1. النقاط الرئيسية لاختيار الصمام

1.1 وضح الغرض من الصمام في المعدات أو الجهاز

تحديد ظروف تشغيل الصمام: طبيعة الوسط القابل للتطبيق، وضغط التشغيل، ودرجة حرارة التشغيل، وطريقة التحكم في التشغيل، وما إلى ذلك؛

1.2 اختر نوع الصمام بشكل صحيح

يعتمد الاختيار الصحيح لنوع الصمام على إلمام المصمم التام بعملية الإنتاج بأكملها وظروف التشغيل. عند اختيار نوع الصمام، يجب على المصمم أولاً إتقان الخصائص الهيكلية وأداء كل صمام؛

1.3 تحديد وصلة نهاية الصمام

من بين وصلات اللولبة، ووصلات الفلنجات، ووصلات اللحام، تُعدّ الوصلتان الأوليان الأكثر شيوعًا. تُستخدم الصمامات الملولبة بشكل أساسي في الصمامات ذات القطر الاسمي الأقل من 50 مم. وإذا كان القطر كبيرًا جدًا، يصبح تركيب الوصلة وإحكامها صعبًا للغاية. أما الصمامات ذات وصلات الفلنجات، فهي أسهل في التركيب والفك، ولكنها أثقل وزنًا وأعلى تكلفة من الصمامات الملولبة، لذا فهي مناسبة لوصلات الأنابيب ذات الأقطار والضغوط المختلفة. تُناسب وصلات اللحام ظروف الأحمال الثقيلة، وهي أكثر موثوقية من وصلات الفلنجات. ومع ذلك، يصعب فك وإعادة تركيب الصمامات الملحومة، لذا يقتصر استخدامها على الحالات التي يمكن فيها تشغيلها بشكل موثوق لفترات طويلة، أو في ظروف التشغيل القاسية ودرجات الحرارة المرتفعة.

1.4 اختيار مواد الصمامات

بالإضافة إلى مراعاة الخصائص الفيزيائية (درجة الحرارة، الضغط) والكيميائية (قابلية التآكل) للوسط العامل، يجب التأكد من نظافة الوسط (خلوه من الجسيمات الصلبة) عند اختيار مواد غلاف الصمام وأجزائه الداخلية وسطح منع التسرب. كما يجب الرجوع إلى اللوائح ذات الصلة الصادرة عن الدولة والجهة المستخدمة. يضمن الاختيار الصحيح والمعقول لمواد الصمام الحصول على عمر خدمة اقتصادي وأداء مثالي. ترتيب اختيار مواد جسم الصمام هو: حديد الزهر - فولاذ كربوني - فولاذ مقاوم للصدأ، وترتيب اختيار مواد حلقة منع التسرب هو: مطاط - نحاس - فولاذ سبيكي - F4.

1.5 أخرى

بالإضافة إلى ذلك، يجب تحديد معدل التدفق ومستوى ضغط السائل المتدفق عبر الصمام، ويجب اختيار الصمام المناسب باستخدام المعلومات الموجودة (مثل كتالوجات منتجات الصمامات، وعينات منتجات الصمامات، وما إلى ذلك).

2 مقدمة عن الصمامات الشائعة

توجد أنواع عديدة من الصمامات، وتتنوع هذه الأنواع بشكل كبير. أما الأنواع الرئيسية فهيصمامات البوابةصمامات الإيقاف، صمامات الخنق،صمامات الفراشةصمامات السدادة، صمامات الكرة، الصمامات الكهربائية، صمامات الحجاب الحاجز، صمامات الفحص، صمامات الأمان، صمامات تخفيض الضغط،مصائد البخار وصمامات الإغلاق الطارئ،ومن بينها الصمامات الشائعة الاستخدام: صمامات البوابة، وصمامات الإيقاف، وصمامات الخنق، وصمامات السدادة، وصمامات الفراشة، وصمامات الكرة، وصمامات الفحص، وصمامات الحجاب الحاجز.

