اختيار الصمامات واختبار الضغط: تقنيات الخبراء

في أنظمة خطوط أنابيب السوائل، تُعد الصمامات المنظمة وحدات تحكم، ويمثل استثمارها من 301 تيرابايت إلى 501 تيرابايت إلى 501 تيرابايت من التكلفة الهندسية لخطوط الأنابيب.

وتتمثل الوظائف الرئيسية للصمامات في الفتح والإغلاق، والخنق، وتنظيم التدفق، وعزل المعدات وأنظمة خطوط الأنابيب، ومنع التدفق العكسي للوسط، وتنظيم الضغط والعادم.

تُعد الصمامات أيضًا أكثر المكونات تعقيدًا في خطوط الأنابيب، حيث يتم تجميعها بشكل عام من أجزاء متعددة ذات محتوى تقني عالٍ.

مع التطور السريع لصناعة البتروكيماويات، فإن الوسائط في معدات إنتاج البتروكيماويات تكون في الغالب سامة وقابلة للاشتعال والانفجار وشديدة التآكل، وظروف التشغيل معقدة وقاسية، مع ارتفاع درجات حرارة التشغيل والضغط، ودورات بدء التشغيل الطويلة.

وبمجرد تعطل الصمام، يمكن أن يتسبب في حدوث تسرب متوسط، مما يؤدي إلى تلويث البيئة والتسبب في خسائر اقتصادية، وفي الحالات الشديدة، يمكن أن يتسبب في توقف المعدات عن الإنتاج، أو حتى التسبب في حادث كارثي.

ولذلك، في تصميم خطوط الأنابيب، لا يمكن أن يؤدي اختيار الصمامات بشكل علمي ومعقول إلى تقليل تكلفة بناء المعدات فحسب، بل يضمن أيضًا التشغيل الآمن.

تقدم هذه المقالة بشكل أساسي طرق الاختيار لمختلف الصمامات شائعة الاستخدام، مثل صمامات البوابة، وصمامات الكرة الأرضية، وصمامات الخانق، وصمامات السدادة، والصمامات الكروية، وصمامات التحكم في الحجاب الحاجز.

1. النقاط الرئيسية لاختيار الصمامات

1. حدد بوضوح الغرض من الصمام في المعدات أو الجهاز.

تحديد ظروف عمل الصمام، مثل خصائص الوسيط المطبق وضغط العمل ودرجة حرارة العمل وطريقة التحكم في التشغيل.

2. حدد نوع الصمام بشكل صحيح.

يعد الاختيار الصحيح لنوع الصمام شرطًا أساسيًا لفهم المصمم الكامل لعملية الإنتاج وظروف التشغيل بأكملها.

عند اختيار نوع الصمام، يجب على المصمم أولاً فهم الخصائص الهيكلية والأداء لكل نوع من أنواع الصمامات.

3. تحديد الوصلة الطرفية للصمام.

في الوصلات الملولبة والوصلات ذات الشفة والوصلات الطرفية الملولبة والوصلات الطرفية باللحام، الوصلتان الأوليان أكثر استخدامًا. تُستخدم الوصلات الملولبة بشكل رئيسي في الصمامات ذات الأقطار الاسمية أقل من 50 مم.

إذا كان حجم القطر كبيرًا جدًا، يكون تركيب جزء التوصيل وإغلاقه صعبًا للغاية. الصمامات المتصلة بالشفة ملائمة نسبيًا للتركيب والتفكيك، ولكنها أثقل وأكثر تكلفة من الصمامات المتصلة بالملولبة.

ولذلك، فهي مناسبة لتوصيل خطوط الأنابيب بأقطار وضغوط مختلفة.

تعتبر وصلات اللحام أكثر موثوقية من وصلات الشفة تحت الأحمال الثقيلة، ولكنها أكثر صعوبة في التفكيك والتركيب.

لذلك، يقتصر استخدامها على المناسبات التي يمكن أن تعمل فيها بشكل موثوق لفترة طويلة، أو عندما تكون ظروف التشغيل ثقيلة ودرجات الحرارة مرتفعة.

4. اختيار مواد الصمامات.

عند اختيار المواد اللازمة لجسم الصمام والأجزاء الداخلية وسطح الختم، بالإضافة إلى مراعاة الخصائص الفيزيائية (درجة الحرارة والضغط) والخصائص الكيميائية (التآكل) لوسط العمل، يجب أيضًا مراعاة نظافة الوسط (وجود جسيمات صلبة).

بالإضافة إلى ذلك، يجب الرجوع إلى اللوائح ذات الصلة في الدولة وإدارة المستخدم.

يمكن أن يؤدي اختيار المادة الصحيحة والمعقولة للصمام إلى تحقيق أكثر عمر خدمة اقتصادي وأفضل أداء.

يتم اختيار مادة جسم الصمام بالترتيب من الحديد الزهر-الفولاذ الكربوني-الفولاذ المقاوم للصدأ، ويتم اختيار مادة حلقة الختم بالترتيب من المطاط-سبائك الصلب النحاسي-الفولاذ المطاطي-الفولاذ F4.

5. آخرون

بالإضافة إلى ذلك، يجب تحديد معدل التدفق ومستوى ضغط السائل المتدفق عبر الصمام، ويجب اختيار الصمامات المناسبة باستخدام البيانات المتاحة مثل كتالوجات منتجات الصمامات والعينات.

2. مقدمة إلى الصمامات شائعة الاستخدام.

هناك العديد من الأنواع والأصناف المعقدة من الصمامات، بما في ذلك صمامات البوابة، وصمامات الكرة الأرضية، وصمامات الخانق، وصمامات الفراشة، وصمامات السدادة، والصمامات السدادة، والصمامات الكروية، والصمامات الكروية، والصمامات الكهربائية، وصمامات الحجاب الحاجز، وصمامات الفحص، وصمامات الأمان، وصمامات تخفيض الضغط، وصمامات مصيدة البخار، وصمامات قطع الطوارئ. الصمامات الشائعة الاستخدام هي صمامات البوابة، وصمامات الكرة الأرضية، وصمامات الخانق، وصمامات السدادة، وصمامات الفراشة، والصمامات الكروية، وصمامات الفحص، وصمامات الحجاب الحاجز.

