كلا الاتجاهين، لذا يُستخدم غالبًا على المواد شديدة الخطورة أو شديدة الخطورة، لكن عزم الفتح والإغلاق كبير نسبيًا، وسعره مرتفع نسبيًا. لا يتراكم السائل في تجويف صمام السدادة، وخاصةً أن المادة الموجودة في الجهاز المتقطع لا تُسبب التلوث، لذا يجب استخدام صمام السدادة في بعض الحالات.
يمكن تقسيم ممر تدفق صمام القابس إلى مستقيم وثلاثي الاتجاهات ورباعي الاتجاهات، وهو مناسب للتوزيع متعدد الاتجاهات للغاز والسوائل السائلة.
يمكن تقسيم صمامات الصنبور إلى نوعين: غير مُشحّمة ومُشحّمة. يُشكّل صمام السدادة المُغلق بالزيت، المُشحّم قسرًا، طبقة زيتية بين السدادة وسطحها المُغلق. بهذه الطريقة، يكون أداء السدادة أفضل، ويُوفّر الفتح والإغلاق الجهد، ويُجنّب سطح السدادة التلف، ولكن يجب مراعاة ما إذا كان التزييت يُلوّث المادة، ويُفضّل النوع غير المُشحّم للصيانة الدورية.
مانع التسرب الأكمامي لصمام السدادة متواصل ويحيط بالسدادة بأكملها، مما يمنع السائل من ملامسة العمود. بالإضافة إلى ذلك، يحتوي صمام السدادة على طبقة من غشاء معدني مركب كمانع تسرب ثانٍ، مما يُمكّنه من التحكم بدقة في التسرب الخارجي. عادةً ما لا تحتوي صمامات السدادة على حشوة. في حال وجود متطلبات خاصة (مثل منع التسرب الخارجي، وما إلى ذلك)، يُشترط استخدام الحشوة كمانع تسرب ثالث.
يسمح تصميم صمام السدادة بضبط مقعد صمام الختم تلقائيًا. ونتيجةً للتشغيل طويل الأمد، سيتآكل سطح الختم. ولأن السدادة مدببة الشكل، يمكن ضغطها لأسفل بواسطة برغي غطاء الصمام لتثبيتها بإحكام على مقعد الصمام، مما يضمن إحكام الغلق.
صمام كروي 1.6
صمام الكرة يشبه صمام السدادة (وهو مشتق منه). يتميز صمام الكرة بخواص إحكام ممتازة، ما يجعله واسع الاستخدام. يفتح ويغلق بسرعة، وعزم فتح وإغلاقه أقل من صمام السدادة، ومقاومته منخفضة جدًا، وسهولة صيانته. وهو مناسب لأنابيب الملاط والسوائل اللزجة والمتوسطة ذات متطلبات إحكام عالية. ونظرًا لانخفاض سعره، فإن صمامات الكرة أكثر استخدامًا من صمامات السدادة. يمكن تصنيف صمامات الكرة بشكل عام بناءً على هيكل الكرة، وهيكل جسم الصمام، وقناة التدفق، ومادة القاعدة.
وفقًا للهيكل الكروي، تُصنف صمامات الكرة العائمة إلى صمامات كروية ثابتة. تُستخدم الأولى غالبًا للأقطار الصغيرة، بينما تُستخدم الثانية للأقطار الكبيرة، وعادةً ما تكون حدودها DN200 (الفئة 150)، وDN150 (الفئة 300، والفئة 600).
وفقًا لهيكل الصمام، هناك ثلاثة أنواع: قطعة واحدة، قطعتين، وثلاث قطع. هناك نوعان من قطعة واحدة: علوي وجانبي.
