1 نقاط رئيسية لاختيار الصمام

1.1 توضيح غرض الصمام الموجود في المعدات أو الجهاز

تحديد ظروف عمل الصمام: طبيعة الوسط المطبق، وضغط العمل، ودرجة حرارة العمل، وطريقة التحكم في التشغيل، وما إلى ذلك؛

1.2 حدد نوع الصمام بشكل صحيح

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

1.3 تحديد الاتصال النهائي للصمام

من بين التوصيلات الملولبة، ووصلات الشفة، ووصلات طرف اللحام، يُعدّ النوعان الأولان الأكثر استخدامًا. الصمامات الملولبة هي صمامات بقطر اسمي أقل من 50 مم. إذا كان حجم القطر كبيرًا جدًا، فإن تركيب الوصلة وإحكامها يكون صعبًا للغاية. تُعد الصمامات المتصلة بالشفة أسهل في التركيب والتفكيك، لكنها أثقل وزنًا وأكثر تكلفة من الصمامات الملولبة، لذا فهي مناسبة لتوصيلات الأنابيب بأقطار وضغوط مختلفة. تُعد وصلات اللحام مناسبة لظروف الحمل الثقيل وأكثر موثوقية من وصلات الشفة. ومع ذلك، يصعب تفكيك وإعادة تركيب الصمامات المتصلة باللحام، لذا يقتصر استخدامها على المناسبات التي يمكن أن تعمل فيها عادةً بشكل موثوق لفترة طويلة، أو في ظروف الاستخدام القاسية ودرجة الحرارة المرتفعة؛

1.4 اختيار مواد الصمام

بالإضافة إلى مراعاة الخصائص الفيزيائية (درجة الحرارة، الضغط) والخصائص الكيميائية (التآكل) لوسط العمل، يجب مراعاة نظافة الوسط (ما إذا كانت تحتوي على جزيئات صلبة) عند اختيار مواد غلاف الصمام والأجزاء الداخلية وسطح الختم. كما يجب الرجوع إلى اللوائح ذات الصلة للدولة والجهات المعنية. يضمن الاختيار الصحيح والمعقول لمواد الصمام أطول عمر خدمة وأفضل أداء للصمام. ترتيب اختيار مواد جسم الصمام هو: الحديد الزهر - الفولاذ الكربوني - الفولاذ المقاوم للصدأ، وترتيب اختيار مواد حلقات الختم هو: المطاط - النحاس - سبائك الفولاذ - F4.

1.5 آخرون

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

هناك أنواع عديدة من الصمامات، والأنواع معقدة. الأنواع الرئيسية هي:صمامات البوابةصمامات الإيقاف، صمامات الخانق،صمامات الفراشةصمامات السدادة، صمامات الكرة، الصمامات الكهربائية، صمامات الحجاب الحاجز، صمامات الفحص، صمامات الأمان، صمامات تخفيض الضغط،مصائد البخار وصمامات الإغلاق في حالات الطوارئ،ومن بين الصمامات الأكثر استخدامًا صمامات البوابة، وصمامات الإيقاف، وصمامات الخانق، وصمامات القابس، وصمامات الفراشة، وصمامات الكرة، وصمامات الفحص، وصمامات الحجاب الحاجز.

2.1 صمام البوابة

صمام البوابة هو صمام يتم تشغيل جسم الفتح والإغلاق (لوحة الصمام) بواسطة ساق الصمام، ويتحرك لأعلى ولأسفل على طول سطح إحكام مقعد الصمام، مما يسمح بربط أو قطع مرور السائل. بالمقارنة مع صمام الإيقاف، يتميز صمام البوابة بأداء إحكام أفضل، ومقاومة أقل للسوائل، وجهد أقل في الفتح والإغلاق، وأداء ضبط معين. إنه أحد أكثر صمامات الإغلاق شيوعًا. عيوبه هي الحجم الكبير، والبنية الأكثر تعقيدًا من صمام الإيقاف، وسهولة تآكل سطح الإحكام، وصعوبة الصيانة. إنه غير مناسب بشكل عام للخنق. وفقًا لموضع سن الخيط على ساق صمام البوابة، يمكن تقسيمه إلى نوعين: نوع الساق الصاعد ونوع الساق المخفي. وفقًا للخصائص الهيكلية للوحة البوابة، يمكن تقسيمه إلى نوعين: نوع الإسفين ونوع الموازي.