1. صمام البوابة

صمام البوابة هو صمام يمكن أن يفتح أو يغلق ممر مائع عن طريق دفع عضو الإغلاق (لوحة الصمام) لأعلى ولأسفل على طول سطح مانع التسرب لمقعد الصمام بساق الصمام.

تتميز صمامات البوابة بأداء ختم أفضل ومقاومة أقل للسوائل من الصمامات الكروية. وهي أسهل في الفتح والإغلاق، ولها أداء تنظيمي معين.

وهي واحدة من صمامات الإغلاق الأكثر استخدامًا.

تتمثل عيوب صمامات البوابة في الحجم الكبير والهيكل المعقد مقارنةً بالصمامات الكروية، كما أن سطح الختم عرضة للتآكل ويصعب إصلاحه، لذلك فهي غير مناسبة عمومًا للاختناق.

وفقًا لموضع اللولب على جذع الصمام، يمكن تقسيم صمامات البوابة إلى نوعين: الجذع الصاعد والجذع غير الصاعد.

وفقًا للخصائص الهيكلية للوحة البوابة، يمكن تقسيمها إلى نوع إسفيني ونوع متوازي.

2. صمام الكرة الأرضية

صمام الكرة الأرضية هو صمام يغلق لأسفل. يتم تحريك عضو الإغلاق (قرص الصمام) بواسطة جذع الصمام للتحرك لأعلى ولأسفل على طول محور مقعد الصمام (سطح مانع التسرب).

بالمقارنة مع صمامات البوابة، تتميز صمامات الكرة الأرضية بأداء تنظيمي أفضل، وأداء ختم أفضل، وهيكل بسيط، وسهولة التصنيع والصيانة، ومقاومة أعلى للسوائل، وسعر أرخص.

وهي صمامات إغلاق شائعة الاستخدام وتستخدم بشكل عام في خطوط الأنابيب متوسطة وصغيرة القطر.

3. صمام كروي

عضو الإغلاق في الصمام الكروي عبارة عن كرة ذات ثقب دائري نافذ، يدور مع ساق الصمام لتحقيق فتح الصمام وإغلاقه.

تتميز الصمامات الكروية بهيكل بسيط، وسرعة الفتح والإغلاق، والتشغيل المريح، وصغر الحجم، وخفة الوزن، ومكونات أقل، ومقاومة منخفضة للسوائل، وأداء ختم جيد، وسهولة الصيانة.

4. صمام الخانق

إن هيكل صمام الخانق هو في الأساس نفس هيكل الصمام الكروي باستثناء قرص الخانق، الذي يتميز بأشكال وخصائص مختلفة وقطره أصغر من مقعد الصمام.

ليس من المناسب أن يكون قطرها كبيرًا جدًا، حيث أن زيادة معدل التدفق المتوسط من ارتفاع الفتحة الأصغر يمكن أن يسرع من التآكل ضد قرص الخانق.

تتميز صمامات الخانق بأبعاد صغيرة وخفيفة الوزن وأداء تنظيمي جيد، ولكن دقة التنظيم منخفضة.

5. صمام التوصيل

يحتوي الصمام السدادي على سدادة ذات ثقب عابر كعضو إغلاق. تدور السدادة مع ساق الصمام لتحقيق فتح الصمام وإغلاقه.

تتميز صمامات التوصيل بهيكل بسيط، وسرعة الفتح والإغلاق، وسهولة التشغيل، ومقاومة منخفضة للسوائل، ومكونات أقل، وخفة الوزن. يمكن أن تكون صمامات التوصيل مستقيمة أو ثلاثية أو رباعية الاتجاهات.

تُستخدم صمامات السدادة المستقيمة لقطع الوسط، وتستخدم صمامات السدادة ثلاثية الاتجاهات ورباعية الاتجاهات لتغيير اتجاه الوسط أو لتوزيع الوسط.

6. صمام الفراشة

يستخدم صمام الفراشة صفيحة فراشة للدوران 90 درجة داخل جسم الصمام لإتمام عملية الفتح والإغلاق. وتتميز صمامات الفراشة بصغر حجمها وخفة وزنها وبساطة هيكلها وقلة مكوناتها.

يمكن فتحها وإغلاقها بسرعة من خلال تدويرها بزاوية 90 درجة، وهي سهلة التشغيل.

عندما تكون صفيحة الفراشة مفتوحة بالكامل، يكون سمك الصفيحة هو المقاومة الوحيدة التي يتدفق بها الوسط عبر جسم الصمام، وبالتالي يكون انخفاض الضغط الناتج عن الصمام صغيرًا، ويتمتع الصمام بخصائص ممتازة للتحكم في التدفق.

تأتي صمامات الفراشة في نوعين من الختم: الختم المرن الناعم المرن والختم المعدني الصلب.

بالنسبة لصمامات الختم المرنة، يمكن تضمين حلقة الختم في جسم الصمام أو ربطها بمحيط لوحة الفراشة، والتي تتميز بأداء ختم جيد ويمكن استخدامها للاختناق، وكذلك لخطوط الأنابيب متوسطة التفريغ والوسائط المسببة للتآكل.

تتمتع الصمامات محكمة الغلق المعدنية عمومًا بعمر تشغيلي أطول من الصمامات محكمة الغلق المرنة، ولكن من الصعب تحقيق إحكام الغلق الكامل. وعادة ما تستخدم في الحالات التي يتفاوت فيها التدفق وانخفاض الضغط بشكل كبير وتتطلب أداء خنق جيد.

يمكن أن يتكيف مانع التسرب المعدني مع درجات حرارة التشغيل المرتفعة، في حين أن مانع التسرب المرن له عيب كونه محدودًا بدرجة الحرارة.

7. فحص الصمام

الصمام اللاارتدادي هو صمام يمكن أن يمنع السائل من التدفق التلقائي إلى الخلف. يفتح عضو الإغلاق للصمام اللا ارتدادي تحت تأثير ضغط المائع، مما يسمح للسائل بالتدفق من جانب المدخل إلى جانب المخرج.

عندما يكون الضغط على جانب المدخل أقل من الضغط على جانب المخرج، يغلق عضو الإغلاق تلقائيًا تحت تأثير عوامل مثل فرق ضغط المائع ووزنه لمنع التدفق العكسي للسائل.

يمكن تقسيم صمامات الفحص إلى صمامات فحص من نوع الرفع وصمامات فحص من النوع المتأرجح وفقًا لأشكالها الهيكلية.