وفقًا لشكل الصمام، يوجد صمام كروي كامل القطر وآخر مُخفّض القطر. تستخدم صمامات الكرة مُخفّضة القطر مواد أقل من صمامات الكرة كاملة القطر، وهي أقل تكلفة. إذا سمحت ظروف التشغيل، يُمكن اعتبارها تفضيلية. تُقسّم قنوات تدفق صمام الكرة إلى مستقيمة، وثلاثية، ورباعية الاتجاهات، وهي مناسبة لتوزيع الغازات والسوائل في اتجاهات متعددة. وفقًا لمادة القاعدة، يوجد مانع تسرب ناعم ومانع تسرب صلب. عند استخدامه في بيئات قابلة للاشتعال أو في بيئات خارجية مُعرّضة للاحتراق، يجب أن يكون صمام الكرة ذو المانع التسرب الناعم مُقاومًا للكهرباء الساكنة والحرائق، وأن تجتاز منتجات الشركة المُصنّعة اختبارات مقاومة الكهرباء الساكنة والحرائق، وفقًا لمعيار API607. وينطبق الأمر نفسه على صمامات الفراشة ذات المانع التسرب الناعم وصمامات السدادة (تُلبي صمامات السدادة متطلبات الحماية من الحرائق الخارجية فقط في اختبار الحريق).
صمام الحجاب الحاجز 1.7
يمكن إحكام غلق صمام الحجاب الحاجز في كلا الاتجاهين، وهو مناسب للضغط المنخفض، والطين التآكلي، أو السوائل اللزجة المعلقة. ولأن آلية التشغيل منفصلة عن قناة الوسيط، يقطع الغشاء المرن السائل، وهو مناسب بشكل خاص للوسائط في الصناعات الغذائية والطبية والصحية. تعتمد درجة حرارة تشغيل صمام الحجاب الحاجز على مقاومة مادة الغشاء لدرجة الحرارة. ومن حيث الهيكل، يمكن تقسيمه إلى نوع مستقيم ونوع سد.
2. اختيار شكل الاتصال النهائي
تشمل أشكال التوصيل المستخدمة بشكل شائع لنهايات الصمامات توصيل الحافة، والتوصيل الملولب، والتوصيل باللحام الطرفي، والتوصيل باللحام المقبس.
2.1 اتصال الشفة
يُسهّل توصيل الشفة تركيب الصمام وتفكيكه. تشمل أشكال أسطح إحكام شفة طرف الصمام بشكل رئيسي السطح الكامل (FF)، والسطح المرتفع (RF)، والسطح المقعر (FM)، وسطح اللسان والأخدود (TG)، وسطح التوصيل الحلقي (RJ). معايير الشفة المعتمدة في صمامات API هي سلسلة، مثل ASMEB16.5. قد تجد أحيانًا فئتي 125 و250 على الصمامات ذات الشفة. هذه هي درجة ضغط شفة الحديد الزهر، وهي مماثلة لحجم توصيل الفئتين 150 و300، باستثناء أن أسطح إحكام الفئتين الأوليين تكون مستوية بالكامل (FF).
صمامات الرقاقة والصمامات العروية هي أيضًا ذات حواف.
2.2 توصيل اللحام الطرفي
بسبب القوة العالية للمفصل الملحوم بالطرف والختم الجيد، فإن الصمامات المتصلة باللحام بالطرف في النظام الكيميائي تُستخدم في الغالب في بعض الحالات ذات درجات الحرارة العالية والضغط العالي والوسائط شديدة السمية والقابلة للاشتعال والانفجار.
2.3 لحام المقبس والتوصيل الملولب
يتم استخدامه بشكل عام في أنظمة الأنابيب التي لا يتجاوز حجمها الاسمي DN40، ولكن لا يمكن استخدامه لوسائط السوائل ذات التآكل الشقوقي.
لا يُستخدَم التوصيل الملولب في خطوط الأنابيب التي تحتوي على مواد شديدة السمية والقابلة للاشتعال، كما يُجنَّب استخدامه في ظروف التحميل الدوري. يُستخدم حاليًا في الحالات التي لا يكون فيها الضغط مرتفعًا في المشروع. يكون شكل الخيط المستخدم في خط الأنابيب مدببًا بشكل أساسي. هناك نوعان من مواصفات خيط الأنبوب المدبب: زاويتا قمة المخروط 55 درجة و60 درجة على التوالي. لا يمكن استخدام النوعين معًا. في خطوط الأنابيب التي تحتوي على مواد قابلة للاشتعال أو شديدة الخطورة، إذا تطلب التركيب توصيلًا ملولبًا، يجب ألا يتجاوز الحجم الاسمي DN20 في هذا الوقت، ويجب إجراء لحام مانع التسرب بعد التوصيل الملولب.
