مقدمة عن الصمامات

مقدمة عن الصمامات

الصمام هو جهاز يُستخدم للتحكم في اتجاه وضغط وتدفق السوائل في نظام السوائل. وهو جهاز يسمح للوسط (سائل، غاز، مسحوق) في الأنابيب والمعدات بالتدفق أو التوقف، ويتحكم في تدفقه.

يمكن التحكم في الصمام باستخدام طرق نقل متعددة، مثل: اليدوي، والكهربائي، والهيدروليكي، والهوائي، والتوربيني، والكهرومغناطيسي، والهيدروليكي الكهرومغناطيسي، والهيدروليكي الهوائي، والترس المحفز، والترس المخروطي، وغيرها؛ ويمكن تشغيله بالضغط، ودرجة الحرارة، وتحت تأثير أشكال أخرى من إشارات الاستشعار، يمكن أن يعمل الصمام وفقًا لمتطلبات محددة مسبقًا، أو ببساطة يفتح أو يغلق دون الاعتماد على إشارات الاستشعار. يعتمد الصمام على آلية تشغيل أو آلية أوتوماتيكية لرفع أو انزلاق أو تأرجح أو دوران أجزاء الفتح والإغلاق، مما يؤدي إلى تغيير حجم مساحة قناة التدفق لتحقيق وظيفة التحكم.

تصنيف الصمامات

حسب الوظيفة والاستخدام

1. صمام الإغلاق

يتميز هذا النوع من الصمامات بوظيفة الفتح والإغلاق. غالبًا ما يُركّب على مدخل ومخرج مصادر الحرارة والبرودة، ومدخل ومخرج المعدات، وخطوط الأنابيب الفرعية (بما في ذلك الرافعات). كما يمكن استخدامه كصمام تصريف الماء وصمام تصريف الهواء. تشمل صمامات الإغلاق الشائعة صمامات البوابة، وصمامات الكرة، وصمامات الكرة، وصمامات الفراشة.

يمكن تقسيم صمامات البوابة إلى صمامات ذات سيقان مفتوحة وسيقان مخفية، وبوابات مفردة وبوابات مزدوجة، وبوابات إسفينية وبوابات متوازية، إلخ. يتميز صمام البوابة بإحكام إغلاق ضعيف، ويصعب فتح صمام البوابة ذي القطر الكبير؛ فحجم جسم الصمام على طول اتجاه التدفق صغير، ومقاومة التدفق صغيرة، ونطاق القطر الاسمي كبير.

تنقسم صمامات الكرة إلى ثلاثة أنواع وفقًا لاتجاه تدفق الوسط: صمام مستقيم، وصمام زاوية قائمة، وصمام تدفق مباشر، مع جذع مفتوح وجذع مخفي. يتميز صمام الكرة بإحكام إغلاق أفضل من صمام البوابة. جسم الصمام طويل ومقاومة التدفق كبيرة. يبلغ أقصى قطر اسمي له DN200.

قلب صمام الكرة عبارة عن كرة مستديرة ذات ثقب. تُحرك اللوحة ساق الصمام بحيث تكون فتحة الكرة مفتوحة تمامًا عند مواجهة محور الأنبوب، وتُغلق تمامًا عند تدويرها بزاوية 90 درجة. يتميز صمام الكرة بأداء ضبط مُحدد، ويمكن إغلاقه بإحكام.

قلب صمام الفراشة عبارة عن لوحة صمام دائرية، تدور على طول المحور الرأسي عموديًا على محور الأنبوب. عندما يكون مستوى لوحة الصمام مُطابقًا لمحور الأنبوب، يكون الصمام مفتوحًا تمامًا؛ وعندما يكون مستوى لوحة البوابة عموديًا على محور الأنبوب، يكون الصمام مغلقًا تمامًا. يتميز صمام الفراشة بطول جسم صغير، ومقاومة تدفق منخفضة، وهو أغلى ثمنًا من صمامات البوابة والصمامات الكروية.

