صمامات كرويةتُعدّ صمامات البوابة، وصمامات الفراشة، وصمامات عدم الرجوع، والصمامات الكروية، وغيرها، مكونات تحكم أساسية في مختلف أنظمة خطوط الأنابيب. يختلف كل صمام عن الآخر في الشكل والبنية وحتى الوظيفة. ومع ذلك، يتشابه صمام الكرة الأرضية وصمام البوابة في بعض الجوانب الشكلية، وكلاهما يؤدي وظيفة قطع التدفق في خط الأنابيب، مما قد يُسبب الخلط بينهما لدى الكثيرين ممن ليس لديهم خبرة كافية بالصمامات. في الواقع، إذا دققت النظر، ستجد فرقًا كبيرًا بين صمام الكرة الأرضية وصمام البوابة.

1- الهيكلي

عندما تكون مساحة التركيب محدودة، يجب الانتباه إلى الاختيار. يمكن إغلاق صمام البوابة بإحكام باستخدام سطح مانع للتسرب بواسطة الضغط المتوسط، وذلك لتحقيق منع التسرب. عند الفتح والإغلاق،قلب الصمام وسطح إحكام غلق مقعد الصمامتكون الأجزاء متصلة ومتلامسة باستمرار، مما يجعل سطح الإحكام عرضة للتآكل. عند اقتراب صمام البوابة من الإغلاق، يكون فرق الضغط بين مقدمة ومؤخرة الأنبوب كبيرًا جدًا، مما يزيد من تآكل سطح الإحكام. يتميز صمام البوابة ببنية أكثر تعقيدًا من صمام الكرة الأرضية. من حيث الشكل، يكون صمام البوابة أعلى من صمام الكرة الأرضية عند نفس القطر، بينما يكون صمام الكرة الأرضية أطول. بالإضافة إلى ذلك، ينقسم صمام البوابة إلى نوعين: ذو ساق صاعدة وذو ساق مخفية، بينما لا يتوفر هذا النوع في صمام الكرة الأرضية.

2- مبدأ العمل

عند فتح صمام الإيقاف وإغلاقه، يكون من نوع الصمامات الصاعدة، أي أنه عند تدوير عجلة اليد، تدور العجلة وترتفع وتنخفض مع ساق الصمام. أما صمام البوابة، فيتم تدوير عجلة اليد فيه لرفع وخفض ساق الصمام، بينما تبقى عجلة اليد نفسها ثابتة. يختلف معدل التدفق في صمام البوابة، حيث يتطلب فتحًا كاملًا أو إغلاقًا كاملًا، بينما لا يتطلب صمام الإيقاف ذلك. يتميز صمام الإيقاف بوجود اتجاهين محددين للدخول والخروج، بينما لا يتطلب صمام البوابة أي اتجاهين. بالإضافة إلى ذلك، فإن صمام البوابة له حالتان فقط: الفتح الكامل أو الإغلاق الكامل. شوط فتح وإغلاق صمام البوابة كبير، وزمن الفتح والإغلاق طويل. أما شوط حركة صفيحة صمام الإيقاف فهو أصغر بكثير، ويمكن لصفيحة صمام الإيقاف التوقف عند نقطة معينة أثناء الحركة لتنظيم التدفق. يُستخدم صمام البوابة فقط للقطع وليس له وظائف أخرى.

3. فرق الأداء

يمكن استخدام صمام الإيقاف لكل من القطعالتحكم في التدفق وإيقافه. مقاومة السائل في صمام الإيقاف كبيرة نسبيًا، مما يجعل فتحه وإغلاقه أكثر صعوبة، ولكن نظرًا لقصر المسافة بين صفيحة الصمام وسطح الإحكام، يكون شوط الفتح والإغلاق قصيرًا. أما صمام البوابة، فيُفتح ويُغلق بالكامل فقط، وعند فتحه بالكامل، تكاد مقاومة تدفق السائل في قناة جسم الصمام أن تكون معدومة، مما يجعله سهل الفتح والإغلاق، إلا أن بُعد البوابة عن سطح الإحكام يُطيل مدة الفتح والإغلاق.

4. التركيب واتجاه التدفق

يؤدي صمام البوابة نفس الوظيفة في كلا الاتجاهين، ولا توجد متطلبات خاصة باتجاهي الدخول والخروج أثناء التركيب، حيث يمكن للسائل التدفق في كلا الاتجاهين. أما صمام الإيقاف، فيجب تركيبه بدقة في اتجاه السهم الموجود على جسم الصمام. كما توجد لوائح واضحة بشأن اتجاهي الدخول والخروج لصمام الإيقاف. في بلدي، ينص نظام الصمامات "ثلاثية الوظائف" على أن يكون اتجاه تدفق صمام الإيقاف دائمًا من الأعلى إلى الأسفل.

صمام الإيقاف ذو مدخل منخفض ومخرج مرتفع، ومن الواضح من الخارج أن خط الأنابيب ليس على خط أفقي واحد. أما قناة تدفق صمام البوابة فهي على خط أفقي واحد. شوط صمام البوابة أكبر من شوط صمام الإيقاف.

من منظور مقاومة التدفق، يتميز صمام البوابة بمقاومة تدفق منخفضة عند فتحه بالكامل، بينما يتميز صمام عدم الرجوع بمقاومة تدفق عالية. يبلغ معامل مقاومة التدفق لصمام البوابة العادي حوالي 0.08 إلى 0.12، وقوة فتحه وإغلاقه صغيرة، ويمكن للوسط أن يتدفق في كلا الاتجاهين. أما صمامات الإيقاف العادية، فتكون مقاومتها للتدفق أعلى من مقاومة صمامات البوابة بمقدار 3 إلى 5 أضعاف. عند الفتح والإغلاق، يلزم إغلاق قسري لتحقيق الإحكام. لا يلامس قلب صمام الإيقاف سطح الإحكام إلا عند إغلاقه بالكامل، لذا يكون تآكل سطح الإحكام ضئيلاً للغاية. ونظرًا لكبر قوة التدفق الرئيسية، يجب على صمام الإيقاف الذي يحتاج إلى مشغل أن يولي اهتمامًا لضبط آلية التحكم في عزم الدوران.

هناك طريقتان لتركيب صمام الإيقاف. الأولى هي دخول السائل من أسفل قلب الصمام. ميزتها أن الحشوة لا تتعرض للضغط عند إغلاق الصمام، مما يطيل عمرها الافتراضي، كما يمكن استبدالها عند تعرض خط الأنابيب أمام الصمام للضغط. أما عيبها فهو ارتفاع عزم دوران الصمام، الذي يبلغ ضعف عزم الدوران الناتج عن التدفق من الأعلى، بالإضافة إلى زيادة القوة المحورية المؤثرة على ساق الصمام، مما يجعله عرضة للانحناء. لذلك، تُعد هذه الطريقة مناسبة عمومًا لصمامات الإيقاف ذات الأقطار الصغيرة (أقل من DN50)، بينما تستخدم صمامات الإيقاف ذات الأقطار الأكبر من DN200 طريقة دخول السائل من الأعلى. (تستخدم صمامات الإيقاف الكهربائية عادةً طريقة دخول السائل من الأعلى). عيب طريقة دخول السائل من الأعلى هو عكس عيب طريقة دخوله من الأسفل تمامًا.