في هندسة خطوط الأنابيب، يُعدّ الاختيار الصحيح للصمامات الكهربائية أحد شروط ضمان تلبية متطلبات الاستخدام. وإذا لم يُختار الصمام الكهربائي بشكل صحيح، فلن يؤثر ذلك على الاستخدام فحسب، بل سيُؤدي أيضًا إلى عواقب وخيمة أو خسائر فادحة، لذا، يُنصح باختيار الصمامات الكهربائية بشكل صحيح عند تصميم هندسة خطوط الأنابيب.
بيئة عمل الصمام الكهربائي
بالإضافة إلى الاهتمام بمعلمات خط الأنابيب، ينبغي إيلاء اهتمام خاص للظروف البيئية لتشغيله، لأن الجهاز الكهربائي في الصمام الكهربائي هو جهاز كهروميكانيكي، وتتأثر ظروف عمله بشكل كبير ببيئة عمله. عادةً ما تكون بيئة عمل الصمام الكهربائي كما يلي:
1. التركيب الداخلي أو الاستخدام الخارجي مع التدابير الوقائية؛
2. التركيب الخارجي في الهواء الطلق، مع الرياح والرمال والمطر والندى وأشعة الشمس والتآكل الأخرى؛
3. يحتوي على بيئة غازية أو غبارية قابلة للاشتعال أو الانفجار؛
4. البيئة الاستوائية الرطبة، البيئة الاستوائية الجافة؛
5. تصل درجة حرارة وسط خط الأنابيب إلى 480 درجة مئوية أو أعلى؛
6. درجة الحرارة المحيطة أقل من -20 درجة مئوية؛
7. من السهل أن تغمرها المياه أو تغمرها؛
8. البيئات التي تحتوي على مواد مشعة (محطات الطاقة النووية وأجهزة اختبار المواد المشعة)؛
9. بيئة السفينة أو الرصيف (مع رذاذ الملح والعفن والرطوبة)؛
10. حالات الاهتزاز الشديد؛
11. المناسبات المعرضة للحريق؛
تختلف بنية الصمامات الكهربائية وموادها وإجراءات حمايتها في البيئات المذكورة أعلاه. لذلك، يجب اختيار الصمام الكهربائي المناسب وفقًا لبيئة العمل المذكورة.
المتطلبات الوظيفية للكهرباءالصمامات
وفقًا لمتطلبات التحكم الهندسي، تُكمل الأجهزة الكهربائية وظيفة التحكم في الصمام الكهربائي. الغرض من استخدام الصمامات الكهربائية هو تحقيق تحكم كهربائي غير يدوي أو حاسوبي في فتح الصمامات وإغلاقها وضبط وصلاتها. لا يقتصر استخدام الأجهزة الكهربائية اليوم على توفير العمالة فحسب، بل نظرًا للاختلافات الكبيرة في وظائف وجودة المنتجات من مختلف الشركات المصنعة، فإن اختيار الأجهزة الكهربائية والصمامات بنفس القدر من الأهمية للمشروع.
التحكم الكهربائي في الكهرباءالصمامات
مع التحسين المستمر لمتطلبات الأتمتة الصناعية، يتزايد استخدام الصمامات الكهربائية من جهة، وتزداد متطلبات التحكم بها تعقيدًا من جهة أخرى. لذلك، يتم تحديث تصميم الصمامات الكهربائية من حيث التحكم الكهربائي باستمرار. ومع تقدم العلم والتكنولوجيا وانتشار الحواسيب وتطبيقاتها، ستستمر أساليب التحكم الكهربائي الجديدة والمتنوعة في الظهور. للتحكم الشامل في الصمامات الكهربائية،صماميجب الانتباه إلى اختيار وضع التحكم في الصمام الكهربائي. على سبيل المثال، يختلف مبدأ التحكم حسب احتياجات المشروع، سواءً كان استخدام وضع التحكم المركزي أو وضع التحكم الفردي، أو الربط بمعدات أخرى، أو التحكم بالبرامج، أو استخدام التحكم ببرامج الكمبيوتر، إلخ. يقدم نموذج الشركة المصنعة للصمامات الكهربائية مبدأ التحكم الكهربائي القياسي فقط، لذا يجب على قسم الاستخدام تقديم إفصاح فني للشركة المصنعة وتوضيح المتطلبات الفنية. بالإضافة إلى ذلك، عند اختيار صمام كهربائي، يجب مراعاة شراء وحدة تحكم إضافية للصمام الكهربائي، لأنه عادةً ما يتم شراء وحدة التحكم بشكل منفصل. في معظم الحالات، عند استخدام وحدة تحكم واحدة، من الضروري شراء وحدة تحكم، لأن شرائها أسهل وأرخص من تصميمها وتصنيعها من قبل المستخدم. عندما لا يلبي أداء التحكم الكهربائي متطلبات التصميم الهندسي، يجب اقتراح تعديل أو إعادة تصميم من قبل الشركة المصنعة.
