A صمام بوابةصمام البوابة هو صمام متعدد الأغراض واسع الانتشار وشائع الاستخدام، ويُستخدم بشكل رئيسي في قطاعات التعدين، وترشيد استهلاك المياه، وغيرها. وقد أقرّ السوق بنطاق أدائه الواسع. إلى جانب دراسة صمام البوابة، أُجري بحث معمق حول كيفية استخدامه وتشخيص أعطاله.

فيما يلي شرح شامل لتصميم صمامات البوابة، وتطبيقاتها، واستكشاف الأخطاء وإصلاحها، ومراقبة الجودة، وغيرها من الميزات.

بناء

صمام البوابةيتكون هيكل صمام البوابة من صفيحة بوابة ومقعد صمام، يُستخدمان لتنظيم فتح الصمام وإغلاقه. تشمل المكونات الأساسية لصمام البوابة: جسمه، ومقعده، وصفيحة البوابة، وساقه، وغطائه، وصندوق الحشو، وغدة منع التسرب، وصامولة الساق، وعجلة يدوية، وما إلى ذلك. يمكن تغيير حجم القناة وإغلاقها بالكامل تبعًا لتغير الوضع النسبي للبوابة ومقعد الصمام. يتم صقل سطح التلامس بين صفيحة البوابة ومقعد الصمام لضمان إحكام إغلاق صمام البوابة.

صمامات البوابةيمكن تقسيمها إلى فئتين: النوع الإسفيني والنوع المتوازي، بناءً على الأشكال الهيكلية المختلفة لصمامات البوابة.

تُغلق البوابة الإسفينية لصمام البوابة الإسفينية باستخدام الفجوة الإسفينية بين البوابة ومقعد الصمام، والتي تُشكّل زاوية مائلة مع خط مركز القناة. ويمكن أن تحتوي الصفيحة الإسفينية على مكبس واحد أو اثنين.

يوجد نوعان من صمامات البوابة المتوازية: صمامات مزودة بآلية تمدد، وصمامات بدونها، وتكون أسطح إحكامها عمودية على محور القناة ومتوازية مع بعضها. يوجد نوعان من الصمامات ذات المكابس المزدوجة المزودة بآلية تمدد. تمتد أسافين المكابس المتوازية على مقعد الصمام عكس اتجاه الانحدار لسد قناة التدفق أثناء هبوط المكابس. تُفتح الأسافين والبوابات عند صعود المكابس. يدعم النتوء الموجود على لوحة البوابة الإسفين، والذي يرتفع إلى ارتفاع محدد ويفصل السطح المقابل للوحة. أما صمام البوابة المزدوجة بدون آلية تمدد، فيستخدم ضغط السائل لدفع البوابة باتجاه جسم الصمام من جهة المخرج لإحكام إغلاق السائل عند انزلاقه إلى مقعد الصمام على طول سطحي المقعد المتوازيين.

تُصنّف صمامات البوابة إلى فئتين: صمامات البوابة ذات الساق الصاعدة وصمامات البوابة ذات الساق المخفية، وذلك بناءً على حركة ساق الصمام عند فتح البوابة وإغلاقها. عند فتح أو إغلاق صمام البوابة ذي الساق الصاعدة، ترتفع صفيحة البوابة وساق الصمام وتنخفضان معًا. أما عند فتح أو إغلاق صمام البوابة ذي الساق المخفية، فترتفع صفيحة البوابة وتنخفض فقط، بينما يدور ساق الصمام فقط. تكمن ميزة صمام البوابة ذي الساق الصاعدة في إمكانية تقليل الارتفاع المشغول، مع إمكانية تحديد ارتفاع فتحة القناة بناءً على ارتفاع ساق الصمام. لإغلاق الصمام، قم بتدوير عجلة اليد أو المقبض عكس اتجاه عقارب الساعة وأنت تواجهه.