تتميز صمامات الفحص من نوع الرفع بأداء منع تسرب أفضل ولكن مقاومة السوائل أعلى من صمامات الفحص من النوع المتأرجح.

بالنسبة لمنفذ الشفط في أنبوب شفط المضخة، يوصى باستخدام صمام قدم، والذي يعمل على ملء أنبوب مدخل المضخة بالماء قبل الضخ، والحفاظ على أنبوب المدخل وجسم المضخة ممتلئين بالماء بعد إيقاف المضخة للتحضير لبداية التشغيل التالية.

يتم تركيب صمامات القدم بشكل عام فقط على خطوط الأنابيب الرأسية عند مدخل المضخة، ويتدفق الوسط من الأسفل إلى الأعلى.

8. صمام الحجاب الحاجز

عضو الإغلاق في الصمام الغشائي هو عبارة عن غشاء مطاطي يتم تثبيته بين جسم الصمام وغطاء الصمام.

الجزء البارز من الحجاب الحاجز مثبت على ساق الصمام، وجسم الصمام مبطن بالمطاط. وبما أن الوسيط لا يدخل إلى التجويف الداخلي لغطاء الصمام، فإن جذع الصمام لا يحتاج إلى صندوق حشو.

تتميز صمامات الحجاب الحاجز بهيكل بسيط، وأداء ختم جيد، وسهولة الصيانة، ومقاومة منخفضة للسوائل. يمكن تقسيم الصمامات الغشائية إلى نوع سد، ونوع مستقيم، ونوع الزاوية اليمنى، ونوع التدفق.

3. إرشادات اختيار الصمامات الشائعة

1. إرشادات اختيار صمامات البوابة

بشكل عام، يجب أن تكون الصمامات البوابية هي الخيار الأول. الصمامات البوابية مناسبة ليس فقط للوسائط مثل البخار والزيت، ولكن أيضًا للوسائط التي تحتوي على جزيئات صلبة وذات لزوجة عالية. كما أنها مناسبة للصمامات المستخدمة في أنظمة التنفيس وأنظمة التفريغ المنخفضة.

بالنسبة للوسائط التي تحتوي على جسيمات صلبة، يجب أن يحتوي جسم صمام البوابة على فتحة أو فتحتين للتفجير.

بالنسبة للوسائط ذات درجة الحرارة المنخفضة، يجب اختيار صمامات بوابة خاصة ذات درجة حرارة منخفضة.

2. إرشادات اختيار الصمامات الكروية

تُعد الصمامات الكروية مناسبة لخطوط الأنابيب أو الأجهزة ذات درجة الحرارة العالية ووسائط الضغط المرتفعة حيث لا تكون متطلبات مقاومة السوائل مطلوبة بدقة، مثل خطوط أنابيب البخار ذات DN ＜ 200 مم.

يمكن أيضًا استخدام الصمامات الصغيرة مثل الصمامات الإبرية وصمامات الأدوات وصمامات أخذ العينات وصمامات قياس الضغط باستخدام صمامات كروية.

يمكن استخدام الصمامات الكروية لتنظيم التدفق أو الضغط، ولكنها تتطلب دقة تنظيم أقل، وعندما يكون قطر خط الأنابيب صغيرًا نسبيًا، يفضل استخدام الصمامات الكروية أو الصمامات الخانقة.

بالنسبة للوسائط شديدة السمية، يفضل استخدام صمامات البوابة المزودة بموانع تسرب منفاخية؛ ومع ذلك، فإن صمامات البوابة ليست مناسبة للوسائط ذات اللزوجة العالية أو الوسائط التي تحتوي على جسيمات تميل إلى الترسب. كما أنها غير مناسبة للصمامات المستخدمة للتنفيس أو أنظمة التفريغ المنخفضة.

3. إرشادات اختيار الصمامات الكروية

الصمامات الكروية مناسبة للوسائط ذات درجات الحرارة المنخفضة والضغط العالي واللزوجة العالية.

يمكن استخدام معظم الصمامات الكروية في الوسائط ذات الجسيمات الصلبة المعلقة، ويمكن استخدامها أيضًا في الوسائط المسحوقية والحبيبية وفقًا لمتطلبات مواد الختم.

الصمامات الكروية ذات التجويف الكامل ليست مناسبة لتنظيم التدفق والتحكم فيه، ولكنها مناسبة للحالات التي تتطلب إجراء تشغيل وإيقاف سريع ويسهل تنفيذ القطع الطارئ في الحوادث.

يوصى باستخدام الصمامات الكروية لخطوط الأنابيب ذات الأداء الصارم في منع التسرب، والتآكل، وقنوات الانكماش، وإجراءات الفتح والإغلاق السريع، وإغلاق الضغط العالي (فرق الضغط الكبير)، والضوضاء المنخفضة، وظاهرة التغويز، وعزم دوران التشغيل المنخفض، ومقاومة السوائل المنخفضة.

الصمامات الكروية مناسبة للهياكل خفيفة الوزن وإغلاق الضغط المنخفض والوسائط المسببة للتآكل. الصمامات الكروية هي أيضًا الصمام المثالي للوسائط منخفضة الحرارة والوسائط المبردة، وبالنسبة لخطوط الأنابيب والأجهزة ذات الوسائط منخفضة الحرارة، يجب اختيار الصمامات الكروية منخفضة الحرارة مع أغطية صمامات مضافة.

عند اختيار الصمامات الكروية العائمة، يجب أن تتحمل مادة مقعد الصمام حمل الكرة ووسط العمل.

تتطلب الصمامات الكروية ذات القطر الكبير قوة أكبر أثناء التشغيل، ويجب أن تكون الصمامات الكروية ذات القطر DN≥200 مم مزودة بناقل تروس دودي. الصمامات الكروية الكروية الثابتة مناسبة للأقطار الأكبر والضغوط الأعلى.

بالإضافة إلى ذلك، يجب أن تكون الصمامات الكروية المستخدمة لمناولة المواد شديدة السمية والوسائط القابلة للاحتراق ذات هياكل مقاومة للحريق ومضادة للكهرباء الساكنة.

4. إرشادات اختيار صمامات الخانق

تعد صمامات الخانق مناسبة للحالات ذات درجات الحرارة المنخفضة للوسائط ولكن ذات الضغوط الأعلى، وللمواقع التي تتطلب تنظيم التدفق والضغط.

