ما هي الصمامات؟

الصمامات هي أجهزة ميكانيكية تتحكم في التدفق والضغط داخل النظام أو العملية. إنها مكونات أساسية لنظام الأنابيب الذي ينقل السوائل والغازات والأبخرة والملاط وما إلى ذلك.

تتوفر أنواع مختلفة من الصمامات: صمامات البوابة، والكرة الأرضية، والسدادة، والكرة، والفراشة، والفحص، والحجاب الحاجز، والقرصة، وتخفيف الضغط، وصمامات التحكم وما إلى ذلك. كل نوع من هذه الأنواع لديه عدد من النماذج، ولكل منها ميزات وقدرات وظيفية مختلفة. يتم تشغيل بعض الصمامات ذاتيًا بينما يتم تشغيل البعض الآخر يدويًا أو باستخدام مشغل أو هوائي أو هيدروليكي.

وظائف من الصمامات هي:

• توقف وبدء التدفق
• تقليل أو زيادة التدفق
• التحكم في اتجاه التدفق
• تنظيم التدفق أو ضغط العملية
• تخفيف نظام الأنابيب من ضغط معين

هناك العديد من تصميمات وأنواع ونماذج الصمامات، مع مجموعة واسعة من التطبيقات الصناعية. جميعها تلبي واحدة أو أكثر من الوظائف المذكورة أعلاه. تعتبر الصمامات عناصر باهظة الثمن، ومن المهم أن يتم تحديد الصمام الصحيح للوظيفة، ويجب أن يكون مصنوعًا من المادة الصحيحة لسائل العملية.

بغض النظر عن النوع، تحتوي جميع الصمامات على الأجزاء الأساسية التالية: الجسم، وغطاء المحرك، والزخرفة (العناصر الداخلية)، والمشغل، والتعبئة. الأجزاء الأساسية للصمام موضحة في الصورة الموجودة على اليمين.

جسم الصمام

جسم الصمام، الذي يُطلق عليه أحيانًا الغلاف، هو الحد الأساسي لصمام الضغط. إنه بمثابة العنصر الرئيسي في مجموعة الصمامات لأنه الإطار الذي يجمع جميع الأجزاء معًا.

الجسم، وهو أول حدود الضغط للصمام، يقاوم أحمال ضغط السوائل من توصيل الأنابيب. يتلقى أنابيب المدخل والمخرج من خلال وصلات ملولبة أو مثبتة بمسامير أو ملحومة.

تم تصميم أطراف جسم الصمام لتوصيل الصمام بالأنابيب أو فوهة المعدات عن طريق أنواع مختلفة من الوصلات الطرفية، مثل اللحام التناكبي أو المقبس، أو الملولبة أو ذات الحواف.

يتم صب أجسام الصمامات أو تشكيلها في مجموعة متنوعة من الأشكال ولكل مكون وظيفة محددة ومصنوعة من مادة مناسبة لهذه الوظيفة.

صمام بونيه

غطاء الفتحة في الجسم هو غطاء المحرك، وهو ثاني أهم حدود صمام الضغط. مثل أجسام الصمامات، تتوفر أغطية المحرك في العديد من التصميمات والنماذج.

يعمل غطاء المحرك كغطاء لجسم الصمام، وهو مصنوع أو مصنوع من نفس مادة الجسم. يتم توصيله عادةً بالجسم بواسطة وصلة ملولبة أو مثبتة بمسامير أو ملحومة. أثناء تصنيع الصمام، يتم وضع المكونات الداخلية، مثل الجذع والقرص وما إلى ذلك، في الجسم ثم يتم ربط غطاء المحرك لتثبيت جميع الأجزاء معًا في الداخل.

وفي جميع الأحوال يعتبر التصاق غطاء المحرك بالجسم بمثابة حد للضغط. وهذا يعني أن وصلة اللحام أو البراغي التي تربط غطاء المحرك بالجسم هي أجزاء تحافظ على الضغط. تمثل أغطية الصمامات، على الرغم من كونها ضرورية لمعظم الصمامات، سببًا للقلق. يمكن أن تؤدي الأغطية إلى تعقيد عملية تصنيع الصمامات، وزيادة حجم الصمام، وتمثل جزءًا كبيرًا من تكلفة الصمام، كما أنها مصدر للتسرب المحتمل.

تقليم الصمام

الأجزاء الداخلية للصمام القابلة للإزالة والاستبدالالتي تتلامس مع وسط التدفق تسمى مجتمعة باسمتقليم الصمام. تشمل هذه الأجزاء مقعد (مقاعد) الصمام، والقرص، والغدد، والفواصل، والأدلة، والبطانات، والينابيع الداخلية. جسم الصمام، وغطاء المحرك، والتعبئة، وما إلى ذلك التي تتلامس أيضًا مع وسط التدفق لا تعتبر قطعًا للصمام.

