مزايا وعيوب أنواع الصمامات المختلفة

صمام البوابة: هو صمام يستخدم بوابة (لوحة بوابة) للتحرك عموديًا على طول محور الممر. يُستخدم بشكل أساسي في خطوط الأنابيب لعزل الوسط، أي فتحه بالكامل أو إغلاقه بالكامل. عمومًا، لا تُناسب صمامات البوابة تنظيم التدفق. ويمكن استخدامها في تطبيقات درجات الحرارة المنخفضة والعالية، وكذلك في تطبيقات الضغط العالي، وذلك حسب مادة الصمام.

ومع ذلك، لا تُستخدم صمامات البوابة بشكل عام في خطوط الأنابيب التي تنقل المواد اللزجة أو الوسائط المماثلة.

المزايا:

مقاومة منخفضة للسوائل.

يتطلب عزم دوران أقل للفتح والإغلاق.

يمكن استخدامه في أنظمة التدفق ثنائية الاتجاه، مما يسمح للوسط بالتدفق في كلا الاتجاهين.

عند فتحها بالكامل، يكون سطح الختم أقل عرضة للتآكل من الوسط العامل مقارنة بصمامات الكرة الأرضية.

هيكل بسيط مع عملية تصنيع جيدة.

طول الهيكل المضغوط.

العيوب:

يتطلب الأمر أبعادًا إجمالية أكبر ومساحة تركيب أوسع.

زيادة نسبية في الاحتكاك والتآكل بين أسطح منع التسرب أثناء الفتح والإغلاق، خاصة في درجات الحرارة العالية.

تحتوي صمامات البوابة عادةً على سطحين مانعين للتسرب، مما قد يزيد من صعوبات المعالجة والطحن والصيانة.

تمديد وقت الفتح والإغلاق.

صمام الفراشةصمام الفراشة هو صمام يستخدم عنصر إغلاق على شكل قرص يدور حوالي 90 درجة لفتح وإغلاق وتنظيم تدفق السوائل.

المزايا:

يتميز هذا المنتج ببنية بسيطة وحجم صغير ووزن خفيف واستهلاك منخفض للمواد، مما يجعله مناسبًا للصمامات ذات الأقطار الكبيرة.

فتح وإغلاق سريعان مع مقاومة تدفق منخفضة.

يمكن استخدامه مع الوسائط التي تحتوي على جزيئات صلبة معلقة، ويمكن استخدامه مع الوسائط المسحوقة والحبيبية اعتمادًا على قوة سطح الختم.

مناسب للفتح والإغلاق والتنظيم ثنائي الاتجاه في خطوط أنابيب التهوية وإزالة الغبار. يستخدم على نطاق واسع في أنظمة المعادن والصناعات الخفيفة والطاقة والبتروكيماويات لخطوط أنابيب الغاز والممرات المائية.

العيوب:

نطاق تنظيم التدفق محدود؛ فعندما يكون الصمام مفتوحًا بنسبة 30٪، سيتجاوز معدل التدفق 95٪.

غير مناسب لأنظمة خطوط الأنابيب ذات درجات الحرارة والضغوط العالية نظرًا لمحدودية بنيته ومواد منع التسرب. يعمل بشكل عام عند درجات حرارة أقل من 300 درجة مئوية وضغط اسمي أقل من 40.

أداء منع التسرب أضعف نسبياً مقارنة بصمامات الكرة وصمامات الكرة الأرضية، وبالتالي فهي ليست مثالية للتطبيقات ذات متطلبات منع التسرب العالية.

صمام كروي: يُشتق الصمام الكروي من صمام سدادة، وعنصر إغلاقه عبارة عن كرة تدور 90 درجة حول محورها.صماميُستخدم صمام الكرة بشكل أساسي في خطوط الأنابيب لإغلاقها وتوزيعها وتغيير اتجاه التدفق. كما تتميز صمامات الكرة ذات الفتحات على شكل حرف V بقدرات جيدة على تنظيم التدفق.

المزايا:

مقاومة تدفق ضئيلة (تكاد تكون معدومة).