ومع ذلك، فهي غير مناسبة للوسائط ذات اللزوجة العالية أو التي تحتوي على جسيمات صلبة، ولا ينبغي استخدامها كصمامات إغلاق.

5. إرشادات اختيار صمامات التوصيل

تعد صمامات التوصيل مناسبة للحالات التي تتطلب إجراءات فتح وإغلاق سريعة، ولكنها غير مناسبة بشكل عام للبخار والوسائط ذات درجات الحرارة العالية.

وهي مناسبة للوسائط ذات درجات الحرارة المنخفضة واللزوجة العالية، كما أنها مناسبة للوسائط ذات الجسيمات العالقة.

6. إرشادات اختيار صمامات الفراشة

صمامات الفراشة مناسبة للأقطار الأكبر (مثل DN 日 600 مم) والطول الهيكلي الأقصر، والحالات التي تتطلب تنظيم التدفق مع سرعة الفتح والإغلاق.

وهي تُستخدم عمومًا للماء والزيت والهواء المضغوط والوسائط الأخرى ذات درجات الحرارة ≤ 80 ℃ والضغط ≤ 1.0 ميجا باسكال.

نظرًا لفقدان الضغط الأعلى مقارنةً بصمامات البوابات والصمامات الكروية، فإن صمامات الفراشة مناسبة لأنظمة خطوط الأنابيب ذات متطلبات فقدان الضغط الأقل صرامة.

7. إرشادات اختيار صمامات الفحص

الصمامات ذات الفحص مناسبة بشكل عام للوسائط النظيفة ولا ينبغي استخدامها للوسائط ذات الجسيمات الصلبة أو اللزوجة العالية.

بالنسبة للأحجام ≤40 مم، يوصى باستخدام صمامات فحص الرفع (مسموح بتركيبها على خطوط الأنابيب الأفقية فقط).

بالنسبة لخطوط الأنابيب DN＝50～400 مم، يوصى باستخدام صمامات فحص التأرجح (يمكن تركيبها على خطوط الأنابيب الأفقية والرأسية، ولكن بالنسبة لخطوط الأنابيب الرأسية، يجب أن يتدفق الوسيط من الأسفل إلى الأعلى).

بالنسبة لـ DN≥450 مم، يوصى باستخدام صمامات فحص الوسائد. يمكن أيضًا استخدام صمامات الفحص ذات الرفرف المزدوج لـ DN ＝100～400 مم. يمكن تصميم صمامات فحص التأرجح بضغط عمل مرتفع، مع PN حتى 42 ميجا باسكال.

يمكن أن تكون مناسبة لأي وسائط عمل ونطاق درجة حرارة عمل اعتمادًا على مادة الجسم ومكونات الختم.

يمكن أن تشمل الوسائط الماء والبخار والغاز والوسائط المسببة للتآكل والزيت والمستحضرات الصيدلانية وما إلى ذلك، ويمكن أن يتراوح نطاق درجة حرارة العمل بين -196 ℃ و800 ℃.

8. إرشادات اختيار الصمامات الغشائية

الصمامات الغشائية مناسبة للزيوت والمياه والوسائط الحمضية والوسائط التي تحتوي على مواد صلبة عالقة مع درجة حرارة عمل أقل من 200 ℃ وضغط أقل من 1.0 ميجا باسكال.

وهي غير مناسبة للمذيبات العضوية والوسائط المؤكسدة القوية. وبالنسبة لوسائط طحن الجسيمات، ينبغي اختيار صمامات غشائية من نوع السد، وينبغي الرجوع إلى جدول خصائص التدفق عند اختيار الصمام الغشائي من نوع السد.

بالنسبة للسوائل اللزجة والطين الأسمنتي والوسائط الرسوبية، ينبغي اختيار صمامات غشائية مستقيمة. باستثناء متطلبات محددة، يجب عدم استخدام الصمامات الغشائية في خطوط أنابيب التفريغ أو معدات التفريغ.

4. طرق اختبار الضغط للصمامات المختلفة

بصفة عامة، لا تخضع الصمامات الصناعية لاختبارات القوة أثناء الاستخدام، ولكن يجب أن تخضع الصمامات التي تم إصلاحها أو الصمامات ذات الأجسام والأغطية المتآكلة أو التالفة لاختبارات القوة.

بالنسبة لصمامات الأمان، يجب أن يتوافق ضغط ضبطها، وضغط إعادة الضبط، والاختبارات الأخرى مع التعليمات الخاصة بها واللوائح ذات الصلة.

يجب إجراء اختبارات القوة والختم أثناء تركيب الصمام. وينبغي فحص صمامات الضغط المنخفض عشوائيًا عند 20%، وإذا فشلت، ينبغي إجراء فحص 100%.

يجب فحص صمامات الضغط المتوسط والعالي 100%. تشمل الوسائط شائعة الاستخدام لاختبار ضغط الصمامات الماء والزيت والهواء والبخار والنيتروجين وغيرها.

فيما يلي طرق اختبار الضغط لمختلف الصمامات الصناعية بما في ذلك الصمامات الهوائية:

1. طريقة اختبار الضغط للصمامات الكروية

يجب إجراء اختبار قوة الصمامات الكروية الهوائية مع وجود الكرة في حالة شبه مفتوحة.

① اختبار ختم الصمامات الكروية العائمة:

ضع الصمام في حالة شبه مفتوحة، وأدخل وسيط الاختبار من أحد طرفيه، وأغلق الطرف الآخر.

قم بتدوير الكرة عدة مرات، وتحقق من أداء إحكام غلق صندوق الحشو والحشية عندما يكون الصمام في حالة الإغلاق، دون أي تسرب.

بعد ذلك، أدخل وسيط الاختبار من الطرف الآخر وكرر الاختبار أعلاه.

②اختبار ختم الصمامات الكروية الثابتة:

قم بتدوير الكرة عدة مرات بدون تحميل قبل الاختبار. يجب أن تكون الصمامات الكروية الثابتة في حالة الإغلاق.

أدخل وسيط الاختبار من أحد طرفيه بالقيمة المحددة، وتحقق من أداء الختم لطرف المدخل باستخدام مقياس الضغط.

يجب أن تكون دقة مقياس الضغط من 0.5 إلى 1 مستوى، ويجب أن يكون النطاق 1.5 ضعف ضغط الاختبار.