2.2 صمام الإيقاف

صمام الإيقاف هو صمام إغلاق هابط، حيث يتحرك قرص الصمام (الفتح والإغلاق) بواسطة ساق الصمام لأعلى ولأسفل على طول محور قاعدة الصمام (سطح الختم). بالمقارنة مع صمام البوابة، يتميز بأداء ضبط جيد، وأداء ختم ضعيف، وبنية بسيطة، وسهولة في التصنيع والصيانة، ومقاومة عالية للسوائل، وسعر منخفض. وهو صمام قطع شائع الاستخدام، ويُستخدم عادةً في خطوط الأنابيب متوسطة وصغيرة القطر.

2.3 صمام الكرة

صمام الكرة عبارة عن كرة ذات ثقوب دائرية، تدور مع ساق الصمام لفتح وإغلاق الصمام. يتميز صمام الكرة بهيكل بسيط، وسرعة تبديل، وسهولة في التشغيل، وحجم صغير، ووزن خفيف، وأجزاء قليلة، ومقاومة منخفضة للسوائل، وختم جيد، وسهولة الصيانة.

2.4 صمام الخانق

باستثناء قرص الصمام، يتشابه هيكل صمام الخانق بشكل أساسي مع هيكل صمام الإيقاف. يُعدّ قرص الصمام مكونًا خانقًا، وتختلف أشكاله وخصائصه. يجب ألا يكون قطر مقعد الصمام كبيرًا جدًا، لأن ارتفاع فتحته صغير، ويزداد معدل تدفق السائل، مما يُسرّع تآكل قرص الصمام. يتميز صمام الخانق بأبعاد صغيرة ووزن خفيف، وأداء ضبط جيد، لكن دقة الضبط ليست عالية.

2.5 صمام السدادة

يستخدم صمام السدادة جسم سدادة مزودًا بفتحة مرورية كأجزاء للفتح والإغلاق، ويدور الجسم مع ساق الصمام لتحقيق الفتح والإغلاق. يتميز صمام السدادة بهيكل بسيط، وسرعة فتح وإغلاق، وسهولة تشغيل، ومقاومة منخفضة للسوائل، وأجزاء قليلة، ووزن خفيف. تتوفر صمامات السدادة بأنواع: مستقيمة، وثلاثية، ورباعية. تُستخدم صمامات السدادة المستقيمة لقطع الوسط، بينما تُستخدم صمامات السدادة ثلاثية ورباعية الاتجاهات لتغيير اتجاه الوسط أو تحويله.

2.6 صمام الفراشة

صمام الفراشة هو صفيحة فراشة تدور بزاوية 90 درجة حول محور ثابت في جسم الصمام لإتمام عملية الفتح والإغلاق. يتميز صمام الفراشة بحجمه الصغير ووزنه الخفيف وبنيته البسيطة، ويتكون من أجزاء قليلة فقط.