3. المواد
تشمل مواد الصمامات غلاف الصمام، والمكونات الداخلية، والحشيات، ومواد التغليف، ومواد التثبيت. ونظرًا لكثرة مواد الصمامات، وضيق المساحة، فإن هذه المقالة تُقدم بإيجاز مواد غلاف الصمامات النموذجية. تشمل مواد غلاف المعادن الحديدية الحديد الزهر، والفولاذ الكربوني، والفولاذ المقاوم للصدأ، والفولاذ السبائكي.
3.1 حديد الزهر
يُستخدم الحديد الزهر الرمادي (A1262B) عادةً في صمامات الضغط المنخفض، ولا يُنصح باستخدامه في أنابيب العمليات. يتميز الحديد المطاوع (A395) بأداء (قوة ومتانة) أفضل من الحديد الزهر الرمادي.
3.2 الفولاذ الكربوني
أكثر مواد الفولاذ الكربوني شيوعًا في تصنيع الصمامات هي A2162WCB (الصب) وA105 (التشكيل). يجب الانتباه بشكل خاص إلى الفولاذ الكربوني الذي يعمل في درجات حرارة أعلى من 400 درجة مئوية لفترات طويلة، مما يؤثر على عمر الصمام. أما بالنسبة للصمامات منخفضة الحرارة، فيُستخدم عادةً A3522LCB (الصب) وA3502LF2 (التشكيل).
3.3 الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي
تُستخدم مواد الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي عادةً في ظروف التآكل أو درجات الحرارة المنخفضة للغاية. المسبوكات الشائعة الاستخدام هي A351-CF8، وA351-CF8M، وA351-CF3، وA351-CF3M؛ والمطروقات الشائعة الاستخدام هي A182-F304، وA182-F316، وA182-F304L، وA182-F316L.
3.4 مادة الفولاذ السبائكي
بالنسبة للصمامات منخفضة الحرارة، يتم استخدام A352-LC3 (الصب) و A350-LF3 (التشكيلات) بشكل شائع.
بالنسبة للصمامات عالية الحرارة، تُستخدم عادةً A217-WC6 (الصب)، وA182-F11 (التشكيل)، وA217-WC9 (الصب)، وA182-F22 (التشكيل). ولأن WC9 وF22 ينتميان إلى سلسلة 2-1/4Cr-1Mo، فإنهما يحتويان على نسبة Cr وMo أعلى من WC6 وF11 المنتميين إلى سلسلة 1-1/4Cr-1/2Mo، ما يمنحهما مقاومة أفضل للزحف في درجات الحرارة العالية.
4. وضع القيادة
عادةً ما يتم تشغيل الصمام يدويًا. عند ارتفاع الضغط الاسمي أو الحجم الاسمي للصمام، يصعب تشغيله يدويًا، ويمكن استخدام ناقل الحركة (التروس) وطرق تشغيل أخرى. يجب تحديد وضع تشغيل الصمام وفقًا لنوع الصمام وضغطه الاسمي وحجمه الاسمي. يوضح الجدول 1 شروط استخدام محركات التروس لمختلف الصمامات. قد تختلف هذه الشروط اختلافًا طفيفًا باختلاف الشركات المصنعة، ويمكن تحديدها بالتفاوض.
5. مبادئ اختيار الصمامات
5.1 المعايير الرئيسية التي يجب مراعاتها عند اختيار الصمام
(1) تؤثر طبيعة السائل الذي يتم توصيله على اختيار نوع الصمام ومادة هيكل الصمام.
(2) متطلبات الوظيفة (التنظيم أو القطع)، والتي تؤثر بشكل رئيسي على اختيار نوع الصمام.
(3) ظروف التشغيل (سواء كانت متكررة)، والتي تؤثر على اختيار نوع الصمام ومادة الصمام.
(4) خصائص التدفق وفقدان الاحتكاك.
(5) الحجم الاسمي للصمام (يمكن العثور على الصمامات ذات الحجم الاسمي الكبير فقط في نطاق محدود من أنواع الصمامات).
(6) متطلبات خاصة أخرى، مثل الإغلاق التلقائي، وتوازن الضغط، وما إلى ذلك.