إذا لم يكن هناك انخفاض في الضغط خلال الوقت المحدد، فهو مؤهل. أدخل وسيط الاختبار من الطرف الآخر وكرر الاختبار أعلاه.

ثم، ضع الصمام في حالة شبه مفتوحة، وأغلق كلا الطرفين، واملأ التجويف بالوسط.

افحص أداء إحكام إغلاق صندوق الحشو والحشية تحت ضغط الاختبار دون أي تسرب.

③ يجب أن تخضع الصمامات الكروية ثلاثية الاتجاهات لاختبار إحكام الغلق في كل موضع.

2. طريقة اختبار الضغط لصمامات الفحص

حالة الاختبار: بالنسبة لصمامات فحص الرفع، يكون محور رفرف الصمام في وضع عمودي على الأفقي؛ وبالنسبة لصمامات فحص التأرجح، يكون محور القناة ومحور رفرف الصمام موازيين تقريبًا للخط الأفقي.

أثناء اختبار القوة، أدخل وسيط الاختبار من طرف المدخل إلى القيمة المحددة، وأغلق الطرف الآخر. يجب ألا يكون هناك تسرب في جسم الصمام والغطاء ليكون مؤهلاً.

أثناء اختبار الختم، أدخل وسيط الاختبار من طرف المخرج، وافحص سطح الختم، وصندوق الحشو، والحشية في طرف المدخل. يجب ألا يكون هناك تسرب ليكون مؤهلاً.

3. طريقة اختبار الضغط لصمامات تخفيض الضغط

① يتم إجراء اختبار قوة صمام تخفيض الضغط بشكل عام بعد اختبار القطعة الواحدة والتجميع، ويمكن أيضًا إجراؤه بعد التجميع.

مدة اختبار القوة هي دقيقة واحدة لاختبار DN 150 مم.

بعد أن يتم لحام المنافيخ والمكونات، يجب إجراء اختبار قوة ضغط الهواء عند 1.5 مرة من أعلى ضغط مستخدم مع صمام تخفيض الضغط.

② أثناء اختبار الختم، يجب أن يتم إجراؤه وفقًا لوسط العمل الفعلي.

عند الاختبار بالهواء أو الماء، يجب أن يكون ضغط الاختبار 1.1 ضعف الضغط الاسمي.

عند الاختبار بالبخار، يجب استخدام أقصى ضغط عمل مسموح به عند درجة حرارة العمل.

يجب ألا يقل الفرق بين ضغط المدخل وضغط المخرج عن 0.2 ميجا باسكال.

طريقة الاختبار على النحو التالي:

بعد ضبط ضغط المدخل، اضبط المسمار المنظم للصمام تدريجيًا لجعل ضغط المخرج يتغير بحساسية وباستمرار ضمن نطاق القيمة القصوى والدنيا دون ركود أو مقاومة البطاقة.

بالنسبة لصمامات تخفيض ضغط البخار، بعد ضبط ضغط المدخل، أغلق صمام الإغلاق بعد إغلاق الصمام.

ضغط المخرج هو أعلى قيمة وأدنى قيمة. وفي غضون دقيقتين، ينبغي أن تفي الزيادة في ضغط المخرج بالمتطلبات المحددة في الجدول 4-176-22.

وفي الوقت نفسه، يجب أن يفي حجم خط الأنابيب بعد الصمام بالمتطلبات المحددة في الجدول 4.18 ليكون مؤهلاً. بالنسبة لصمامات تخفيض ضغط الماء والهواء، عندما يتم ضبط ضغط المدخل ويكون ضغط المخرج صفرًا، يجب إغلاق صمام تخفيض الضغط لإجراء اختبار إحكام الإغلاق. لا يعتبر عدم وجود تسرب خلال دقيقتين مؤهلاً.

4. طريقة اختبار الضغط لصمامات الفراشة

اختبار قوة صمامات الفراشة الهوائية هو نفسه اختبار قوة صمامات الفراشة الهوائية كما هو الحال بالنسبة للصمامات الكروية.

يجب أن يُدخل اختبار أداء منع التسرب لصمامات الفراشة وسيط الاختبار من الطرف الذي يتدفق فيه الوسيط.

يجب فتح لوحة الفراشة وإغلاق الطرف الآخر. بعد ذلك، يجب حقن الضغط بالقيمة المحددة.

بعد التحقق من عدم وجود تسرب لصندوق الحشوة وأماكن الختم الأخرى، أغلق لوحة الفراشة، وافتح الطرف الآخر من الصمام، وتحقق من عدم وجود تسرب في مكان ختم لوحة الفراشة.

قد لا تحتاج صمامات الفراشة المستخدمة لتنظيم التدفق إلى اختبار أداء مانع التسرب.

5. طريقة اختبار الضغط لصمامات التوصيل

أثناء اختبار قوة صمامات السدادة، أدخل الوسيط من أحد الأطراف، وأغلق الممرات المتبقية، وقم بتدوير السدادة إلى كل موضع عمل حتى يتم فتحها بالكامل للاختبار. يجب ألا يكون هناك تسرب في جسم الصمام ليكون مؤهلاً.

أثناء اختبار أداء الختم، يجب أن يحافظ صمام السدادة المستقيمة على نفس الضغط في الحجرة والممر. يجب تدوير السدادة إلى وضع الإغلاق، ويجب إجراء الفحص من الطرف الآخر.

بعد ذلك، قم بتدوير السدادة 180 درجة وكرر الاختبار أعلاه. يجب أن يحافظ صمام السدادة ثلاثي أو رباعي الاتجاهات على نفس الضغط في أحد طرفي الحجرة والممر.

قم بتدوير القابس إلى وضع الإغلاق واحدًا تلو الآخر، وافحص في نفس الوقت من الطرف الآخر.

قبل اختبار صمام السدادة، يُسمح بطبقة من زيت التشحيم الرقيق غير الحمضي على سطح السدادة. يجب ألا يكون هناك أي تسرب وقطرات ماء ممتدة خلال الوقت المحدد ليكون مؤهلاً.

يمكن أن يكون وقت اختبار صمام السدادة أقصر ويتبع بشكل عام متطلبات القطر الاسمي، وهو من دقيقة إلى 3 دقائق.

بالنسبة لصمامات سدادة الغاز، يجب إجراء اختبار أداء مانع تسرب الهواء عند 1.25 ضعف ضغط التشغيل.