مبادئ اختيار صمامات البوابة والظروف

صمام بوابة على شكل حرف V

تشمل تطبيقات صمامات البوابة المسطحة ما يلي:

(1) صمام البوابة المسطح المزود بفتحات تحويل يجعل تنظيف خطوط الأنابيب التي تحمل الغاز الطبيعي والنفط أمرًا بسيطًا.

(2) مرافق تخزين النفط المكرر وخطوط الأنابيب.

(3) معدات موانئ استخراج النفط والغاز.

(4) أنظمة الأنابيب المعلقة المملوءة بالجسيمات.

(5) خط أنابيب لنقل الغاز إلى المدينة.

(6) السباكة.

طريقة اختيار صمام البوابة المسطحة:

(1) استخدم صمامات بوابة مسطحة أحادية أو مزدوجة لخطوط الأنابيب التي تنقل الغاز الطبيعي والنفط. استخدم صمام بوابة أحادي مع صمام بوابة مسطح ذي ساق مفتوحة إذا لزم تنظيف خط الأنابيب.

(2) يتم اختيار صمامات البوابة المسطحة ذات المكبس الواحد أو المكبس المزدوج بدون فتحات تحويل لخطوط أنابيب نقل النفط المكرر ومعدات التخزين.

(3) يتم اختيار صمامات البوابة ذات البوابة المفردة أو المزدوجة ذات المقاعد العائمة المخفية وفتحات التحويل لتركيبات موانئ استخراج النفط والغاز الطبيعي.

(4) يتم اختيار صمامات البوابة المسطحة ذات الشكل الشبيه بالسكين لخطوط الأنابيب التي تحتوي على وسائط جسيمية معلقة.

استخدم صمامات البوابة المسطحة ذات القضيب الصاعد ذات البوابة الواحدة أو البوابتين المغلقة بإحكام ناعم لخطوط أنابيب نقل الغاز في المناطق الحضرية.

(6) يتم اختيار صمامات البوابة المفردة أو المزدوجة ذات القضبان المفتوحة وبدون فتحات تحويل لتركيبات مياه الصنبور.

صمام بوابة إسفيني

تطبيقات صمامات البوابة الإسفينية: يُعد صمام البوابة أكثر أنواع الصمامات استخدامًا. وبشكل عام، لا يُستخدم للتحكم في التدفق أو خنقه، وهو مناسب فقط للفتح الكامل أو الإغلاق الكامل.

تُستخدم صمامات البوابة الإسفينية عادةً في المواقع ذات ظروف التشغيل الصعبة نوعًا ما، والتي لا تفرض قيودًا صارمة على أبعادها الخارجية. فعلى سبيل المثال، تُعدّ مكونات الإغلاق ضرورية للحفاظ على إحكام الإغلاق على المدى الطويل عندما يكون الوسط العامل ذو درجة حرارة وضغط مرتفعين.

بشكل عام، يُنصح باستخدام صمام بوابة إسفيني عندما تتطلب ظروف التشغيل أداءً موثوقًا للإحكام، وضغطًا عاليًا، وقطعًا عند الضغط العالي (فرق ضغط كبير)، وقطعًا عند الضغط المنخفض (فرق ضغط صغير)، وضوضاء منخفضة، وتجويفًا وتبخرًا، ودرجة حرارة عالية، أو متوسطة، أو منخفضة (تبريد شديد). تستخدم العديد من الصناعات هندسة إمدادات المياه ومعالجة مياه الصرف الصحي، بما في ذلك صناعة الطاقة، وصهر البترول، وصناعة البتروكيماويات، والنفط البحري، والتطوير الحضري، والصناعات الكيميائية، وغيرها.
معيار الاختيار:

(1) متطلبات خصائص سائل الصمام. يتم اختيار صمامات البوابة للتطبيقات التي تتميز بمقاومة تدفق منخفضة، وسعة تدفق كبيرة، وخصائص تدفق ممتازة، ومتطلبات إحكام صارمة.

(2) وسط ذو ضغط ودرجة حرارة عاليين، مثل الزيت عالي الحرارة والضغط العالي والبخار عالي الضغط.