5.2 اختيار المواد
(1) تُستخدم المسبوكات عادةً للأقطار الصغيرة (DN ≤ 40)، بينما تُستخدم المسبوكات للأقطار الكبيرة (DN > 40). يُفضّل استخدام هيكل صمام مُطروق متكامل لشفة نهاية جسم الصمام المُطروق. في حال لحام الشفة بجسم الصمام، يجب إجراء فحص شعاعي كامل للحام.
(2) يجب ألا يزيد محتوى الكربون في أجسام الصمامات المصنوعة من الفولاذ الكربوني الملحومة بالطرف والمقبس عن 0.25%، ويجب ألا يزيد مكافئ الكربون عن 0.45%
ملاحظة: عندما تتجاوز درجة حرارة تشغيل الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي 425 درجة مئوية، يجب ألا يقل محتوى الكربون عن 0.04٪، ويجب أن تكون حالة المعالجة الحرارية أكبر من 1040 درجة مئوية التبريد السريع (CF8) و 1100 درجة مئوية التبريد السريع (CF8M).
(4) عندما يكون السائل تآكليًا ولا يمكن استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي العادي، فيجب مراعاة بعض المواد الخاصة، مثل 904L، والفولاذ المزدوج (مثل S31803، وما إلى ذلك)، ومونيل وهاستيلوي.
5.3 اختيار صمام البوابة
(1) تُستخدم البوابة المفردة الصلبة عمومًا عندما يكون DN ≤ 50؛ وتُستخدم البوابة المفردة المرنة عمومًا عندما يكون DN> 50.
(2) بالنسبة لصمام البوابة المفردة المرن لنظام التبريد العميق، يجب فتح فتحة تهوية على البوابة على جانب الضغط العالي.
(3) تُستخدم صمامات البوابة منخفضة التسرب في ظروف العمل التي تتطلب تسربًا منخفضًا. وتتميز هذه الصمامات بهياكل متنوعة، منها صمامات البوابة المنفاخية التي تُستخدم عادةً في المصانع الكيميائية.
(4) على الرغم من أن صمام البوابة هو النوع الأكثر استخدامًا في معدات إنتاج البتروكيماويات، إلا أنه لا ينبغي استخدامه في الحالات التالية:
① نظرًا لأن ارتفاع الفتحة مرتفع والمساحة المطلوبة للتشغيل كبيرة، فهي غير مناسبة للمناسبات ذات مساحة التشغيل الصغيرة.
② وقت الفتح والإغلاق طويل، لذا فهو غير مناسب لمناسبات الفتح والإغلاق السريعة.
③ غير مناسب للسوائل ذات الرواسب الصلبة. لأن سطح الختم سيتآكل، ولن تُغلق البوابة.
④ غير مناسب لضبط التدفق. لأنه عند فتح صمام البوابة جزئيًا، سيُنتج الوسط تيارًا دواميًا على الجزء الخلفي من البوابة، مما يُسبب تآكلًا واهتزازًا للبوابة، كما يُتلف سطح ختم مقعد الصمام بسهولة.
⑤ التشغيل المتكرر للصمام سوف يسبب تآكلًا مفرطًا على سطح مقعد الصمام، لذلك فهو مناسب عادةً للعمليات غير المتكررة فقط
5.4 اختيار صمام الكرة
(1) بالمقارنة مع صمام البوابة من نفس المواصفات، يتميز صمام الإغلاق بطول هيكل أكبر. يُستخدم عادةً في خطوط الأنابيب ذات القطر الاسمي ≤ 250، لأن معالجة وتصنيع صمام الإغلاق ذي القطر الكبير أكثر صعوبة، كما أن أداء الختم ليس جيدًا مثل صمام الإغلاق ذي القطر الصغير.
(2) بسبب مقاومة السوائل الكبيرة لصمام الإغلاق، فهو غير مناسب للمواد الصلبة المعلقة والوسائط السائلة ذات اللزوجة العالية.