يتم تحديد أداء تقليم الصمام من خلال واجهة القرص والمقعد وعلاقة موضع القرص بالمقعد. بسبب القطع، تكون الحركات الأساسية والتحكم في التدفق ممكنة. في تصميمات القطع ذات الحركة الدورانية، ينزلق القرص بالقرب من المقعد لإحداث تغيير في فتحة التدفق. في تصميمات القطع ذات الحركة الخطية، يرتفع القرص بشكل عمودي بعيدًا عن المقعد بحيث تظهر فتحة حلقية.

يمكن تصنيع أجزاء زخرفة الصمام من مواد متنوعة بسبب الخصائص المختلفة اللازمة لتحمل القوى والظروف المختلفة. لا تواجه البطانات وغدد التعبئة نفس القوى والظروف التي يتعرض لها قرص الصمام ومقعد (مقاعد).

تعد خصائص التدفق المتوسط ​​والتركيب الكيميائي والضغط ودرجة الحرارة ومعدل التدفق والسرعة واللزوجة من الاعتبارات المهمة في اختيار مواد القطع المناسبة. قد تكون أو لا تكون مواد القطع هي نفس مادة جسم الصمام أو غطاء المحرك.

رقم تشذيب الصمام API 600

قرص الصمام والمقعد (المقاعد)

القرص

القرص هو الجزء الذي يسمح بالتدفق أو يخنقه أو يوقفه حسب موضعه. في حالة وجود سدادة أو صمام كروي، يسمى القرص سدادة أو كرة. القرص هو ثالث أهم حدود الضغط الأساسي. مع إغلاق الصمام، يتم تطبيق ضغط النظام بالكامل عبر القرص، ولهذا السبب، يعد القرص مكونًا متعلقًا بالضغط.

عادةً ما تكون الأقراص مصاغة، وفي بعض التصميمات، تكون ذات سطح صلب لتوفير خصائص تآكل جيدة. تتم تسمية معظم الصمامات حسب تصميم أقراصها.

المقعد (المقاعد)

يوفر المقعد أو حلقات الختم سطح الجلوس للقرص. قد يحتوي الصمام على مقعد واحد أو أكثر. في حالة الكرة الأرضية أو صمام عدم الرجوع المتأرجح، عادة ما يكون هناك مقعد واحد، والذي يشكل ختمًا مع القرص لإيقاف التدفق. في حالة صمام البوابة، هناك مقعدين؛ أحدهما في جانب المنبع والآخر في جانب المصب. يحتوي قرص صمام البوابة على سطحي جلوس يتلامسان مع مقاعد الصمام لتشكيل مانع تسرب لوقف التدفق.

لتحسين مقاومة التآكل لحلقات الختم، غالبًا ما يكون السطح صلبًا عن طريق اللحام ثم معالجة سطح التلامس لحلقة الختم. يعد الانتهاء من السطح الناعم لمنطقة الجلوس ضروريًا للإغلاق الجيد عند إغلاق الصمام. لا تعتبر حلقات الختم عادة أجزاء حدود الضغط لأن الجسم لديه سمك جدار كافٍ لتحمل ضغط التصميم دون الاعتماد على سمك حلقات الختم.

ساق الصمام

يوفر ساق الصمام الحركة اللازمة للقرص أو السدادة أو الكرة لفتح أو إغلاق الصمام، وهو مسؤول عن تحديد موضع القرص بشكل صحيح. وهو متصل بالعجلة اليدوية للصمام أو المشغل أو الرافعة في أحد طرفيه وعلى الجانب الآخر بقرص الصمام. في صمامات البوابة أو الكرة الأرضية، هناك حاجة إلى حركة خطية للقرص لفتح أو إغلاق الصمام، بينما في صمامات التوصيل والكرة والفراشة، يتم تدوير القرص لفتح أو إغلاق الصمام.

عادة ما يتم تشكيل السيقان وتوصيلها بالقرص عن طريق الخيوط أو تقنيات أخرى. لمنع التسرب، في منطقة الختم، من الضروري وضع تشطيب جيد لسطح الجذع.

