ما هو الصمام الكروي؟

تعد الصمامات الكروية من أهم الصمامات الصناعية والمعدات الرئيسية لمنع وتنظيم تدفق السوائل (النفط والغاز والبخار وما إلى ذلك) في صناعة البتروكيماويات.

مزايا وعيوب الصمام الكروي
مزايا الصمام الكروي أو الصمام الجناح هي:

فتح وإغلاق سريعان بحركة دورانية 90 درجة (ربع دائري)
تأكد من هيكلها القوي للغاية دون الحاجة إلى قوة عزم دوران عالية
وجود تصميم مضغوط ومضغوط (هذا هو الفرق الرئيسي بين الصمام الكروي وصمام البوابة
صمام البوابة – وكلاهما وسيلة للفتح / الإغلاق.)
عيوب صمامات الجناح هي:
هذا النوع من الصمامات لديه ضعف في الضبط والتحكم ، لأنه مصمم لمنع التدفق وقطعه ، وليس لتعديله. (هذا مثالي لصمامات Globe.) يؤدي التحكم في التدفق إلى تآكل المقعد إلى حد ما بسبب السرعة العالية وتدفق الضغط العالي في الصمام. سيؤدي هذا التآكل والتلف في النهاية إلى تسرب الصمامات.
لا يمكن استخدام الصمامات الكروية لتمرير خليط سائل – صلب لأن تراكم الجزيئات المعلقة والحطام يتسبب في تسرب الصمام. تتصلب هذه الجسيمات في التجاويف القريبة من الكرة والمقعد. تعتبر الصمامات الكروية فعالة للغاية بالنسبة للغازات والتيارات السائلة الأخرى (حتى أنها تتحدى المواد الكيميائية مثل الكلور الجاف وحمض الهيدروفلوريك أو حمض الهيدروكلوريك والأكسجين).
قد يكون من الصعب تنظيفها (باستثناء تصميمات المدخلات العلوية)
موضع الصمام مفتوح أو مغلق أو نصف مفتوح بملاحظة موضع الرافعة:

عندما تكون الرافعة مستوية مع الأنبوب ، يكون الصمام مفتوحًا وعندما يكون عموديًا على الأنبوب ، يتم إغلاق الصمام.
في أي حالة أخرى ، يكون الصمام نصف مفتوح (أو نصف مغلق) ويخفف التدفق.
تنتمي الصمامات الكروية إلى عائلة الصمامات “ربع دورة” أو “1/4 دورة”. (مع صمام الفراشة وصمام التوصيل) ؛ لأن عملية الفتح والإغلاق تتم عن طريق تدوير رافعة متصلة بالقرص بزاوية 90 درجة. يمكنك قراءة مقال صمام الحجاب الحاجز.

الملامح الرئيسية للصمام الكروي هي:
API 6D ، BS 5351 (تزوير)
ASME B16.34 (تصنيف الضغط ودرجة الحرارة)
ASME B16.5 / B16.47 (نهاية الشفة)
ASME B16.25 (محطات اللحام)
كيف يعمل الصمام الكروي؟

تحتوي الكرة الموجودة داخل الصمام على مجرى يمر من خلاله التدفق بحرية عندما يكون محاذيًا تمامًا مع طرفي الصمام ، وعندما تكون القناة متعامدة تمامًا مع نهاية الجهاز ، يتم حظر الصمام تمامًا.

إذا كان الموصل في أي وضع آخر ، فسيتم قطع التيار جزئيًا.

صمام الكرة مقارنة بصمام البوابة
لا يحتوي الصمام الكروي على نفس وظيفة صمام البوابة. الفرق بين الاثنين هو أن الأول يستخدم كرة كروية لفتح وإغلاق التيار ، بينما يستخدم الأخير قرصًا موضوعًا على المقعد ؛ في الواقع ، يرجع هذا الاختلاف إلى التصميم والاكتناز.

مقارنة الصمام الكرة بصمام الكرة الأرضية
الصمامات الكروية ليست دقيقة مثل الصمامات الكروية للتحكم في تدفقات السوائل لأنها تحتوي على دوران (0 ، 45 ، و 90 درجة) بدلاً من المواضع الإضافية. بالإضافة إلى ذلك ، سوف يتضرر إذا ترك الصمام في وضع شبه مفتوح (أو مفتوح / مغلق بشكل متكرر) لفترة طويلة. (بالطبع ، هذه ليست مشكلة بالنسبة لصمامات الكرة الأرضية).