يمكن فتحه وإغلاقه بسرعة بالدوران بزاوية 90 درجة، وهو سهل التشغيل. عند فتح صمام الفراشة بالكامل، يكون سمك صفيحة الفراشة هو المقاومة الوحيدة عند تدفق السائل عبر جسم الصمام. لذلك، يكون انخفاض الضغط الناتج عن الصمام صغيرًا جدًا، مما يمنحه خصائص تحكم جيدة في التدفق. تنقسم صمامات الفراشة إلى نوعين من الختم: ختم مرن ناعم وختم معدني صلب. بالنسبة لصمامات الختم المرنة، يمكن دمج حلقة الختم في جسم الصمام أو تثبيتها على محيط صفيحة الفراشة. تتميز بأداء ختم جيد، ويمكن استخدامها في الخنق، وكذلك في أنابيب التفريغ المتوسطة والوسائط المسببة للتآكل. تتميز الصمامات ذات الختم المعدني بعمر خدمة أطول من الصمامات ذات الختم المطاطي، ولكن من الصعب تحقيق الختم الكامل. تُستخدم عادةً في الحالات التي يختلف فيها التدفق وانخفاض الضغط بشكل كبير، ويتطلب أداء خنق جيد. تتكيف الختمات المعدنية مع درجات حرارة التشغيل العالية، بينما تعاني الختمات المرنة من عيب محدودية درجة الحرارة.

2.7 صمام الفحص

صمام عدم الرجوع هو صمام يمنع ارتداد السوائل تلقائيًا. يفتح قرص صمام عدم الرجوع تحت تأثير ضغط السائل، ويتدفق السائل من جانب المدخل إلى جانب المخرج. عندما يكون الضغط على جانب المدخل أقل من جانب المخرج، يُغلق قرص الصمام تلقائيًا تحت تأثير عوامل مثل فرق ضغط السائل وجاذبيته الذاتية لمنع ارتداد السوائل. ينقسم صمام عدم الرجوع إلى نوعين: صمام رفع وصمام عدم الرجوع متأرجح. يتميز صمام عدم الرجوع المصعد بعزل أفضل من صمام عدم الرجوع المتأرجح، بالإضافة إلى مقاومة أكبر للسوائل. بالنسبة لمنفذ الشفط في أنبوب شفط المضخة، يجب اختيار صمام قدم. وظيفته هي: ملء أنبوب مدخل المضخة بالماء قبل بدء تشغيلها؛ والحفاظ على امتلاء أنبوب المدخل وجسم المضخة بالماء بعد إيقافها استعدادًا لإعادة تشغيلها. عادةً ما يُركّب صمام القدم فقط على الأنبوب الرأسي عند مدخل المضخة، ويتدفق السائل من الأسفل إلى الأعلى.

2.8 صمام الحجاب الحاجز

الجزء المفتوح والإغلاق لصمام الحجاب الحاجز هو غشاء مطاطي، يقع بين جسم الصمام وغطاء الصمام.

يُثبَّت الجزء البارز من الحجاب الحاجز على ساق الصمام، ويُبطَّن جسم الصمام بالمطاط. ولأنّ السائل لا يدخل التجويف الداخلي لغطاء الصمام، فلا يحتاج ساق الصمام إلى صندوق حشو. يتميز صمام الحجاب الحاجز بهيكل بسيط، وأداء إحكام جيد، وسهولة في الصيانة، ومقاومة منخفضة للسوائل. تُقسَّم صمامات الحجاب الحاجز إلى نوعين: صمامات السد، والصمامات المستقيمة، والصمامات القائمة، والتيار المستمر.

3 تعليمات اختيار الصمام الشائعة

3.1 تعليمات اختيار صمام البوابة

بشكل عام، يُفضّل اختيار صمامات البوابة أولاً. فبالإضافة إلى البخار والزيت والوسائط الأخرى، تُناسب صمامات البوابة أيضاً الوسائط التي تحتوي على مواد صلبة حبيبية ولزوجة عالية، كما أنها مناسبة لصمامات أنظمة التهوية والفراغ المنخفض. بالنسبة للوسائط التي تحتوي على جسيمات صلبة، يجب أن يحتوي جسم صمام البوابة على فتحة تطهير واحدة أو اثنتين. أما بالنسبة للوسائط منخفضة الحرارة، فينبغي اختيار صمام بوابة خاص منخفض الحرارة.