هناك خمسة أنواع من سيقان الصمامات:

• جذع مرتفع مع برغي خارجي ونير
  الجزء الخارجي من الجذع ملولب، في حين أن جزء الجذع الموجود في الصمام أملس. يتم عزل خيوط الجذع عن وسط التدفق بواسطة تعبئة الجذع. يتوفر نمطين مختلفين من هذه التصاميم؛ أحدهما به عجلة يدوية متصلة بالساق، حتى يتمكنوا من الارتفاع معًا، والآخر بغطاء ملولب يؤدي إلى ارتفاع الجذع من خلال العجلة اليدوية. يشار إلى هذا النوع من الصمامات بـ "O. "س" و"ي". هو تصميم شائع للصمامات NPS 2 والصمامات الأكبر حجمًا.
• ارتفاع الجذع مع المسمار الداخلي
  يقع الجزء الملولب من الجذع داخل جسم الصمام، ويتجمع الجذع على طول القسم الأملس المعرض للهواء الخارجي. في هذه الحالة، تكون خيوط الجذع على اتصال بوسط التدفق. عند التدوير، يرتفع الجذع والعجلة اليدوية معًا لفتح الصمام.
• جذع غير مرتفع مع برغي داخلي
  الجزء الملولب من الجذع موجود داخل الصمام ولا يرتفع. يتحرك قرص الصمام على طول الجذع، مثل الجوز إذا تم تدوير الجذع. تتعرض خيوط الجذع لوسط التدفق، وعلى هذا النحو، تتعرض للتأثير. ولهذا السبب يتم استخدام هذا النموذج عندما تكون المساحة محدودة للسماح بالحركة الخطية، ولا يتسبب وسط التدفق في تآكل أو تآكل أو تآكل مادة الجذع.
• انزلاق الجذعية
  لا يدور ساق الصمام هذا أو يدور. ينزلق داخل وخارج الصمام لفتح أو إغلاق الصمام. يُستخدم هذا التصميم في صمامات الفتح السريع ذات الرافعة التي يتم تشغيلها يدويًا. كما يتم استخدامه في صمامات التحكم التي يتم تشغيلها بواسطة أسطوانات هيدروليكية أو هوائية.
• الجذعية الدوارة
  هذا نموذج شائع الاستخدام في الصمامات الكروية والسدادات والفراشة. حركة ربع دورة للساق تفتح أو تغلق الصمام.

ستجد في القائمة الرئيسية "الصمامات" بعض الروابط لصور تفصيلية (كبيرة) للصمامات الجذعية الصاعدة وغير الصاعدة.

التعبئة الجذعية للصمام

للحصول على ختم موثوق بين الجذع وغطاء المحرك، هناك حاجة إلى حشية. وهذا ما يسمى التعبئة، وهي مزودة على سبيل المثال بالمكونات التالية:

• تابع الغدة، وهو عبارة عن غلاف يضغط العبوة بواسطة غدة داخل ما يسمى بصندوق الحشو.
• الغدة، وهي نوع من البطانات، التي تقوم بضغط التعبئة في صندوق الحشو.
• صندوق الحشو، وهو الحجرة التي يتم فيها ضغط العبوة.
• التعبئة، متوفرة بعدة مواد، مثل التيفلون®، والمواد المرنة، والمواد الليفية وغيرها.
• المقعد الخلفي هو ترتيب الجلوس داخل غطاء المحرك. إنه يوفر ختمًا بين الجذع وغطاء المحرك ويمنع ضغط النظام من البناء على تعبئة الصمام، عندما يكون الصمام مفتوحًا بالكامل. غالبًا ما يتم تطبيق المقاعد الخلفية في صمامات البوابة والكرة الأرضية.

أحد الجوانب المهمة لعمر الصمام هو مجموعة الختم. تحتوي جميع الصمامات تقريبًا، مثل صمامات الكرة القياسية، وصمامات الكرة الأرضية، والبوابة، والسدادة، والفراشة على مجموعة مانعة للتسرب تعتمد على قوة القص والاحتكاك والتمزق.

لذلك، يجب أن تتم تعبئة الصمام بشكل صحيح، لمنع تلف الجذع وفقدان السوائل أو الغاز. عندما تكون العبوة فضفاضة جدًا، سوف يتسرب الصمام. إذا كانت التعبئة ضيقة للغاية، فسوف تؤثر على الحركة وقد تلحق الضرر بالجذع.

نصيحة الصيانة: 1. كيفية تركيب غدة التعبئة

نصيحة الصيانة: 2. كيفية تركيب غدة التعبئة

نير الصمام ونير الجوز

نير

يربط النير جسم الصمام أو غطاء المحرك بآلية التشغيل. الجزء العلوي من النير يحمل صامولة النير، أو صامولة الجذع، أو جلبة النير، ويمر ساق الصمام من خلالها. عادةً ما يحتوي المقرن على فتحات للسماح بالوصول إلى صندوق الحشو، وروابط المشغل، وما إلى ذلك. من الناحية الهيكلية، يجب أن يكون المقرن قويًا بما يكفي لتحمل القوى والعزوم وعزم الدوران الذي يطوره المشغل.