أنواع الصمامات الكروية
يمكن تصنيف الصمامات الكروية وفقًا لمعايير مختلفة:

من حيث التصميم: العائمة ، مرتكز الدوران والمزدوجة الكتلة والنزيف.
عدد المنافذ (الإدخال): النوع القياسي مع منفذين (إدخال واحد ، ومخرج واحد) ، كما يتوفر 3 اتجاهات (إدخال واحد ومخرجان أو العكس)
حجم القناة: التجويف الكامل (تجويف منخفض FB مقابل RB) ، وشكل V.
تجميع الجسم: متكامل (جسم الكرة مصنوع من قطعة من الصلب أو الفولاذ المقاوم للصدأ) ، 2 أو 3 قطع (الجسم مصنوع من جزأين أو ثلاثة أجزاء مختلفة)
مدخل الكرة: المدخل الجانبي أو المدخل العلوي
نوع المقعد: معدن أو لين (تفلون)
الصمامات الكروية العائمة
في هذا النوع من الصمامات الكروية ، يتم تعليق الكرة في السائل المتدفق ويتم تثبيتها في موضعها عن طريق ضغط مجموعتين من اللدائن المرنة أمامها. يتم توصيل العمود أيضًا بأعلى الكرة ويسمح لها بالتحول من الفتح إلى المغلق عن طريق تحريك ربع (90 درجة).

عندما يتحرك العمود ، يتم تطبيق حمل على الكرة ، مما يؤدي إلى ضغطها على المقعد.

إنه خفيف الوزن واقتصادي ، بحجم مجرى يصل إلى 10 بوصات: إذا كان حجم مجرى الهواء أكبر من هذا ، فلن يكون المقعد قادرًا على تحمل الكرات الثقيلة ولن يتمكن الصمام الكروي من العمل بأمان وكفاءة.

تسمح الصمامات العائمة بالتدفق المفتوح والمغلق في كلا الاتجاهين (مثل نوع Trunnion).

صمامات الكرة مرتكز الدوران
تم إدخال صمامات Thronion للتعامل مع قيود حجم الصمامات العائمة. في الواقع ، في هذا النوع من الصمامات ، يعمل العمود والكرة واسطوانة التثبيت كتجميع واحد قادر على تحمل الأحمال الثقيلة التي تنتجها الكرات الكبيرة.

بالإضافة إلى ميزة مرونة الحجم ، يتمتع صمام Thronion بعزم دوران أقل من صمام التعويم (وبما أنه يمكن تركيب مشغلات أصغر حجمًا وأكثر اقتصادا للعمل مع الصمام ، يمكن تنشيط هذه الميزة إذا كان الصمام بحاجة إلى التنشيط. كن مفيد).

صمام كروي من الفولاذ المقاوم للصدأ ، من النوع المركب على مدخل جانبي المدخل الجانبي مقارنة بالمدخل العلوي للمدخل العلوي

ما الفرق بين المدخل الجانبي والمدخل العلوي في الصمام الكروي؟
تشير هذه المصطلحات إلى الطريقة التي يمكن بها الوصول إلى الكرة وأجزائها الداخلية من الجانب (المدخل الجانبي) أو من الأعلى (المدخل العلوي).

تتوفر الصمامات الكروية للرفرفة والعرش بتصميمات “مدخل جانبي” و “مدخل علوي”.

يتم استخدام Top Entry عند توقع أنشطة الصيانة المتكررة في الصمام. وذلك لأن الصمامات الكروية ذات المدخل العالي تسمح بوصول أسهل وأسرع إلى الكرة وتقطع الصمام مقارنة بصمامات المدخل الجانبية. (بالنسبة للمهام المماثلة ، فإنها تتطلب مزيدًا من الوقت والمساحة للمحافظة عليها).