تطبيق موثوق به في الوسائط المسببة للتآكل والسوائل ذات نقطة الغليان المنخفضة لأنه لا يلتصق أثناء التشغيل (بدون تزييت).

يحقق إحكامًا كاملاً ضمن نطاق واسع من الضغط ودرجة الحرارة.

فتح وإغلاق سريع، مع وجود هياكل معينة ذات أوقات فتح/إغلاق قصيرة تصل إلى 0.05 إلى 0.1 ثانية، وهي مناسبة لأنظمة الأتمتة في منصات الاختبار دون أي تأثير أثناء التشغيل.

تحديد المواقع تلقائيًا عند حدود الموقع باستخدام عنصر إغلاق الكرة.

إحكام إغلاق موثوق به على جانبي الوسط العامل.

لا يحدث تآكل لأسطح منع التسرب بسبب الوسائط عالية السرعة عند الفتح الكامل أو الإغلاق.

يتميز هذا الصمام بهيكل صغير الحجم وخفيف الوزن، مما يجعله الهيكل الأنسب لأنظمة الوسائط ذات درجات الحرارة المنخفضة.

يمكن لجسم الصمام المتناظر، وخاصة في هياكل جسم الصمام الملحومة، أن يتحمل الإجهاد الناتج عن خطوط الأنابيب.

يتحمل عنصر الإغلاق فروق الضغط العالية أثناء الإغلاق. يمكن دفن صمامات الكرة الملحومة بالكامل تحت الأرض، مما يضمن عدم تآكل المكونات الداخلية، مع عمر خدمة أقصى يبلغ 30 عامًا، مما يجعلها مثالية لخطوط أنابيب النفط والغاز.

العيوب:

المادة الرئيسية لحلقة منع التسرب في صمام الكرة هي البولي تترافلوروإيثيلين (PTFE)، وهي مادة خاملة تجاه جميع المواد الكيميائية تقريبًا ولها خصائص شاملة مثل معامل الاحتكاك المنخفض، والأداء المستقر، ومقاومة الشيخوخة، وملاءمة نطاق درجة الحرارة الواسع، وأداء منع التسرب الممتاز.

مع ذلك، تتطلب الخصائص الفيزيائية لمادة PTFE، بما في ذلك معامل تمددها العالي، وحساسيتها للتدفق البارد، وضعف توصيلها الحراري، أن يُصمم مانع التسرب بناءً على هذه الخصائص. لذا، عندما تتصلب مادة منع التسرب، تتأثر موثوقية المانع سلبًا.

علاوة على ذلك، يتميز البولي تترافلوروإيثيلين (PTFE) بمقاومة منخفضة للحرارة، ولا يُستخدم إلا عند درجات حرارة أقل من 180 درجة مئوية. فعند تجاوز هذه الدرجة، يتلف مانع التسرب. لذا، يُنصح عمومًا بعدم استخدامه عند درجات حرارة أعلى من 120 درجة مئوية للاستخدام طويل الأمد.

أداؤها التنظيمي أقل نسبياً من أداء صمام الكرة الأرضية، وخاصة الصمامات الهوائية (أو الصمامات الكهربائية).

صمام كروي: هو صمام يتحرك فيه عنصر الإغلاق (قرص الصمام) على طول الخط المركزي للمقعد. يتناسب تغير فتحة المقعد طرديًا مع مسافة حركة قرص الصمام. نظرًا لقصر مسافة فتح وإغلاق هذا النوع من الصمامات، ووظيفة الإغلاق الموثوقة، فضلًا عن العلاقة التناسبية بين تغير فتحة المقعد ومسافة حركة قرص الصمام، فهو مناسب جدًا لتنظيم التدفق. لذلك، يُستخدم هذا النوع من الصمامات عادةً لأغراض الإغلاق والتنظيم والتحكم في التدفق.

المزايا:

أثناء عملية الفتح والإغلاق، تكون قوة الاحتكاك بين قرص الصمام وسطح منع التسرب لجسم الصمام أصغر من تلك الموجودة في صمام البوابة، مما يجعله أكثر مقاومة للتآكل.