6. طريقة اختبار الضغط لصمامات الحجاب الحاجز

أثناء اختبار قوة صمامات الحجاب الحاجز، أدخل الوسيط من أي من الطرفين، وافتح قرص الصمام وأغلق الطرف الآخر. بعد رفع ضغط الاختبار إلى القيمة المحددة، يجب ألا يكون هناك تسرب في جسم الصمام والغطاء ليكون مؤهلاً.

ثم، قم بتخفيض الضغط إلى ضغط اختبار أداء الختم، وأغلق قرص الصمام، وافحص من الطرف الآخر. يجب ألا يكون هناك تسرب ليكون مؤهلاً.

7. طريقة اختبار الضغط للصمامات الكروية والصمامات الخانقة

عادةً ما يتم إجراء اختبار قوة الصمامات الكروية والصمامات الخانقة عن طريق وضع الصمام المجمع في إطار اختبار الضغط، وفتح قرص الصمام، وإدخال الوسيط إلى القيمة المحددة.

افحص ما إذا كان جسم الصمام والغطاء يتعرقان أو يتسربان. يمكن أيضًا إجراء اختبار القطعة الواحدة. تتطلب الصمامات الكروية فقط اختبار أداء مانع التسرب.

أثناء اختبار صمامات الكرة الأرضية، يجب أن يكون ساق الصمام في وضع رأسي، ويجب أن يكون قرص الصمام مفتوحًا.

يجب إدخال الوسيط من طرف واحد أسفل قرص الصمام إلى القيمة المحددة، ويجب فحص صندوق الحشو والحشية.

بعد اجتياز الاختبار، أغلق قرص الصمام وافحص ما إذا كان هناك أي تسرب من الطرف الآخر. إذا كان كل من اختباري القوة وأداء الختم مطلوبين، فيجب إجراء اختبار القوة أولاً.

بعد ذلك، قلل الضغط إلى ضغط اختبار أداء الختم، وافحص صندوق الحشو والحشية، وأغلق قرص الصمام، وافحص ما إذا كان هناك أي تسرب من طرف المخرج.

8. طريقة اختبار الضغط لصمامات البوابة

اختبار قوة صمامات البوابة هو نفس اختبار صمامات الكرة الأرضية. هناك طريقتان لاختبارات أداء ختم صمامات البوابة:

① افتح البوابة وارفع الضغط داخل الصمام إلى القيمة المحددة.

ثم أغلق البوابة وأزل صمام البوابة على الفور. تحقق مما إذا كان هناك تسرب في مانع التسرب على جانبي البوابة أو قم بحقن وسيط الاختبار مباشرة في السدادة الموجودة على غطاء الصمام بالقيمة المحددة وفحص أسطح مانع التسرب على جانبي البوابة.

تُسمى هذه الطريقة طريقة الضغط المتوسط، ولكنها غير مناسبة لاختبارات إحكام الغلق لصمامات البوابات التي يقل قطرها الاسمي DN32 مم.

② الطريقة الأخرى هي فتح البوابة ورفع ضغط الاختبار داخل الصمام إلى القيمة المحددة.

ثم، أغلق البوابة وافتح أحد طرفي اللوحة العمياء لفحص ما إذا كان هناك تسرب في وجه الختم. كرر الاختبار أعلاه عدة مرات حتى يجتاز الاختبار.

يجب إجراء اختبار أداء إحكام غلق صمامات البوابة الهوائية على صندوق الحشو والحشيات قبل اختبار أداء إحكام غلق البوابة.

9. طريقة اختبار الضغط لصمامات الأمان

① اختبار قوة صمامات الأمان هو نفسه اختبار الصمامات الأخرى ويتم اختباره بالماء.

عند اختبار الجزء السفلي من جسم الصمام، أدخل الضغط من طرف المدخل وأغلق سطح الختم. عند اختبار الجزء العلوي من جسم الصمام وغطاء الصمام، أدخل الضغط من طرف المخرج وأغلق الطرف الآخر.

يجب ألا يكون هناك تسرب في جسم الصمام والغطاء خلال الوقت المحدد ليكون مؤهلاً.

② يستخدم اختبار أداء الختم واختبار ضبط الضغط عمومًا الوسائط التالية: البخار المشبع لصمامات الأمان البخارية، والهواء للأمونيا أو الغازات الأخرى، والماء أو السوائل الأخرى غير المسببة للتآكل لصمامات الأمان السائلة.

يشيع استخدام النيتروجين كوسيط اختبار لصمامات الأمان في المواضع المهمة.

يتم إجراء اختبار الختم على أن يكون ضغط الاختبار هو قيمة الضغط الاسمي، ويجب تكراره مرتين على الأقل. يجب ألا يكون هناك أي تسرب خلال الوقت المحدد ليكون مؤهلاً.

تشمل طرق الكشف عن التسرب استخدام الزبدة لتثبيت ورق رقيق على شفة المخرج، وتكون انتفاخات الورق هي التسريبات، واستخدام الزبدة لتثبيت صفيحة بلاستيكية رقيقة أو غيرها من الصفائح على الجزء السفلي من شفة المخرج، ويتم الفحص بعد الملء بالماء، ويشير عدم وجود فقاعات إلى عدم وجود تسرب.

يجب إجراء اختبار ضبط الضغط وإعادة ضبط الضغط لصمامات الأمان 3 مرات على الأقل وأن تكون مؤهلة وفقًا للمتطلبات المحددة.

يمكن الاطلاع على اختبارات الأداء الأخرى لصمامات الأمان في طريقة اختبار أداء صمام الأمان GB/T12242-1989.

ملخص اختيار الصمامات

بناءً على التحليل أعلاه، يجب أن تكون صمامات البوابة هي الخيار المفضل بشكل عام.

تعد الصمامات الكروية مناسبة لخطوط الأنابيب ذات متطلبات مقاومة السوائل المنخفضة، وكذلك للوسائط ذات درجات الحرارة العالية والضغط العالي في خطوط الأنابيب أو الأجهزة.

لا ينبغي استخدامها للوسائط ذات اللزوجة العالية أو التي تحتوي على جزيئات، ولا لصمامات تحرير الهواء أو الصمامات في أنظمة التفريغ المنخفضة.

الصمامات الكروية مناسبة للوسائط ذات درجات الحرارة المنخفضة والضغط العالي واللزوجة العالية.