(3) صمام الإبرة هو صمام إغلاق ذو سدادة مخروطية دقيقة، يُستخدم لضبط التدفقات الدقيقة أو كصمام أخذ عينات. يُستخدم عادةً للأقطار الصغيرة. إذا كان العيار كبيرًا، يلزم أيضًا ضبطه، ويمكن استخدام صمام الخانق. في هذه الحالة، يكون لطقطقة الصمام شكل يشبه القطع المكافئ.
(4) في ظروف العمل التي تتطلب تسربًا منخفضًا، يُنصح باستخدام صمام إيقاف منخفض التسرب. تتميز صمامات الإغلاق منخفضة التسرب بهياكل متعددة، من بينها صمامات الإغلاق المنفاخية المستخدمة عادةً في المصانع الكيميائية.
تُستخدم صمامات الكرة المنفاخية على نطاق أوسع من صمامات البوابة المنفاخية، نظرًا لقصر مدة عملها وعمرها الافتراضي الطويل. ومع ذلك، نظرًا لارتفاع سعرها، فإن جودة المنفاخ (مثل المواد المستخدمة، ومدة دورة العمل، وما إلى ذلك) وجودة اللحام تؤثر بشكل مباشر على عمر الصمام وأدائه، لذا يجب إيلاء اهتمام خاص لاختيارها.
5.5 اختيار صمام الفحص
(1) تُستخدم صمامات فحص الرفع الأفقية عادةً في الحالات التي يكون فيها قطرها الاسمي ≤ 50، ولا يُمكن تركيبها إلا على خطوط الأنابيب الأفقية. أما صمامات فحص الرفع الرأسية، فتُستخدم عادةً في الحالات التي يكون فيها قطرها الاسمي ≤ 100، وتُركّب على خطوط الأنابيب الرأسية.
(2) يمكن اختيار صمام فحص الرفع باستخدام شكل زنبركي، ويكون أداء الختم في هذا الوقت أفضل من عدم وجود زنبرك.
(3) عادةً ما يكون الحد الأدنى لقطر صمام الفحص المتأرجح DN>50. يمكن استخدامه في الأنابيب الأفقية أو الرأسية (يجب أن يكون السائل من الأسفل إلى الأعلى)، ولكنه قد يُسبب المطرقة المائية. غالبًا ما يكون صمام الفحص مزدوج القرص (Double Disc) من نوع الرقاقة، وهو صمام الفحص الأكثر توفيرًا للمساحة، وهو مناسب لتخطيط خطوط الأنابيب، ويُستخدم على نطاق واسع في الأقطار الكبيرة. نظرًا لأن قرص صمام الفحص المتأرجح العادي (نوع القرص المفرد) لا يمكن فتحه بالكامل حتى 90 درجة، فهناك مقاومة تدفق معينة، لذلك عند الحاجة، يتم استخدام صمام فحص الرفع من النوع Y أو متطلبات خاصة (يتطلب فتح القرص بالكامل).
(4) في حالة احتمال حدوث مطرقة مائية، يُمكن استخدام صمام فحص مزود بآلية إغلاق بطيئة وآلية تخميد. يستخدم هذا النوع من الصمامات وسيطًا في خط الأنابيب للتخفيف من المطرقة المائية، وعند إغلاق صمام الفحص، يُمكنه إزالة المطرقة المائية أو تقليلها، وحماية خط الأنابيب، ومنع تدفق المضخة للخلف.
5.6 اختيار صمام القابس
(1) بسبب مشاكل التصنيع، لا ينبغي استخدام صمامات السدادة غير المزيتة DN>250.
(2) عندما يكون من المطلوب عدم تراكم السوائل في تجويف الصمام، يجب اختيار صمام السدادة.
(3) عندما لا يتمكن سد صمام الكرة ذو السد الناعم من تلبية المتطلبات، في حالة حدوث تسرب داخلي، يمكن استخدام صمام السدادة بدلاً من ذلك.
(4) في بعض ظروف التشغيل، حيث تتغير درجة الحرارة بشكل متكرر، لا يمكن استخدام صمامات السدادة العادية. نظرًا لأن تغيرات درجة الحرارة تسبب تمددًا وانكماشًا مختلفين لمكونات الصمام وعناصر الختم، فإن انكماش الحشوة على المدى الطويل سيؤدي إلى تسرب على طول ساق الصمام أثناء الدورة الحرارية. في هذا الوقت، من الضروري النظر في صمامات سدادة خاصة، مثل سلسلة الخدمة الشاقة من XOMOX، والتي لا يمكن إنتاجها في الصين.