جهاز الصمام الكهربائي هو جهاز يُمكّن من برمجة الصمامات والتحكم الآلي والتحكم عن بُعد*، ويمكن التحكم في حركته من خلال مقدار الشوط أو عزم الدوران أو الدفع المحوري. ونظرًا لأن خصائص تشغيل مُشغّل الصمام ومعدل استخدامه يعتمدان على نوع الصمام، ومواصفات تشغيل الجهاز، وموقعه على خط الأنابيب أو المعدات، فإن الاختيار الصحيح لمُشغّل الصمام ضروري لتجنب التحميل الزائد (حيث يكون عزم التشغيل أعلى من عزم التحكم). وبشكل عام، فإن أساس الاختيار الصحيح لأجهزة الصمام الكهربائية هو كما يلي:
عزم التشغيليعد عزم التشغيل هو المعلمة الرئيسية لاختيار جهاز الصمام الكهربائي، ويجب أن يكون عزم خرج الجهاز الكهربائي 1.2~1.5 مرة من عزم تشغيل الصمام.
هناك هيكلان رئيسيان للآلة لتشغيل الجهاز الكهربائي لصمام الدفع: أحدهما غير مزود بقرص دفع ويخرج عزم الدوران مباشرة؛ والآخر هو تكوين لوحة دفع، ويتم تحويل عزم الدوران الناتج إلى دفع ناتج من خلال صمولة الجذع في لوحة الدفع.
يرتبط عدد دورات عمود الإخراج لجهاز الصمام الكهربائي بالقطر الاسمي للصمام، وملعب الساق وعدد الخيوط، والتي يجب حسابها وفقًا لـ M = H / ZS (M هو العدد الإجمالي للدورات التي يجب أن يفي بها الجهاز الكهربائي، H هو ارتفاع فتح الصمام، S هو ملعب الخيط لنقل ساق الصمام، و Z هو عدد الرؤوس الملولبة لـصمامينبع).
إذا لم يكن قطر ساق الصمام الكبير المسموح به في الجهاز الكهربائي كافيًا لتمريره عبر ساق الصمام المُجهز، فلا يُمكن تجميعه في صمام كهربائي. لذلك، يجب أن يكون القطر الداخلي لعمود الإخراج المجوف للمشغل أكبر من القطر الخارجي لساق صمام القضيب المفتوح. بالنسبة لصمام القضيب الداكن في الصمام الدوار الجزئي والصمام متعدد الدورات، على الرغم من عدم مراعاة مشكلة قطر ساق الصمام، يجب أيضًا مراعاة قطر ساق الصمام وحجم فتحة المفتاح بشكل كامل عند الاختيار، حتى يعمل بشكل طبيعي بعد التجميع.
إذا كانت سرعة فتح وإغلاق صمام سرعة الإخراج عالية جدًا، فمن السهل حدوث مطرقة مائية. لذلك، يجب اختيار سرعة الفتح والإغلاق المناسبة وفقًا لظروف الاستخدام المختلفة.
لمشغلات الصمامات متطلباتها الخاصة، أي يجب أن تكون قادرة على تحديد عزم الدوران أو القوى المحورية. عادةًصمامتستخدم المحركات وصلات تحديد عزم الدوران. عند تحديد حجم الجهاز الكهربائي، يتم تحديد عزم التحكم الخاص به أيضًا. يعمل المحرك عمومًا في وقت محدد مسبقًا، ولن يتم تحميله بشكل زائد. ومع ذلك، في حالة حدوث المواقف التالية، فقد يؤدي ذلك إلى التحميل الزائد: أولاً، يكون جهد مصدر الطاقة منخفضًا، ولا يمكن الحصول على عزم الدوران المطلوب، بحيث يتوقف المحرك عن الدوران؛ ثانيًا، يتم ضبط آلية تحديد عزم الدوران عن طريق الخطأ لجعلها أكبر من عزم التوقف، مما يؤدي إلى عزم دوران زائد مستمر وإيقاف المحرك؛ ثالثًا، الاستخدام المتقطع، ويتجاوز تراكم الحرارة الناتج قيمة ارتفاع درجة الحرارة المسموح بها للمحرك؛ رابعًا، تفشل دائرة آلية تحديد عزم الدوران لسبب ما، مما يجعل عزم الدوران كبيرًا جدًا؛ خامسًا، درجة الحرارة المحيطة مرتفعة للغاية، مما يقلل من السعة الحرارية للمحرك.
في الماضي، كانت طريقة حماية المحرك تتمثل في استخدام الصمامات، ومرحلات التيار الزائد، والمرحلات الحرارية، ومنظمات الحرارة، وغيرها، ولكن لهذه الطرق مزاياها وعيوبها. لا توجد طريقة حماية موثوقة للمعدات ذات الأحمال المتغيرة، مثل الأجهزة الكهربائية. لذلك، يجب اعتماد توليفات مختلفة، يمكن تلخيصها في نوعين: الأول هو تقييم زيادة أو نقصان تيار دخل المحرك؛ والثاني هو تقييم حالة تسخين المحرك نفسه. وفي كلتا الحالتين، يُراعى هامش الوقت المحدد للسعة الحرارية للمحرك.
بشكل عام، طريقة الحماية الأساسية من الحمل الزائد هي: حماية الحمل الزائد للتشغيل المستمر أو تشغيل المحرك، باستخدام منظم حرارة؛ لحماية دوار توقف المحرك، يتم اعتماد مرحل حراري؛ في حالة حوادث الدائرة القصيرة، يتم استخدام الصمامات أو مرحلات التيار الزائد.
أكثر مرونة في الجلوسصمامات الفراشة،صمام البوابة, صمام فحصالتفاصيل يمكنك التواصل معنا عبر الواتساب أو البريد الإلكتروني.
وقت النشر: ٢٦ نوفمبر ٢٠٢٤