وعادةً ما تُستخدم في خطوط الأنابيب ذات الأداء الصارم في منع التسرب، والتآكل، والممرات الضيقة، والفتح والإغلاق السريع، وفرق الضغط العالي، والضوضاء المنخفضة، والتغويز، وعزم دوران التشغيل الصغير، ومقاومة السوائل المنخفضة.

صمامات الخانق مناسبة للمناسبات ذات درجة الحرارة المنخفضة والضغط العالي، وليس للوسائط ذات اللزوجة العالية أو التي تحتوي على جسيمات صلبة، وليس لصمامات الإغلاق.

صمامات التوصيل مناسبة للمناسبات التي تتطلب فتح وإغلاق سريع. وهي غير مناسبة بشكل عام للوسائط البخارية والوسائط ذات درجة الحرارة العالية، ولكنها مناسبة للوسائط ذات درجة الحرارة المنخفضة واللزوجة العالية، وكذلك للوسائط ذات الجسيمات العالقة.

تُستخدم صمامات الفراشة عمومًا للماء والزيت ووسائط الهواء المضغوط بدرجة حرارة ≤80 ℃ وضغط ≤1.0 ميجا باسكال. ونظرًا لفقدان الضغط الكبير نسبيًا مقارنة بصمامات البوابة والصمامات الكروية، فإن صمامات الفراشة مناسبة لأنظمة خطوط الأنابيب ذات متطلبات فقدان الضغط الأقل صرامة.

الصمامات ذات الفحص مناسبة بشكل عام للوسائط النظيفة ولا ينبغي استخدامها للوسائط التي تحتوي على جسيمات صلبة أو ذات اللزوجة العالية.

صمامات الحجاب الحاجز مناسبة للزيوت والماء والوسائط الحمضية والوسائط التي تحتوي على مواد عالقة بدرجة حرارة تشغيل أقل من 200 ℃ وضغط أقل من 1.0 ميجا باسكال. وهي غير مناسبة للمذيبات العضوية أو الوسائط المؤكسدة القوية.

في أنظمة خطوط الأنابيب في صناعات مثل الصناعات البترولية والكيميائية، تختلف تطبيقات الصمامات وترددات التشغيل وبيئات الخدمة اختلافًا كبيرًا. يعد التحكم في التسرب الطفيف أو القضاء عليه أمرًا مهمًا وحاسمًا. يمكن للاختيار السليم للصمام أن يقلل من تكاليف الإنشاء ويضمن الإنتاج الآمن.

تتحكم الصمامات الكروية الثابتة في فتح وإغلاق الصمام عن طريق تدوير الكرة داخل الصمام. يوجد ثقب في منتصف الكرة يمكن تدويره بزاوية 90 درجة.

قطر الفتحة النافذة يساوي أو أصغر من قطر خط الأنابيب. عندما تدور الكرة بزاوية 90 درجة، يكون وجهي مدخل خط الأنابيب ومخرجها كلاهما سطح الكرة، وبالتالي يغلق الصمام ويقطع السائل.

عندما يدور الصمام الكروي بزاوية 90 درجة، يكون وجهي مدخل ومخرج خط الأنابيب كلاهما عبارة عن أسطح ثقب كروي، ويمر السائل عبر الصمام. يمكن تدوير الصمام الكروي الثابت إلى زوايا مختلفة للتحكم في حجم تدفق السائل.

تُستخدم الصمامات الكروية الثابتة بشكل شائع في خطوط الأنابيب العامة، مثل نقل الماء والزيت والبخار والسوائل الأخرى.

يمكن لصمامات الكرة الأرضية، والمعروفة أيضًا باسم صمامات البوابة، أن تغلق مخرج مقعد الصمام تمامًا عن طريق الضغط من خلال دوران ساق الصمام، وبالتالي منع تدفق السوائل.

تُستخدم الصمامات الكروية بشكل شائع في خطوط الأنابيب للغازات والسوائل المسببة للتآكل مثل الغاز الطبيعي والغاز المسال وحمض الكبريتيك.

تعمل صمامات البوابة مثل البوابة وتتحكم في تدفق السوائل عن طريق تدوير ساق الصمام لتحريك صمام البوابة لأعلى ولأسفل. يمكن للحلقات المانعة للتسرب الموجودة على جانبي صمام البوابة أن تغلق القسم بالكامل.

يمكن أن تكون الصمامات البوابية مفتوحة بالكامل أو مغلقة بالكامل فقط ولا يمكن استخدامها كصمامات للتحكم في التدفق. تُستخدم الصمامات البوابية بشكل رئيسي كأجهزة إغلاق في خطوط أنابيب إمدادات المياه والصرف الصحي والسفن وغيرها من التطبيقات.

يُفتح صمام فحص التأرجح بضغط المائع ويُغلق بالجاذبية عندما يكون ضغط المائع في أنابيب مدخل ومخرج الصمام متوازنًا. وتتمثل وظيفته الرئيسية في منع السائل من التدفق للخلف، وهو ينتمي إلى الصمامات الأوتوماتيكية. وهي تستخدم بشكل رئيسي في خطوط الأنابيب للصناعات البترولية والكيميائية والصيدلانية وغيرها من الصناعات.

يمكن أن تدور صمامات الفراشة، والمعروفة أيضًا باسم صمامات اللوحة القلابة، بزاوية 90 درجة، ويدفع دوران ساق الصمام القرص لتغيير زاوية القرص، وبالتالي التحكم في تدفق السوائل. ويمكن استخدامها لإغلاق وتوصيل وتنظيم تدفق السوائل في خطوط الأنابيب. تُستخدم صمامات الفراشة بشكل شائع في إمدادات المياه وإمدادات الغاز وخطوط الأنابيب الأخرى كأجهزة للتحكم في التدفق والإغلاق.

تُستخدم الصمامات المنظمة، والمعروفة أيضًا باسم صمامات التحكم، للتحكم في حجم تدفق السوائل. عندما يتلقى جزء تنظيم الصمام إشارة التحكم، يتحكم جذع الصمام تلقائيًا في درجة فتح الصمام وإغلاقه بناءً على الإشارة، وبالتالي تحقيق تنظيم معدل تدفق السوائل والضغط. تُستخدم الصمامات المنظمة بشكل شائع في خطوط الأنابيب للتدفئة وإمدادات الغاز والبتروكيماويات والتطبيقات الأخرى.