5.7 اختيار صمام الكرة
(1) يمكن إصلاح صمام الكرة العلوي عبر الإنترنت. تُستخدم صمامات الكرة ثلاثية القطع عادةً للتوصيلات الملحومة باللولب والمقبس.
(2) عندما يكون خط الأنابيب مزودًا بنظام كروي، لا يمكن استخدام صمامات الكرة ذات الثقب الكامل إلا.
(3) تأثير الختم الناعم أفضل من الختم الصلب، ولكن لا يمكن استخدامه في درجات حرارة عالية (مقاومة درجة الحرارة لمواد الختم غير المعدنية المختلفة ليست هي نفسها).
(4) لا يجوز استخدامه في الحالات التي لا يسمح فيها بتراكم السوائل في تجويف الصمام.
5.8 اختيار صمام الفراشة
(1) عندما تكون هناك حاجة إلى تفكيك كلا طرفي صمام الفراشة، فيجب اختيار صمام فراشة ذو نتوء ملولب أو شفة.
(2) الحد الأدنى لقطر صمام الفراشة المركزي هو عمومًا DN50؛ الحد الأدنى لقطر صمام الفراشة اللامركزي هو عمومًا DN80.
(3) عند استخدام صمام الفراشة ذو المقعد الثلاثي اللامركزي المصنوع من مادة PTFE، يوصى باستخدام المقعد على شكل حرف U.
5.9 اختيار صمام الحجاب الحاجز
(1) يتميز النوع المستقيم بمقاومة منخفضة للسوائل، وفترة فتح وإغلاق طويلة للحجاب الحاجز، وعمر الخدمة للحجاب الحاجز ليس جيدًا مثل نوع السد.
(2) يتميز نوع السد بمقاومة كبيرة للسوائل، وفترة فتح وإغلاق قصيرة للحجاب الحاجز، وعمر الخدمة للحجاب الحاجز أفضل من النوع المستقيم.
5.10 تأثير العوامل الأخرى على اختيار الصمام
(1) عندما يكون انخفاض الضغط المسموح به للنظام صغيرًا، يجب اختيار نوع صمام ذو مقاومة أقل للسوائل، مثل صمام البوابة، وصمام الكرة المستقيم، وما إلى ذلك.
(2) عند الحاجة إلى إغلاق سريع، يُفضّل استخدام صمامات السدادة، وصمامات الكرة، وصمامات الفراشة. للأقطار الصغيرة، يُفضّل استخدام صمامات الكرة.
(3) معظم الصمامات المُشغَّلة في الموقع مزودة بعجلات يدوية. عند وجود مسافة معينة من نقطة التشغيل، يُمكن استخدام عجلة مسننة أو قضيب تمديد.
(4) بالنسبة للسوائل اللزجة والمواد الملاطية والوسائط التي تحتوي على جزيئات صلبة، يجب استخدام صمامات السدادة أو صمامات الكرة أو صمامات الفراشة.
(5) بالنسبة للأنظمة النظيفة، يتم اختيار صمامات القابس وصمامات الكرة وصمامات الحجاب الحاجز وصمامات الفراشة بشكل عام (تتطلب متطلبات إضافية، مثل متطلبات التلميع ومتطلبات الختم وما إلى ذلك).
(6) في الظروف العادية، تستخدم الصمامات ذات تصنيفات الضغط التي تتجاوز (بما في ذلك) الفئة 900 وDN≥50 أغطية مانعة للضغط (غطاء مانع للضغط)؛ أما الصمامات ذات تصنيفات الضغط التي تقل عن (بما في ذلك) الفئة 600، فتستخدم غطاء صمامات مُثبت بمسامير (غطاء مُثبت بمسامير). وفي بعض ظروف العمل التي تتطلب منعًا صارمًا للتسرب، يمكن استخدام غطاء مُلحم. في بعض المشاريع العامة منخفضة الضغط ودرجة الحرارة العادية، يمكن استخدام أغطية مُتحدة (غطاء مُتحد)، ولكن هذا الهيكل نادر الاستخدام بشكل عام.