3.2 تعليمات اختيار صمام الإيقاف

صمام الإيقاف مناسب لخطوط الأنابيب ذات متطلبات مقاومة السوائل المنخفضة، أي التي لا يُنظر فيها إلى فقدان الضغط بشكل كبير، وكذلك خطوط الأنابيب أو الأجهزة ذات الوسائط عالية الحرارة والضغط. وهو مناسب لأنابيب البخار والوسائط الأخرى ذات القطر الاسمي < 200 مم؛ يمكن استخدام صمامات الإيقاف للصمامات الصغيرة، مثل صمامات الإبرة، وصمامات الأجهزة، وصمامات أخذ العينات، وصمامات قياس الضغط، وما إلى ذلك؛ تتميز صمامات الإيقاف بتنظيم التدفق أو تنظيم الضغط، ولكن دقة التنظيم ليست عالية، وقطر خط الأنابيب صغير نسبيًا، لذلك يجب اختيار صمامات الإيقاف أو صمامات الخانق؛ بالنسبة للوسائط شديدة السمية، يجب اختيار صمامات الإيقاف محكمة الغلق؛ ولكن لا ينبغي استخدام صمامات الإيقاف للوسائط ذات اللزوجة العالية والوسائط التي تحتوي على جزيئات سهلة الترسيب، ولا ينبغي استخدامها كصمامات تنفيس وصمامات لأنظمة الفراغ المنخفض.

3.3 تعليمات اختيار صمام الكرة

صمامات الكرة مناسبة للوسائط منخفضة الحرارة وعالية الضغط وعالية اللزوجة. يمكن استخدام معظم صمامات الكرة في الوسائط ذات الجسيمات الصلبة العالقة، ويمكن استخدامها أيضًا للوسائط المسحوقة والحبيبية وفقًا لمتطلبات مادة الختم؛ صمامات الكرة كاملة القناة ليست مناسبة لتنظيم التدفق، ولكنها مناسبة للحالات التي تتطلب فتحًا وإغلاقًا سريعًا، وهو أمر مناسب لقطع الطوارئ في الحوادث؛ يوصى عادةً بصمامات الكرة لخطوط الأنابيب ذات أداء الختم الصارم، والتآكل، وقنوات الانكماش، والفتح والإغلاق السريع، وقطع الضغط العالي (فرق الضغط الكبير)، وانخفاض الضوضاء، وظاهرة التغويز، وعزم التشغيل الصغير، ومقاومة السوائل المنخفضة؛ صمامات الكرة مناسبة للهياكل الخفيفة، وقطع الضغط المنخفض، والوسائط المسببة للتآكل؛ كما تُعد صمامات الكرة هي الصمامات الأكثر مثالية للوسائط منخفضة الحرارة والباردة للغاية. بالنسبة لأنظمة وأجهزة خطوط الأنابيب للوسائط منخفضة الحرارة، يجب اختيار صمامات كروية منخفضة الحرارة مزودة بأغطية صمامات؛ عند استخدام صمامات الكرة العائمة، يجب أن تتحمل مادة قاعدة الصمام حمل الكرة ووسط العمل. تتطلب صمامات الكرة ذات القطر الكبير قوة تشغيل أكبر، ويجب استخدام ناقل حركة دودي في صمامات الكرة ذات القطر ≥ 200 مم؛ أما صمامات الكرة الثابتة، فهي مناسبة للحالات ذات الأقطار الأكبر والضغوط الأعلى؛ بالإضافة إلى ذلك، يجب أن تكون صمامات الكرة المستخدمة في أنابيب المواد شديدة السمية والوسائط القابلة للاشتعال مزودة بهياكل مقاومة للحريق والكهرباء الساكنة.