(3) وسط مبرد (درجة حرارة منخفضة). على سبيل المثال الهيدروجين السائل، والأكسجين السائل، والأمونيا السائلة، وغيرها من المواد.

(4) قطر كبير وضغط منخفض. مثل معالجة مياه الصرف الصحي ومحطات المياه.

(5) موقع التركيب: اختر صمام البوابة ذو الجذع المخفي إذا كان ارتفاع التركيب مقيدًا؛ اختر صمام البوابة ذو الجذع المكشوف إذا لم يكن كذلك.

(6) صمامات البوابة الإسفينية فعالة فقط عندما يمكن فتحها بالكامل أو إغلاقها بالكامل؛ لا يمكن تعديلها أو خنقها.

الأخطاء الشائعة وحلولها

مشاكل صمامات البوابة الشائعة وأسبابها

تنشأ المشكلات التالية بشكل متكرر بعد استخدام صمام البوابة نتيجة لتأثيرات درجة الحرارة المتوسطة والضغط والتآكل والحركة النسبية لأجزاء التلامس المختلفة.

(1) التسريب: ينقسم التسريب إلى فئتين: التسريب الخارجي والتسريب الداخلي. يُشير مصطلح التسريب الخارجي إلى التسريب إلى خارج الصمام، ويُلاحظ هذا النوع من التسريب بكثرة في صناديق الحشو ووصلات الفلنجات.

غدة الحشو مفكوكة؛ سطح ساق الصمام مخدوش؛ نوع أو جودة الحشو لا تفي بالمعايير؛ الحشو قديم أو ساق الصمام تالف.

يمكن أن تتسبب العوامل التالية في حدوث تسريبات عند وصلات الفلنجات: عدم كفاية مادة الحشية أو حجمها؛ وضعف جودة معالجة سطح منع التسرب للفلنجات؛ وعدم إحكام ربط مسامير التوصيل بشكل صحيح؛ وتكوين خط الأنابيب بشكل غير معقول؛ والحمل الإضافي الزائد المتولد عند الوصلة.

تشمل أسباب التسرب الداخلي للصمام ما يلي: التسرب الداخلي الناتج عن إغلاق الصمام غير المحكم، والذي يحدث بسبب تلف سطح منع التسرب للصمام أو ارتخاء جذر حلقة منع التسرب.

(1) يُعد جسم الصمام وغطاؤه وساق الصمام وسطح إحكام غلق الشفة من أكثر الأجزاء عرضةً للتآكل. ويُعزى التآكل بشكل رئيسي إلى تأثير الوسط المحيط وانبعاث الأيونات من مواد الحشو والحشيات.

(2) الخدوش: خشونة موضعية أو تقشر للسطح يحدث عندما يتحرك مقعد الصمام والبوابة بالنسبة لبعضهما البعض أثناء تلامسهما مع بعضهما البعض.

صيانة صمامات البوابة

(1) إصلاح تسرب الصمام الخارجي

لمنع ميلان حشوة الصمام وتكوين فجوة للضغط، يجب موازنة مسامير الحشوة قبل ضغطها. ولمنع التأثير على دوران ساق الصمام، مما يؤدي إلى تآكل الحشوة بشكل أسرع وتقصير عمرها الافتراضي، يجب تدوير ساق الصمام أثناء ضغط الحشوة لضمان توزيعها بشكل متجانس حوله ومنع الضغط الزائد. يتم كشط سطح ساق الصمام لتسهيل تدفق السائل. قبل الاستخدام، يجب معالجة ساق الصمام لإزالة الخدوش من سطحه.

في حال تلف الحشية، يجب استبدالها. إذا تم اختيار مادة الحشية بشكل غير مناسب، فيجب اختيار مادة تلبي متطلبات الاستخدام. إذا كانت جودة معالجة سطح منع التسرب للشفة دون المستوى المطلوب، فيجب إزالة السطح وإصلاحه. يُعاد معالجة سطح منع التسرب للشفة حتى يصبح مطابقًا للمواصفات.