2. صمام عدم الرجوع

يُستخدم هذا النوع من الصمامات لمنع رجوع السائل، حيث يستخدم الطاقة الحركية للسائل نفسه لفتح نفسه وإغلاقه تلقائيًا عند انعكاس التدفق. غالبًا ما يُركّب عند مخرج مضخة الماء، ومخرج مصيدة البخار، وفي أماكن أخرى لا يُسمح فيها برجوع السائل. تنقسم صمامات الفحص إلى ثلاثة أنواع: صمام التأرجح، صمام الرفع، وصمام الرقاقة. بالنسبة لصمامات الفحص المتأرجحة، عندما يتدفق السائل من اليسار إلى اليمين فقط، فإنه يُغلق تلقائيًا عند التدفق في الاتجاه المعاكس. بالنسبة لصمام الفحص الرفع، عندما يتدفق السائل من اليسار إلى اليمين، يرتفع قلب الصمام لأعلى ليشكل ممرًا. عندما يتدفق السائل في الاتجاه المعاكس، يُضغط قلب الصمام على مقعد الصمام ويُغلق. بالنسبة لصمام الفحص الرقاقة، عندما يتدفق السائل من اليسار إلى اليمين، يُفتح قلب الصمام ليشكل ممرًا. عندما يتدفق السائل في الاتجاه المعاكس، يُضغط قلب الصمام على مقعد الصمام ويُغلق. يمكن استخدام صمام الفحص الرقاقة في أوضاع متعددة. سهل التركيب، صغير الحجم، خفيف الوزن، ومدمج في الهيكل.

٣. صمام التنظيم

يكون فرق الضغط بين مقدمة الصمام وخلفه ثابتًا. عند تغيير فتحة الصمام العادي ضمن نطاق واسع، لا يتغير معدل التدفق كثيرًا. ومع ذلك، عند الوصول إلى فتحة معينة، يتغير معدل التدفق بشكل حاد، مما يؤدي إلى ضعف أداء التنظيم. يمكن لصمام التنظيم تغيير شوط قلب الصمام وفقًا لاتجاه وحجم الإشارة لتغيير رقم مقاومة الصمام، وبالتالي تحقيق الغرض من تنظيم معدل تدفق الصمام. تنقسم صمامات التنظيم إلى صمامات تنظيم يدوية وصمامات تنظيم آلية، وتنقسم صمامات التنظيم اليدوية أو الآلية إلى أنواع عديدة، وتختلف خصائص تنظيمها أيضًا. تشمل صمامات التنظيم الآلية صمامات تنظيم التدفق ذاتية التشغيل وصمامات تنظيم فرق الضغط ذاتية التشغيل.

٤. نوع الفراغ

تشمل فئات الفراغ صمامات الكرة الفراغية، وصمامات حاجز الفراغ، وصمامات شحن الفراغ، وصمامات الفراغ الهوائية، وغيرها. وتتمثل وظيفتها في تغيير اتجاه تدفق الهواء، وضبط كميته، وقطع أو توصيل خط الأنابيب في نظام الفراغ. ويُسمى مكون نظام الفراغ صمام الفراغ.

فئة الأغراض الخاصة

تشمل فئات الأغراض الخاصة صمامات التنظيف بالكشط، وصمامات التهوية، وصمامات التصريف، وصمامات العادم، والمرشحات، وغيرها.

يُعد صمام العادم مكونًا مساعدًا أساسيًا في نظام الأنابيب، ويُستخدم على نطاق واسع في الغلايات، ومكيفات الهواء، وأنابيب النفط والغاز، وإمدادات المياه، والصرف الصحي. وغالبًا ما يُركّب على ارتفاعات أو مفاصل مرتفعة للتخلص من الغاز الزائد في الأنابيب، وتحسين كفاءتها، وتقليل استهلاك الطاقة.

وفقًا للمعايير الرئيسية

١. وفقًا للضغط الاسمي:

(١) صمام الفراغ: هو صمام يكون ضغط تشغيله أقل من الضغط الجوي القياسي.

(2) صمام الضغط المنخفض: يُقصد به الصمامات ذات الضغط الاسمي PN ≤ 1.6 ميجا باسكال.

(3) صمام الضغط المتوسط: يُقصد به الصمامات ذات الضغط الاسمي PN 2.5 ميجا باسكال، 4 ميجا باسكال، و6.4 ميجا باسكال.

(4) صمام الضغط العالي: يُقصد به الصمامات ذات الضغط الاسمي PN 10 ميجا باسكال ~ 80 ميجا باسكال.

(5) صمام الضغط العالي جدًا: يُقصد به الصمامات ذات الضغط الاسمي PN ≥ 100 ميجا باسكال.