هناك اختلافات كبيرة بين تصميمات هذين الصمامين الكرويين:

تصنع الصمامات الكروية ذات المدخل العالي بشكل عام من أجسام فولاذية مصبوبة بينما تصنع صمامات المدخل الجانبية من أجسام فولاذية مزورة.
تحتوي الصمامات الكروية للدخول العلوي على هيكل متكامل (مصنوع من قطعة واحدة) ولكن يتم تجميع صمامات الدخول الجانبية في قطعتين أو ثلاث قطع.
تتطلب الصمامات الكروية ذات المدخل العالي المزيد من الاختبارات غير المدمرة مقارنة بصمامات المدخل الجانبية بسبب مادة الجسم.
يعد تجميع وتصنيع صمامات الدخول الجانبية أسهل من صمامات الدخول العالية لأن المجموعة الثانية تحتاج إلى خبرة طويلة وإتقان للقيام بالمهمة بشكل صحيح.
عادةً ما تكون الصمامات الكروية ذات المدخل العلوي أغلى ثمناً من المداخل الجانبية لأن عملية الصب المطلوبة لجعل أجسامهم تستغرق وقتًا طويلاً.

ثلاث طرق 3 طرق
عادة ما يحتوي الصمام الكروي على مدخلين (أو طريقتين).
ومع ذلك ، في بعض الحالات ، يمكن استخدام صمام كروي ثلاثي الاتجاهات. يحتوي هذا النوع من الصمامات على 3 منافذ (إدخال) بدلاً من منفذين.

هذا التصميم متعدد الاستخدامات مطلوب لنقل السوائل من مدخل الصمام الرئيسي في اتجاهين مختلفين ، يتم تنفيذ كل منهما بواسطة منفذين منفصلين. الاستخدام الشائع الآخر للصمام الكروي ثلاثي الاتجاهات هو أن يكون لديك خط تدفق رئيسي يتم توفيره من خلال مدخلين منفصلين ومتناوبين.

قد تحتوي كرة الصمام الكروي ثلاثي الاتجاهات على نمط L أو T ، كما هو موضح في الشكل أدناه. يتوفر هذا النوع الخاص من الصمامات الكروية بتصميم عائم أو عرش ، مع أي نوع من أطراف الصمام (شفة أو مقبس أو وصلة ملولبة) ومواد مختلفة من البلاستيك إلى الكربون والسبائك والفولاذ المقاوم للصدأ.

صمام منفذ كامل مقارنة بالمنفذ المصغر
تشير هذه المفاهيم إلى العلاقة بين قطر مجرى الصمام ونظام الأنابيب المتصل به. المزيد من التفاصيل:

يحتوي “المنفذ الكامل” (FB) على حجم القناة (ثقب الكرة) الذي يتم توصيله وفقًا لحجم قناة الأنبوب. تقلل هذه الصمامات من انخفاض الضغط الناجم عن صمامات المنفذ المنخفض ، والتي تكون أيضًا أثقل وأثقل وأغلى ثمناً. تعد صمامات FB أكثر ملاءمة للتحكم في التدفق من صمامات RB.

يحتوي صمام “القناة المصغرة أو المصغرة” (RB) على حجم مجرى أصغر من حجم القناة الأنبوبية المتصلة به. يقتصر التدفق عبر الصمام بشكل عام على 60 إلى 70 بالمائة. تسبب هذه الأنواع من الصمامات انخفاضًا في الضغط في خط الأنابيب.

مكونات
تتوفر هذه الأنواع من الصمامات بجسم مصنوع من الصب أو المطروق (قطعة واحدة أو منقسمة).

بشكل عام ، تحتوي الصمامات التي يقل قطرها عن 2 بوصة (5 سم) على 2 من أجزاء الجسم الثلاثة المزورة. (الأكثر شيوعًا هي ASTM A105 لخدمة درجات الحرارة العالية ، ASTM A350 LF2 و LF3 لخدمة درجات الحرارة المنخفضة و ASTM A182 F304 ، F316 للصمامات الفولاذية المقاومة للصدأ أو الدرجات الأعلى ، مثل الصمامات المزدوجة ASTM A182 F51 والصمامات المزدوجة الفائقة ASTM A182. / F55).

تستخدم الأجسام المطروقة لصمامات الضغط العالي في مجاري كبيرة (مصنوعة من 2 أو 3 قطع الجسم المنفصلة).

أمثلة على الصمامات الكروية المزورة (حجم صغير وصمام من الفولاذ المقاوم للصدأ بجسم مزور ، مثبت على العرش).

تحتوي الصمامات التي يزيد حجمها عن 2 بوصة على جسم مصبوب (أكثر الدرجات شيوعًا هي ASTM A216 WCB لخدمة درجات الحرارة المرتفعة ، و ASTM A352 لخدمة درجات الحرارة المنخفضة و ASTM A351 CF8 ، CF8M للصمامات الفولاذية المقاومة للصدأ).