بالإضافة إلى ذلك، فإن إحكام ربط مسامير الشفة بشكل كافٍ، وبناء خط الأنابيب بشكل مناسب، وتجنب الإجهاد الإضافي المفرط عند وصلات الشفة، كلها عوامل مفيدة في منع تسرب وصلات الشفة.

(2) إصلاح تسرب الصمام الداخلي

عند تثبيت حلقة منع التسرب على صفيحة الصمام أو مقعده بالضغط أو الربط اللولبي، يتطلب إصلاح التسرب الداخلي إزالة سطح منع التسرب التالف والجذر المفكوك لحلقة منع التسرب. لا توجد مشكلة في حالة الجذر المفكوك أو التسرب إذا تمت معالجة سطح منع التسرب فورًا على جسم الصمام وصفيحة الصمام.

إذا تمت معالجة سطح منع التسرب مباشرةً على جسم الصمام وكان هذا السطح متضررًا بشكل كبير، فيجب إزالة الجزء المتضرر أولًا. أما إذا كان سطح منع التسرب مُشكَّلًا بواسطة حلقة مانعة للتسرب، فيجب إزالة الحلقة القديمة واستبدالها بحلقة جديدة. بعد ذلك، تُزال الحلقة الجديدة، ثم يُصقل السطح المُعالَج ليصبح سطح منع تسرب جديدًا. يُمكن للصقل إزالة العيوب التي يقل حجمها عن 0.05 مم على سطح منع التسرب، بما في ذلك الخدوش والنتوءات والتشققات والانبعاجات وغيرها من العيوب.

يبدأ التسريب من جذر حلقة منع التسرب. عند تثبيت حلقة منع التسرب بالضغط، يُنصح باستخدام شريط رباعي فلورو الإيثيلين أو طلاء أبيض سميك على مقعد الصمام أو أسفل أخدود الحلقة. أما عند تركيب حلقة منع التسرب باللولبة، فيُنصح باستخدام شريط رباعي فلورو الإيثيلين أو طلاء أبيض سميك بين أسنان اللولب لمنع تسرب السائل.

(3) إصلاح الصمامات المتآكلة

غالبًا ما يكون ساق الصمام متآكلًا، بينما يكون جسم الصمام وغطاؤه متآكلين بشكل متجانس. يجب إزالة نواتج التآكل قبل الإصلاح. إذا كان ساق الصمام يحتوي على حفر، فيجب تشكيله على مخرطة لإزالة التجويف ثم ملؤه بمادة تتحرر ببطء مع مرور الوقت. بدلاً من ذلك، يجب تنظيف مادة الحشو بالماء المقطر للتخلص من أيونات ضارة قد تضر بساق الصمام.

(4) إصلاح الخدوش على سطح الختم

حاول تجنب خدش سطح منع التسرب أثناء استخدام الصمام، واحرص على عدم إغلاقه بقوة زائدة. يمكن إزالة الخدوش من سطح منع التسرب عن طريق التجليخ.

فحص أربعة صمامات بوابة

تُشكّل صمامات البوابات الحديدية عنصراً هاماً في السوق ومتطلبات المستخدمين اليوم. لكي تكون مُفتش جودة منتجات ناجحاً، يجب أن تكون مُلماً بفحص جودة المنتج وبالمنتج نفسه.

عناصر فحص صمام البوابة الحديدي

تُعدّ العلامات، والحد الأدنى لسمك الجدار، واختبارات الضغط، واختبارات الغلاف، وغيرها، من المكونات الأساسية. ويُعتبر سمك الجدار والضغط واختبارات الغلاف من بين هذه المكونات، وهي عناصر فحص ضرورية. ويمكن تقييم المنتجات غير المطابقة للمواصفات بشكل مباشر في حال وجود أي خلل فيها.

باختصار، من البديهي أن فحص جودة المنتج هو المرحلة الأهم في عملية الفحص الشاملة. فبفهمنا التام للمنتجات المفحوصة، نستطيع أداء الفحص على أكمل وجه. وبصفتنا موظفين في خط المواجهة للفحص، فمن الضروري أن نسعى باستمرار لتحسين جودة عملنا.