2.1 صمام البوابة

صمام البوابة هو صمام يتم فتحه وإغلاقه بواسطة ساق الصمام، حيث يتحرك لأعلى ولأسفل على طول سطح منع التسرب لمقعد الصمام، مما يسمح بفتح أو إغلاق مسار السائل. بالمقارنة مع صمام الإيقاف، يتميز صمام البوابة بأداء منع تسرب أفضل، ومقاومة أقل للسائل، وجهد أقل في الفتح والإغلاق، بالإضافة إلى إمكانية ضبطه. وهو من أكثر صمامات الإغلاق شيوعًا. أما عيوبه فتتمثل في حجمه الكبير، وبنيته الأكثر تعقيدًا من صمام الإيقاف، وسهولة تآكل سطح منع التسرب، وصعوبة صيانته. وهو غير مناسب عمومًا للتحكم في التدفق. وبحسب موضع السن اللولبي على ساق صمام البوابة، يُصنف إلى نوعين: نوع الساق الصاعدة ونوع الساق المخفية. وبحسب الخصائص البنيوية للوحة البوابة، يُصنف إلى نوعين: نوع الوتد ونوع التوازي.

2.2 صمام الإيقاف

صمام الإيقاف هو صمام إغلاق سفلي، حيث تتحرك أجزاؤه (قرص الصمام) لأعلى ولأسفل على طول محور مقعد الصمام (سطح الإحكام) بفعل ساق الصمام. بالمقارنة مع صمام البوابة، يتميز صمام الإيقاف بأداء ضبط جيد، وأداء إحكام ضعيف، وبنية بسيطة، وسهولة التصنيع والصيانة، ومقاومة عالية للسوائل، وسعر منخفض. وهو صمام قطع شائع الاستخدام، ويُستخدم عادةً في خطوط الأنابيب متوسطة وصغيرة القطر.

2.3 صمام كروي

تتكون أجزاء فتح وإغلاق صمام الكرة من كرات ذات ثقوب دائرية، وتدور هذه الكرات مع ساق الصمام لفتحه وإغلاقه. يتميز صمام الكرة ببساطة تركيبه، وسرعة تشغيله، وسهولة استخدامه، وصغر حجمه، وخفة وزنه، وقلة أجزائه، وانخفاض مقاومة السوائل فيه، وإحكام إغلاقه الجيد، وسهولة صيانته.

2.4 صمام الخانق

باستثناء قرص الصمام، فإن صمام الخنق له نفس بنية صمام الإيقاف تقريبًا. يُعد قرص الصمام عنصرًا للتحكم في التدفق، وتختلف خصائصه باختلاف أشكاله. يجب ألا يكون قطر مقعد الصمام كبيرًا جدًا، لأن ارتفاع فتحه صغير، وبالتالي يزداد معدل تدفق السائل المتوسط، مما يُسرّع من تآكل قرص الصمام. يتميز صمام الخنق بأبعاده الصغيرة ووزنه الخفيف وأدائه الجيد في الضبط، لكن دقة ضبطه ليست عالية.

صمام سدادة 2.5

يستخدم صمام السدادة جسم سدادة مزودًا بفتحة نافذة كجزء للفتح والإغلاق، ويدور جسم السدادة مع ساق الصمام لإتمام عمليتي الفتح والإغلاق. يتميز صمام السدادة ببساطة تركيبه، وسرعة فتحه وإغلاقه، وسهولة تشغيله، ومقاومته المنخفضة للسوائل، وقلة أجزائه، وخفة وزنه. تتوفر صمامات السدادة بأنواع مستقيمة، وثلاثية الاتجاهات، ورباعية الاتجاهات. تُستخدم صمامات السدادة المستقيمة لقطع تدفق السائل، بينما تُستخدم صمامات السدادة ثلاثية ورباعية الاتجاهات لتغيير اتجاه تدفق السائل أو تحويل مساره.

2.6 صمام الفراشة

صمام الفراشة عبارة عن صفيحة فراشة تدور بزاوية 90 درجة حول محور ثابت في جسم الصمام لإتمام وظيفتي الفتح والإغلاق. يتميز صمام الفراشة بصغر حجمه وخفة وزنه وبساطة تركيبه، ويتكون من أجزاء قليلة فقط.