نير الجوز

صمولة النير عبارة عن صمولة ملولبة داخليًا ويتم وضعها في الجزء العلوي من النير الذي يمر به الجذع. في صمام البوابة، على سبيل المثال، يتم تدوير صامولة المقرن ويتحرك الجذع لأعلى أو لأسفل. في حالة الصمامات الكروية، يتم تثبيت الصامولة ويتم تدوير الجذع من خلالها.

مشغل الصمام

عادةً ما تكون الصمامات التي يتم تشغيلها يدويًا مزودة بعجلة يدوية متصلة بساق الصمام أو صامولة المقرن التي يتم تدويرها في اتجاه عقارب الساعة أو عكس اتجاه عقارب الساعة لإغلاق الصمام أو فتحه. يتم فتح وإغلاق الصمامات الكروية والبوابية بهذه الطريقة.

تحتوي الصمامات ربع الدوران التي يتم تشغيلها يدويًا، مثل الكرة أو التوصيل أو الفراشة، على رافعة لتشغيل الصمام.

هناك تطبيقات حيث لا يكون من الممكن أو المرغوب فيه تشغيل الصمام يدويًا بواسطة العجلة اليدوية أو الرافعة. تشمل هذه التطبيقات:

• الصمامات الكبيرة التي يجب تشغيلها ضد الضغط الهيدروستاتيكي العالي
• الصمامات يجب تشغيلها من مكان بعيد
• عندما يكون وقت فتح الصمام أو إغلاقه أو التحكم فيه يدويًا أطول مما تتطلبه معايير تصميم النظام

عادة ما تكون هذه الصمامات مجهزة بمحرك.
المحرك في التعريف الأوسع هو جهاز ينتج حركة خطية ودورانية لمصدر الطاقة تحت تأثير مصدر التحكم.

تُستخدم المحركات الأساسية لفتح الصمام بالكامل أو إغلاقه بالكامل. تُعطى مشغلات التحكم أو التنظيم في الصمامات إشارة تحديد موضع للانتقال إلى أي موضع وسيط. هناك العديد من الأنواع المختلفة للمشغلات، ولكن فيما يلي بعض مشغلات الصمامات شائعة الاستخدام:

• مشغلات التروس
• مشغلات المحركات الكهربائية
• المحركات الهوائية
• المحركات الهيدروليكية
• مشغلات الملف اللولبي

لمزيد من المعلومات حول المحركات، راجع القائمة الرئيسية "الصمامات"-مشغلات الصمامات-

تصنيف الصمامات

فيما يلي بعض تصنيفات الصمامات شائعة الاستخدام، بناءً على الحركة الميكانيكية:

• صمامات الحركة الخطية. الصمامات التي يتحرك فيها عضو الإغلاق، كما هو الحال في البوابة، والكرة الأرضية، والحجاب الحاجز، والقرصة، ورفع صمامات الفحص، في خط مستقيم للسماح بالتدفق أو إيقافه أو خنقه.
• صمامات الحركة الدوارة. عندما يتحرك عضو إغلاق الصمام على طول مسار زاوي أو دائري، كما هو الحال في صمامات الفراشة والكرة والسدادة واللامركزية والتأرجح، تسمى الصمامات صمامات الحركة الدوارة.
• صمامات ربع دورة. تتطلب بعض صمامات الحركة الدوارة ما يقرب من ربع دورة، من 0 إلى 90 درجة، وحركة الجذع لفتحها بالكامل من وضع مغلق بالكامل أو العكس.

تصنيف الصمامات على أساس الحركة

تقييمات الطبقة

يتم تحديد تقييمات درجة حرارة الضغط للصمامات بأرقام الفئة. ASME B16.34، الصمامات ذات الحواف، والملولبة، ونهاية اللحام هي واحدة من معايير الصمامات الأكثر استخدامًا على نطاق واسع. ويحدد ثلاثة أنواع من الفئات: القياسية والخاصة والمحدودة. يغطي ASME B16.34 صمامات الفئة 150 و300 و400 و600 و900 و1500 و2500 و4500.

ملخص

في هذه الصفحة يتم تعريف عدد من المعلومات الأساسية من الصمامات.

كما رأيت في القائمة الرئيسية "الصمامات"، يمكنك أيضًا العثور على معلومات حول العديد من الصمامات المستخدمة غالبًا في صناعة البترول والكيماويات.
يمكن أن يمنحك انطباعًا وفهمًا جيدًا للاختلافات بين الأنواع المختلفة للصمامات، وكيف تؤثر هذه الاختلافات على وظيفة الصمام. سيساعد ذلك على التطبيق السليم لكل نوع من الصمامات أثناء التصميم والاستخدام السليم لكل نوع من الصمامات أثناء التشغيل.