3.4 تعليمات اختيار صمام الخانق

صمامات الخانق مناسبة للاستخدام في ظروف درجات الحرارة المتوسطة المنخفضة والضغط العالي، وهي مناسبة للأجزاء التي تحتاج إلى ضبط التدفق والضغط. لكنها غير مناسبة للوسائط عالية اللزوجة والتي تحتوي على جزيئات صلبة، كما أنها غير مناسبة لصمامات العزل.

3.5 تعليمات اختيار صمام القابس

صمامات السدادة مناسبة للحالات التي تتطلب فتحًا وإغلاقًا سريعين. وهي غير مناسبة عمومًا للبخار والوسائط عالية الحرارة. تُستخدم للوسائط منخفضة الحرارة وعالية اللزوجة، كما أنها مناسبة للوسائط ذات الجسيمات العالقة.

3.6 تعليمات اختيار صمام الفراشة

صمامات الفراشة مناسبة للحالات ذات الأقطار الكبيرة (مثل DN > 600 مم) ومتطلبات طول هيكلي قصير، بالإضافة إلى الحالات التي تتطلب تنظيم التدفق وسرعة الفتح والإغلاق. تُستخدم عادةً لوسائط مثل الماء والزيت والهواء المضغوط بدرجة حرارة ≤ 80 درجة مئوية وضغط ≤ 1.0 ميجا باسكال؛ ونظرًا لانخفاض ضغط صمامات الفراشة مقارنةً بصمامات البوابة والصمامات الكروية، فهي مناسبة لأنظمة الأنابيب ذات متطلبات انخفاض ضغط مرنة.

3.7 تعليمات اختيار صمام الفحص

صمامات الفحص مناسبة عمومًا للوسائط النظيفة، وليست مناسبة للوسائط التي تحتوي على جزيئات صلبة ولزوجة عالية. عندما يكون القطر DN ≤ 40 مم، يُنصح باستخدام صمام فحص رافع (يُسمح بتركيبه فقط على الأنابيب الأفقية)؛ عندما يكون القطر DN ＝ 50 ～ 400 مم، يُنصح باستخدام صمام فحص رافع متأرجح (يمكن تركيبه على الأنابيب الأفقية والرأسية. عند التركيب على أنبوب رأسي، يجب أن يكون اتجاه تدفق الوسط من الأسفل إلى الأعلى)؛ عندما يكون القطر DN ≥ 450 مم، يُنصح باستخدام صمام فحص عازل؛ عندما يكون القطر DN ＝ 100 ～ 400 مم، يمكن أيضًا استخدام صمام فحص رقاقة. يمكن تصميم صمام الفحص المتأرجح ليتحمل ضغط عمل عالي جدًا، يصل إلى 42 ميجا باسكال، ويمكن استخدامه على أي وسط عمل وفي أي نطاق درجة حرارة عمل وفقًا لمواد الغلاف والأختام المختلفة. الوسط هو الماء، البخار، الغاز، الوسط التآكلي، الزيت، الدواء، إلخ. نطاق درجة حرارة عمل الوسط هو بين -196～800℃.

3.8 تعليمات اختيار صمام الحجاب الحاجز

صمامات الحجاب الحاجز مناسبة للزيت والماء والوسائط الحمضية، بالإضافة إلى الوسائط التي تحتوي على مواد عالقة بدرجة حرارة تشغيل أقل من 200 درجة مئوية وضغط أقل من 1.0 ميجا باسكال، ولكنها غير مناسبة للمذيبات العضوية والمؤكسدات القوية. صمامات الحجاب الحاجز من نوع السد مناسبة للوسائط الحبيبية الكاشطة. يجب استخدام جدول خصائص التدفق لاختيار صمامات الحجاب الحاجز من نوع السد. صمامات الحجاب الحاجز المستقيمة مناسبة للسوائل اللزجة، وملاط الأسمنت، والوسائط الرسوبية. باستثناء المتطلبات الخاصة، لا ينبغي استخدام صمامات الحجاب الحاجز في خطوط الأنابيب المفرغة ومعدات التفريغ.