ويمكن فتحه وإغلاقه بسرعة عن طريق تدويره 90 درجة، وهو سهل التشغيل. عندما يكون صمام الفراشة في وضع الفتح الكامل، فإن سمك صفيحة الفراشة هو المقاومة الوحيدة لتدفق السائل عبر جسم الصمام. لذلك، يكون انخفاض الضغط الناتج عن الصمام ضئيلاً للغاية، مما يمنحه خصائص تحكم جيدة في التدفق. تُقسم صمامات الفراشة إلى نوعين من حيث منع التسرب: منع تسرب مرن ناعم ومنع تسرب معدني صلب. في صمامات منع التسرب المرنة، يمكن تضمين حلقة منع التسرب في جسم الصمام أو تثبيتها على محيط صفيحة الفراشة. يتميز هذا النوع بأداء منع تسرب جيد، ويمكن استخدامه للتحكم في التدفق، وكذلك في خطوط أنابيب التفريغ والوسائط المسببة للتآكل. تتميز الصمامات ذات موانع التسرب المعدنية عمومًا بعمر خدمة أطول من الصمامات ذات موانع التسرب المرنة، ولكن يصعب تحقيق منع تسرب كامل لها. تُستخدم هذه الصمامات عادةً في الحالات التي يتفاوت فيها التدفق وانخفاض الضغط بشكل كبير، ويتطلب فيها أداء تحكم جيد في التدفق. يمكن لموانع التسرب المعدنية التكيف مع درجات حرارة تشغيل أعلى، بينما تعاني موانع التسرب المرنة من عيب محدودية نطاق درجة الحرارة.

2.7 صمام عدم الرجوع

صمام عدم الرجوع هو صمام يمنع ارتداد السوائل تلقائيًا. ينفتح قرص الصمام بفعل ضغط السائل، فيتدفق السائل من المدخل إلى المخرج. عندما يكون الضغط على المدخل أقل من الضغط على المخرج، ينغلق قرص الصمام تلقائيًا بفعل عوامل مثل فرق ضغط السائل والجاذبية لمنع ارتداد السائل. يُصنف صمام عدم الرجوع، وفقًا لشكله، إلى نوعين: صمام رفع وصمام تأرجح. يتميز صمام الرفع بإحكام أفضل ومقاومة أكبر للسوائل مقارنةً بصمام التأرجح. بالنسبة لمنفذ سحب أنبوب سحب المضخة، يُنصح باستخدام صمام قدم. وظيفته هي: ملء أنبوب مدخل المضخة بالماء قبل تشغيلها، والحفاظ على مستوى الماء في أنبوب المدخل وجسم المضخة بعد إيقافها استعدادًا لإعادة تشغيلها. يُركب صمام القدم عادةً على الأنبوب الرأسي عند مدخل المضخة، ويتدفق السائل من الأسفل إلى الأعلى.

2.8 صمام غشائي

الجزء المسؤول عن فتح وإغلاق صمام الحجاب الحاجز هو غشاء مطاطي، يتم وضعه بين جسم الصمام وغطاء الصمام.

يُثبّت الجزء البارز من الغشاء على ساق الصمام، ويُبطّن جسم الصمام بالمطاط. ولأن السائل لا يدخل التجويف الداخلي لغطاء الصمام، فلا يحتاج ساق الصمام إلى صندوق حشو. يتميز صمام الغشاء ببساطة تركيبه، وأدائه الممتاز في منع التسرب، وسهولة صيانته، ومقاومته المنخفضة للسوائل. تُصنّف صمامات الغشاء إلى أنواع مختلفة، منها: صمام ذو حاجز، وصمام ذو تدفق مباشر، وصمام ذو زاوية قائمة، وصمام ذو تيار مستمر.

3. تعليمات اختيار الصمامات الشائعة

3.1 تعليمات اختيار صمام البوابة

بشكل عام، يُنصح باختيار صمامات البوابة أولاً. فبالإضافة إلى البخار والزيت وغيرها من الوسائط، تُناسب صمامات البوابة أيضاً الوسائط التي تحتوي على مواد صلبة حبيبية ولزوجة عالية، كما تُناسب أنظمة التهوية وأنظمة الفراغ المنخفض. بالنسبة للوسائط التي تحتوي على جزيئات صلبة، يجب أن يحتوي جسم صمام البوابة على فتحة أو فتحتين للتنظيف. أما بالنسبة للوسائط ذات درجات الحرارة المنخفضة، فيُنصح باختيار صمام بوابة خاص بدرجات الحرارة المنخفضة.