صمام التدفق الزائد

دور الصمامات الفائضة وصمامات خفض الضغط

تُستخدم صمامات التدفق الزائد لمنع التحميل الزائد على النظام وضمان السلامة، بينما تعمل صمامات تخفيض الضغط على خفض ضغط النظام مع ضمان عدم تحميل النظام فوق طاقته. يمكن القول أن صمامات التدفق الزائد سلبية بينما صمامات تخفيض الضغط نشطة.

فيما يلي بعض الاختلافات الرئيسية بين الصمامين:

يتم الاحتفاظ بالضغط عند المخرج ثابتًا بواسطة صمام تخفيض الضغط، بينما يحافظ صمام الفائض على الضغط عند المدخل.

عندما لا تكون قيد الاستخدام، يكون مدخل ومخرج صمام تخفيض الضغط مترابطين، بينما لا يكون مدخل ومخرج صمام الفائض غير مترابطين.

في حالة عدم الاستخدام، تكون فتحة صمام تخفيض الضغط مفتوحة، بينما يكون صمام التدفق الزائد مغلقًا عادةً.

الفرق بين الصمامات الفائضة وصمامات تخفيض الضغط.

الصمام الفائض هو صمام تحكم في الضغط يتحكم بشكل أساسي في ضغط النظام ويعمل أيضًا كجهاز تفريغ.

1. يُستخدم صمام تخفيض الضغط بشكل أساسي لتقليل الضغط في فرع معين من النظام الهيدروليكي، بحيث يكون ضغط الفرع أقل ومستقر من ضغط دائرة الزيت الرئيسية. ضمن نطاق الضغط المحدد، يتم إغلاق صمام تخفيض الضغط، مثل صمام التدفق الزائد.

ومع ذلك، عندما يزداد ضغط النظام ويصل إلى الضغط الذي يحدده صمام تخفيض الضغط، ينفتح صمام تخفيض الضغط، ويعود بعض الزيت إلى الخزان من خلاله، مما يؤدي إلى تسخين الزيت في الخزان. لن يزيد هذا الفرع من ضغط الزيت بعد ذلك. يلعب دورًا في تقليل ضغط هذا الفرع وتثبيته.

في المقابل، يختلف صمام التدفق الزائد. يتم تركيبه عند مخرج المضخة لضمان الاستقرار الكلي لضغط النظام ومنع الضغط الزائد. ولذلك، فإن له وظيفة السلامة وتنظيم الضغط والاستقرار.

2. يتم توصيل صمام الفائض عموماً على التوازي في فرع النظام لتنظيم الضغط وتثبيت الضغط وتخفيض الضغط، بينما يتم توصيل صمام تخفيض الضغط عموماً على التوالي في فرع معين من النظام لتخفيض الضغط والحفاظ على الضغط في هذا الفرع.

يكون صمام التدفق الزائد مغلقًا عادةً ولا يعمل إلا عندما يكون النظام تحت ضغط زائد، بينما يكون صمام تخفيض الضغط مفتوحًا عادةً ويقلل الضغط من خلال ممر ضيق.

وظيفة صمام التدفق الزائد هي تنظيم الضغط والفيضان والحماية من الحمل الزائد. يقلل صمام تقليل الضغط ويقلل الضغط في جزء معين من النظام الهيدروليكي.

أغراضهما مختلفة، لذا لا يمكن استبدال أحدهما بالآخر. يتحكم صمام الفائض في ضغط المدخل، بينما يتحكم صمام تخفيض الضغط في ضغط المخرج.

إليك بعض الأمثلة:

لنفترض أن لديك نظام هيدروليكي يتضمن صمام فيض. إذا تجاوز التدفق الناتج للمضخة الهيدروليكية مستوى معين، فسوف يفيض من خلال صمام الفائض.

سيؤدي ذلك إلى تقليل التدفق الداخل إلى النظام، مما يؤدي بعد ذلك إلى استقرار ضغط النظام. يستخدم صمام التدفق الزائد للتحكم في هذا الضغط المستقر.

والآن، لننظر إلى صمام تخفيض الضغط. هناك نوعان من صمامات تخفيض الضغط: صمام تخفيض الضغط التفاضلي الثابت وصمام تخفيض الضغط ذو القيمة الثابتة. يحافظ النوع الأول على ضغط تفاضلي ثابت بين مدخل الصمام ومخرجه.

على سبيل المثال، إذا قمت بتعيين القيمة إلى 10 وكان ضغط المدخل هو x، فسيكون ضغط مخرج صمام تخفيض الضغط هو x-10. يحافظ الأخير على ضغط مخرج ثابت.

على سبيل المثال، إذا قمت بضبط قيمة صمام تخفيض الضغط ذي القيمة الثابتة على 20، وكان ضغط المدخل أكبر من 20، فإن ضغط مخرج صمام تخفيض الضغط سيكون دائمًا 20. هل تفهم؟

صمام الأمان الذي يتم تشغيله بشكل تجريبي هو هيكل جديد لصمام الأمان الذي يستخدم بشكل رئيسي في مجالات البترول والغاز الطبيعي والمواد الكيميائية والكهرباء والمعادن والغاز الحضري. إنه أفضل جهاز حماية من الضغط الزائد للمعدات أو الأوعية أو خطوط الأنابيب المضغوطة.

وتتمثل الميزة الرئيسية لصمام الأمان الذي يتم تشغيله بشكل تجريبي في أنه يتم استبدال العمل المباشر للنابض بالعمل غير المباشر للصمام التجريبي، مما يحسن من حساسية العمل.

وبالإضافة إلى ذلك، يعتمد الصمام الرئيسي على هيكل مكبس جلبي مع مقعد صمام مزدوج الإغلاق، والذي يتميز بدقة عمل عالية، وإمكانية تكرار جيدة، وإغلاق سريع، وعدم وجود تسرب، ويمكنه التعامل مع تفريغ الضغط الخلفي العالي.

يتمتع بعمر تشغيلي طويل، وتشغيل مستقر وموثوق. يمكن أيضًا معايرة صمام الأمان الذي يعمل بشكل تجريبي عبر الإنترنت.

حتى بعد الفتح والتفريغ المتكرر، لا يزال بإمكانها إعادة ضبطها وإغلاقها بإحكام تلقائيًا، مما يجعلها سهلة التشغيل والصيانة.