2. وفقًا لدرجة حرارة التشغيل:

(1) صمام درجة الحرارة المنخفضة جدًا: يُستخدم للصمامات ذات درجة حرارة تشغيل متوسطة t <-101 درجة مئوية.

(2) صمام درجة الحرارة العادية: يُستخدم للصمامات ذات درجة حرارة تشغيل متوسطة -29 درجة مئوية <t <120 درجة مئوية.

(3) صمام درجة الحرارة المتوسطة: يُستخدم للصمامات ذات درجة حرارة تشغيل متوسطة تتراوح بين 120 درجة مئوية و425 درجة مئوية.

(4) صمام درجة الحرارة العالية: يُستخدم للصمامات ذات درجة حرارة تشغيل متوسطة تتراوح بين 425 درجة مئوية و425 درجة مئوية.

3. حسب وضع التشغيل:

وفقًا لوضع التشغيل، يُمكن تقسيم الصمامات إلى صمامات أوتوماتيكية، وصمامات تعمل بالطاقة، وصمامات يدوية.

4. حسب القطر الاسمي:

(1) صمام صغير القطر: صمام بقطر اسمي ≤ 40 مم.

(2) صمام متوسط القطر: صمام بقطر اسمي DN يتراوح بين 50 و300 مم.

(3) صمام كبير القطر: صمام بقطر اسمي DN يتراوح بين 350 و1200 مم.

(4) صمام ذو قطر كبير جدًا: صمام بقطر اسمي ≥ 1400 مم

5. حسب الخصائص الهيكلية

يمكن تقسيم الخصائص الهيكلية للصمام إلى: حسب اتجاه حركة عنصر الإغلاق بالنسبة لمقعد الصمام:

(1) شكل القطع: يتحرك عنصر الإغلاق على طول مركز مقعد الصمام؛ مثل صمام التوقف.

(2) سدادة كروية: عنصر الإغلاق عبارة عن مكبس أو كرة، يدور حول خط مركزه؛ مثل صمامات السدادة والصمامات الكروية.

(3) شكل البوابة: يتحرك عنصر الإغلاق على طول مركز مقعد الصمام الرأسي؛ مثل صمامات البوابة والبوابات، إلخ.

(4) نوع التأرجح: يدور عنصر الإغلاق حول المحور خارج مقعد الصمام؛ مثل صمام عدم الرجوع المتأرجح، إلخ.

(5) الفراشة: يدور قرص عنصر الإغلاق حول المحور في مقعد الصمام؛ مثل صمام الفراشة، وصمام عدم الرجوع الفراشي، إلخ.

(6) شكل الصمام المنزلق: ينزلق عنصر الإغلاق في الاتجاه العمودي على القناة.

٦. حسب طريقة التوصيل

(١) صمام التوصيل الملولب: يحتوي جسم الصمام على خيوط داخلية أو خيوط خارجية، ويتصل بخيط الأنبوب.

(٢) صمام توصيل الشفة: يحتوي جسم الصمام على شفة ويتصل بشفة الأنبوب.

(٣) صمام التوصيل الملحوم: يحتوي جسم الصمام على أخدود لحام، وهو ملحوم بالأنبوب.

(٤) صمام توصيل المشبك: يحتوي جسم الصمام على منفذ تثبيت، ويتصل بمشبك الأنبوب.

(٥) صمام توصيل الغلاف الورقي: يُستخدم غلاف ورقي للتوصيل بالأنبوب.

(٦) صمام توصيل المشبك: يُستخدم البراغي لتثبيت الصمام والأنابيب معًا مباشرةً من كلا الطرفين.

٧. حسب مادة جسم الصمام

(١) صمام مصنوع من مادة معدنية: يتكون جسم الصمام وأجزاؤه الأخرى من مواد معدنية. مثل صمامات الحديد الزهر، وصمامات الفولاذ المصبوب، وصمامات الفولاذ السبائكي، وصمامات سبائك النحاس، وصمامات سبائك الألومنيوم، وصمامات سبائك الرصاص، وصمامات سبائك التيتانيوم، وصمامات سبائك المونيل، وغيرها.

(2) صمامات المواد غير المعدنية: يُصنع جسم الصمام وأجزاؤه الأخرى من مواد غير معدنية، مثل الصمامات البلاستيكية، وصمامات المينا، والصمامات الخزفية، وصمامات الألياف الزجاجية، وغيرها.