3.2 تعليمات اختيار صمام الإيقاف

يُعد صمام الإيقاف مناسبًا لخطوط الأنابيب ذات متطلبات مقاومة السوائل المنخفضة، أي عندما لا يُؤخذ فقدان الضغط في الاعتبار بشكل كبير، وكذلك لخطوط الأنابيب أو الأجهزة التي تتعامل مع وسائط ذات درجة حرارة وضغط عاليين. وهو مناسب لخطوط أنابيب البخار وغيرها من الوسائط ذات القطر الاسمي أقل من 200 مم. يمكن استخدام صمامات الإيقاف مع الصمامات الصغيرة، مثل صمامات الإبرة، وصمامات الأجهزة، وصمامات أخذ العينات، وصمامات قياس الضغط، وما إلى ذلك. تتميز صمامات الإيقاف بتنظيم التدفق أو الضغط، ولكن دقة التنظيم ليست عالية، وقطر خط الأنابيب صغير نسبيًا، لذا يُفضل اختيار صمامات الإيقاف أو صمامات الخنق. بالنسبة للوسائط شديدة السمية، يُفضل اختيار صمامات إيقاف محكمة الإغلاق بواسطة منفاخ. مع ذلك، لا يُنصح باستخدام صمامات الإيقاف مع الوسائط عالية اللزوجة أو الوسائط التي تحتوي على جزيئات سهلة الترسيب، كما لا يُنصح باستخدامها كصمامات تهوية أو صمامات لأنظمة الفراغ المنخفض.

3.3 تعليمات اختيار صمام الكرة

تُعدّ صمامات الكرة مناسبة للوسائط ذات درجات الحرارة المنخفضة والضغط العالي واللزوجة العالية. يمكن استخدام معظم صمامات الكرة في الوسائط التي تحتوي على جزيئات صلبة معلقة، كما يمكن استخدامها مع الوسائط المسحوقة والحبيبية وفقًا لمتطلبات مادة مانع التسرب. لا تُناسب صمامات الكرة ذات القناة الكاملة تنظيم التدفق، ولكنها مناسبة للحالات التي تتطلب فتحًا وإغلاقًا سريعًا، مما يُسهّل عملية قطع التدفق في حالات الطوارئ. يُوصى عادةً باستخدام صمامات الكرة في خطوط الأنابيب التي تتطلب أداءً عاليًا في منع التسرب، ومقاومة للتآكل، وقنوات انكماش، وفتحًا وإغلاقًا سريعًا، وقطعًا عالي الضغط (فرق ضغط كبير)، وضوضاء منخفضة، وظاهرة التغويز، وعزم دوران تشغيل منخفض، ومقاومة منخفضة للسوائل. تُناسب صمامات الكرة الهياكل الخفيفة، وقطع الضغط المنخفض، والوسائط المسببة للتآكل. كما تُعدّ صمامات الكرة الخيار الأمثل للوسائط ذات درجات الحرارة المنخفضة والباردة جدًا. بالنسبة لأنظمة وأجهزة خطوط الأنابيب الخاصة بالوسائط ذات درجات الحرارة المنخفضة، يُنصح باختيار صمامات الكرة ذات درجات الحرارة المنخفضة المزودة بأغطية. عند استخدام صمامات الكرة العائمة، يجب أن تتحمل مادة مقعد الصمام وزن الكرة والوسط العامل. تتطلب صمامات الكرة ذات الأقطار الكبيرة قوة أكبر أثناء التشغيل، ويجب أن تستخدم صمامات الكرة ذات القطر الاسمي ≥ 200 مم ناقل حركة دودي. أما صمامات الكرة الثابتة فهي مناسبة للتطبيقات ذات الأقطار الأكبر والضغوط الأعلى. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن تتمتع صمامات الكرة المستخدمة في خطوط أنابيب المواد الصناعية شديدة السمية والوسائط القابلة للاشتعال بهياكل مقاومة للحريق ومضادة للكهرباء الساكنة.

3.4 تعليمات اختيار صمام الخانق

تُعدّ صمامات الخنق مناسبةً للاستخدام في بيئات ذات درجات حرارة متوسطة ومنخفضة وضغط مرتفع، وهي مناسبة للأجزاء التي تتطلب ضبط التدفق والضغط. وهي غير مناسبة للسوائل ذات اللزوجة العالية والتي تحتوي على جزيئات صلبة، كما أنها غير مناسبة لصمامات العزل.