يبلغ ارتفاع الفتحة عادةً ربع قناة المقعد فقط، مما يجعلها أصغر بكثير من صمام البوابة.

عادةً، يوجد سطح إحكام واحد فقط على جسم الصمام وقرص الصمام، مما يسهل عملية التصنيع والإصلاح.

يتميز هذا النوع من الصمامات بمقاومة أعلى لدرجات الحرارة، وذلك لأن الحشوة المستخدمة فيه عادةً ما تكون مزيجًا من الأسبستوس والجرافيت. وتُستخدم صمامات الكرة الأرضية بشكل شائع في صمامات البخار.

العيوب:

بسبب تغير اتجاه تدفق الوسط عبر الصمام، فإن الحد الأدنى لمقاومة التدفق لصمام الكرة الأرضية يكون أعلى من مقاومة معظم أنواع الصمامات الأخرى.

بسبب الشوط الأطول، تكون سرعة الفتح أبطأ مقارنة بصمام الكرة.

صمام السدادة: هو صمام دوار مزود بعنصر إغلاق على شكل سدادة أسطوانية أو مخروطية. تُدار سدادة الصمام بزاوية 90 درجة لتوصيل أو فصل الممر الموجود على جسم الصمام، مما يؤدي إلى فتحه أو إغلاقه. قد يكون شكل سدادة الصمام أسطوانيًا أو مخروطيًا. مبدأ عمله مشابه لمبدأ عمل صمام الكرة، الذي طُوّر بناءً على صمام السدادة ويُستخدم بشكل أساسي في استغلال حقول النفط والصناعات البتروكيماوية.

صمام الأمان: يعمل كجهاز حماية من الضغط الزائد في الأوعية والمعدات وخطوط الأنابيب المضغوطة. عندما يتجاوز الضغط داخل المعدات أو الوعاء أو خط الأنابيب القيمة المسموح بها، يفتح الصمام تلقائيًا لتفريغ كامل سعته، مانعًا أي زيادة أخرى في الضغط. وعندما ينخفض ​​الضغط إلى القيمة المحددة، يُغلق الصمام تلقائيًا على الفور لضمان التشغيل الآمن للمعدات أو الوعاء أو خط الأنابيب.

مصيدة البخار: أثناء نقل البخار والهواء المضغوط وغيرها من الوسائط، يتكون ماء التكثيف. ولضمان كفاءة الجهاز وتشغيله الآمن، من الضروري تصريف هذه الوسائط غير المفيدة والضارة في الوقت المناسب للحفاظ على استهلاك الجهاز واستخدامه. وتتمثل وظائفها فيما يلي: (1) تصريف ماء التكثيف المتولد بسرعة. (2) منع تسرب البخار. (3) إزالة.

صمام تخفيض الضغط: هو صمام يقوم بتخفيض ضغط المدخل إلى ضغط المخرج المطلوب من خلال التعديل ويعتمد على طاقة الوسط نفسه للحفاظ تلقائيًا على ضغط مخرج مستقر.

صمام الفحصيُعرف أيضًا بصمام عدم الرجوع، أو صمام منع التدفق العكسي، أو صمام الضغط العكسي، أو الصمام أحادي الاتجاه. تُفتح هذه الصمامات وتُغلق تلقائيًا بفعل قوة تدفق المادة في خط الأنابيب، مما يجعلها نوعًا من الصمامات الأوتوماتيكية. تُستخدم صمامات عدم الرجوع في أنظمة خطوط الأنابيب، وتتمثل وظائفها الرئيسية في منع التدفق العكسي للمادة، ومنع انعكاس اتجاه المضخات والمحركات، وتفريغ المواد من الحاويات. كما يمكن استخدام صمامات عدم الرجوع في خطوط الأنابيب التي تغذي الأنظمة المساعدة حيث قد يرتفع الضغط فوق ضغط النظام. ويمكن تصنيفها بشكل أساسي إلى نوعين: النوع الدوار (يدور حول مركز ثقله) ونوع الرفع (يتحرك على طول محوره).