(7) إذا كان من الضروري إبقاء الصمام دافئًا أو باردًا، فيجب إطالة مقابض صمام الكرة وصمام القابس عند الاتصال بساق الصمام لتجنب طبقة عزل الصمام، وعادةً لا تزيد عن 150 مم.
(8) عندما يكون العيار صغيرًا، إذا تشوه مقعد الصمام أثناء اللحام والمعالجة الحرارية، فيجب استخدام صمام بجسم صمام طويل أو أنبوب قصير في النهاية.
(9) يجب استخدام هيكل غطاء عنق ممتد في الصمامات (باستثناء صمامات الفحص) المستخدمة في أنظمة التبريد العميق (أقل من -46 درجة مئوية). يجب معالجة ساق الصمام بسطح مناسب لزيادة صلابة السطح، ومنع خدش ساق الصمام والحشوة وغدة التغليف، مما يؤثر على الختم.
بالإضافة إلى مراعاة العوامل المذكورة أعلاه عند اختيار النموذج، ينبغي أيضًا مراعاة متطلبات العملية وعوامل السلامة والاقتصاد بشكل شامل لاتخاذ القرار النهائي بشأن شكل الصمام. ومن الضروري كتابة ورقة بيانات الصمام، والتي يجب أن تتضمن المعلومات التالية:
(1) اسم الصمام والضغط الاسمي والحجم الاسمي.
(2) معايير التصميم والتفتيش.
(3) رمز الصمام.
(4) هيكل الصمام وهيكل الغطاء وتوصيل نهاية الصمام.
(5) مواد غلاف الصمام، ومواد سطح ختم مقعد الصمام ولوحة الصمام، وسيقان الصمام ومواد الأجزاء الداخلية الأخرى، والتعبئة، وحشيات غطاء الصمام ومواد التثبيت، وما إلى ذلك.
(6) وضع القيادة.
(7) متطلبات التعبئة والتغليف والنقل.
(8) متطلبات مقاومة التآكل الداخلي والخارجي.
(9) متطلبات الجودة ومتطلبات قطع الغيار.
(10) متطلبات المالك والمتطلبات الخاصة الأخرى (مثل العلامات، وما إلى ذلك).
6. ملاحظات ختامية
يحتل الصمام مكانة مهمة في النظام الكيميائي. ينبغي أن يستند اختيار صمامات الأنابيب إلى عدة عوامل، مثل حالة الطور (سائل، بخار)، ومحتوى المواد الصلبة، والضغط، ودرجة الحرارة، وخصائص التآكل للسائل المنقول عبر الأنابيب. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن يكون التشغيل موثوقًا وخاليًا من المشاكل، وأن تكون تكلفته معقولة، وأن تُعدّ دورة التصنيع عاملًا مهمًا أيضًا.
في الماضي، عند اختيار مواد الصمامات في التصميم الهندسي، كان يُنظر عادةً إلى مادة الغلاف فقط، ويُتجاهل اختيار مواد مثل الأجزاء الداخلية. يؤدي اختيار المواد الداخلية غير المناسبة غالبًا إلى تلف الختم الداخلي للصمام، وحشوة ساق الصمام، وحشية غطاء الصمام، مما يؤثر على عمر الخدمة، ويؤدي إلى عدم تحقيق نتائج الاستخدام المتوقعة، ويؤدي إلى حوادث بسهولة.
بناءً على الوضع الحالي، لا تمتلك صمامات API رمز تعريف موحد، ورغم أن الصمام القياسي الوطني يتضمن مجموعة من طرق التعريف، إلا أنه لا يعرض بوضوح الأجزاء الداخلية والمواد الأخرى، بالإضافة إلى المتطلبات الخاصة الأخرى. لذلك، في المشروع الهندسي، يجب وصف الصمام المطلوب بالتفصيل من خلال إعداد ورقة بيانات الصمام. هذا يُسهّل اختيار الصمامات، وشرائها، وتركيبها، وتشغيلها، وتوفير قطع الغيار، ويحسّن كفاءة العمل، ويقلل من احتمالية حدوث أخطاء.
وقت النشر: ١٣ نوفمبر ٢٠٢١