3.5 تعليمات اختيار صمام السد

تُعدّ صمامات السدادة مناسبةً للحالات التي تتطلب فتحًا وإغلاقًا سريعًا. وهي غير مناسبة عمومًا للبخار والوسائط ذات درجات الحرارة العالية. تُستخدم هذه الصمامات مع الوسائط ذات درجات الحرارة المنخفضة واللزوجة العالية، كما أنها مناسبة للوسائط التي تحتوي على جزيئات عالقة.

3.6 تعليمات اختيار صمام الفراشة

تُعدّ صمامات الفراشة مناسبة للتطبيقات ذات الأقطار الكبيرة (مثل DN > 600 مم) ومتطلبات الطول الهيكلي القصيرة، بالإضافة إلى التطبيقات التي تتطلب تنظيم التدفق وسرعة الفتح والإغلاق. تُستخدم هذه الصمامات عادةً مع وسائط مثل الماء والزيت والهواء المضغوط عند درجات حرارة ≤ 80 درجة مئوية وضغوط ≤ 1.0 ميجا باسكال. ونظرًا لأن صمامات الفراشة تتميز بفقدان ضغط كبير نسبيًا مقارنةً بصمامات البوابة والصمامات الكروية، فإنها تُناسب أنظمة خطوط الأنابيب ذات متطلبات فقدان الضغط المنخفضة.

3.7 تعليمات اختيار صمام الفحص

تُعدّ صمامات الفحص مناسبة عمومًا للوسائط النظيفة، وغير مناسبة للوسائط التي تحتوي على جزيئات صلبة أو ذات لزوجة عالية. عند استخدام قطر داخلي (DN) ≤ 40 مم، يُنصح باستخدام صمام فحص رافع (يُسمح بتركيبه على الأنابيب الأفقية فقط)؛ وعند استخدام قطر داخلي (DN) يتراوح بين 50 و400 مم، يُنصح باستخدام صمام فحص رافع متأرجح (يمكن تركيبه على الأنابيب الأفقية والرأسية. في حالة تركيبه على أنبوب رأسي، يجب أن يكون اتجاه تدفق السائل من الأسفل إلى الأعلى)؛ وعند استخدام قطر داخلي (DN) ≥ 450 مم، يُنصح باستخدام صمام فحص عازل؛ وعند استخدام قطر داخلي (DN) يتراوح بين 100 و400 مم، يمكن أيضًا استخدام صمام فحص قرصي؛ ويمكن تصنيع صمام الفحص المتأرجح ليتحمل ضغط تشغيل عالٍ جدًا، حيث يصل الضغط الاسمي (PN) إلى 42 ميجا باسكال، ويمكن استخدامه مع أي وسيط تشغيل وفي أي نطاق لدرجة حرارة التشغيل، وذلك حسب المواد المختلفة للغلاف والحلقات المانعة للتسرب. الوسط هو الماء، البخار، الغاز، الوسط المسبب للتآكل، الزيت، الدواء، إلخ. يتراوح نطاق درجة حرارة تشغيل الوسط بين -196 و800 درجة مئوية.

3.8 تعليمات اختيار صمام الحجاب الحاجز

تُناسب صمامات الحجاب الحاجز الزيت والماء والوسائط الحمضية والوسائط التي تحتوي على مواد عالقة، وذلك عند درجة حرارة تشغيل أقل من 200 درجة مئوية وضغط أقل من 1.0 ميجا باسكال، ولكنها غير مناسبة للمذيبات العضوية والمؤكسدات القوية. تُناسب صمامات الحجاب الحاجز من نوع "وير" الوسائط الحبيبية الكاشطة. يجب استخدام جدول خصائص التدفق لاختيار صمامات الحجاب الحاجز من نوع "وير". تُناسب صمامات الحجاب الحاجز ذات التدفق المباشر السوائل اللزجة وملاط الأسمنت والوسائط الرسوبية. باستثناء المتطلبات الخاصة، لا يُنصح باستخدام صمامات الحجاب الحاجز في خطوط أنابيب التفريغ ومعدات التفريغ.