تُعد الأنابيب والصمامات الكيميائية جزءًا لا يتجزأ من الإنتاج الكيميائي، وهي حلقة الوصل بين مختلف أنواع المعدات الكيميائية. كيف تعمل الصمامات الخمسة الأكثر شيوعًا في الأنابيب الكيميائية؟ ما الغرض الرئيسي منها؟ ما هي صمامات الأنابيب والوصلات الكيميائية؟ (١١ نوعًا من الأنابيب + ٤ أنواع من الوصلات + ١١ صمامًا). الأنابيب الكيميائية، هذه الأمور، فهمٌ شامل!
3
11 صمامًا رئيسيًا
يُسمى الجهاز المُستخدم للتحكم في تدفق السوائل في الأنابيب صمامًا. وتتمثل وظائفه الرئيسية في:
فتح وإغلاق الدور - قطع أو التواصل مع تدفق السوائل في خط الأنابيب؛
التعديل - لضبط معدل تدفق السوائل في خط الأنابيب، التدفق؛
الاختناق – تدفق السوائل عبر الصمام، مما يؤدي إلى انخفاض كبير في الضغط.
تصنيف:
وفقا لدور الصمام في خط الأنابيب يختلف، ويمكن تقسيمها إلى صمام قطع (يُعرف أيضًا باسم صمام الكرة)، وصمام الخانق، وصمام الفحص، وصمامات الأمان وما إلى ذلك؛
وفقًا للأشكال الهيكلية المختلفة للصمامات يمكن تقسيمها إلى صمامات بوابة، وصمامات سدادة (تسمى غالبًا كوكير)، وصمامات كروية، وصمامات فراشة، وصمامات غشاء، وصمامات مبطنة وما إلى ذلك.
بالإضافة إلى ذلك، وفقًا لإنتاج مواد مختلفة للصمام، يتم تقسيمه إلى صمامات الفولاذ المقاوم للصدأ، وصمامات الفولاذ المصبوب، وصمامات الحديد الزهر، والصمامات البلاستيكية، والصمامات الخزفية وما إلى ذلك.
يمكن العثور على اختيارات مختلفة من الصمامات في الأدلة والعينات ذات الصلة، ويتم هنا تقديم الأنواع الأكثر شيوعًا من الصمامات فقط.
①صمام كروي
بفضل هيكله البسيط، وسهولة تصنيعه وصيانته، يُستخدم على نطاق واسع في خطوط الأنابيب ذات الضغط المنخفض والمتوسط. يُركّب في ساق الصمام أسفل قرص الصمام الدائري (رأس الصمام) وجزء شفة جسم الصمام (مقعد الصمام)، وذلك لقطع تدفق السوائل.
يمكن تعديل درجة فتح الصمام عن طريق رفع الخيط، مما يلعب دورًا في التنظيم. نظرًا لأن تأثير قطع الصمام يعتمد على مانع التلامس بين رأس الصمام ومستوى المقعد، فهو غير مناسب للاستخدام في خطوط الأنابيب التي تحتوي على سوائل صلبة.
يمكن استخدام صمام الكرة الأرضية وفقًا لخصائص الوسائط لاختيار مادة رأس الصمام ومقعده وهيكله المناسبة. في حال تلف الرأس والمقعد وأجزاء الصمام الأخرى بسبب سوء الإحكام، يمكن استخدام سكين خفيف، أو طحن، أو تسوية السطح، أو طرق أخرى للإصلاح والاستخدام، لإطالة عمر الصمام.
②صمام البوابة
يتعامد على اتجاه تدفق الوسائط بواسطة صفيحة أو صفيحتين مسطحتين، مع سطح إغلاق جسم الصمام لتحقيق الغرض من الإغلاق. تُرفع صفيحة الصمام لفتح الصمام.
صمام ذو لوحة مسطحة مع دوران ساق الصمام ورفعه، مع حجم فتحة لتنظيم تدفق السائل. يتميز هذا الصمام بمقاومة صغيرة، وأداء إحكام جيد، وتوفير في الجهد عند التبديل، وهو مناسب بشكل خاص لأنابيب العيار الكبير، ولكن هيكل صمام البوابة أكثر تعقيدًا وأنواعًا متعددة.
وفقا لهيكل الجذع يختلف، هناك جذع مفتوح وجذع داكن؛ وفقا لهيكل لوحة الصمام يتم تقسيمها إلى نوع الإسفين، نوع مواز وهلم جرا.
بشكل عام، يتكون صمام النوع الإسفيني من صمام واحد، بينما يتكون صمام النوع الموازي من صمامين. يتميز النوع الموازي بسهولة التصنيع مقارنةً بالنوع الإسفيني، وسهولة الصيانة، وسهولة الاستخدام، ولكن لا ينبغي استخدامه لنقل الشوائب في أنابيب السوائل، بل يُستخدم لنقل المياه والغاز الطبيعي والنفط وخطوط الأنابيب الأخرى.
③صمامات التوصيل
يُعرف القابس عادةً باسم كوكير، وهو استخدام جسم الصمام لإدخال ثقب مركزي باستخدام سدادة مخروطية لفتح وإغلاق خط الأنابيب.
وفقًا لأنواع الختم المختلفة، يمكن تقسيم السدادة إلى سدادة تعبئة، وسدادة محكمة الغلق، وسدادة بدون تعبئة. هيكل السدادة بسيط، وأبعاد خارجية صغيرة، وسرعة الفتح والإغلاق، وسهولة التشغيل، ومقاومة منخفضة للسوائل، وسهولة تصنيع صمامات توزيع أو تبديل ثلاثية أو رباعية الاتجاهات.
سطح ختم السدادة كبير، سهل التآكل، ويتطلب جهدًا كبيرًا، ويصعب ضبط التدفق، ولكنه ينقطع بسرعة. يمكن استخدام السدادة في أنابيب السوائل ذات الضغط ودرجة الحرارة المنخفضتين أو في الوسائط التي تحتوي على جزيئات صلبة، ولكن لا ينبغي استخدامها في أنابيب الضغط ودرجة الحرارة المرتفعة أو أنابيب البخار.
④صمام الخانق
ينتمي هذا الصمام إلى نوع من صمامات الكرة. رأس الصمام مخروطي أو انسيابي الشكل، مما يُحسّن التحكم في تدفق السوائل المُنظّمة أو ضبط الخانق وتنظيم الضغط. يتطلب هذا الصمام دقة إنتاج عالية وأداءً ممتازًا في الختم.
يتم استخدامه بشكل أساسي للتحكم في الأجهزة أو أخذ العينات وخطوط الأنابيب الأخرى، ولكن لا ينبغي استخدامه لقياس اللزوجة والجسيمات الصلبة في خطوط الأنابيب.
⑤صمام الكرة
صمام الكرة، المعروف أيضًا باسم صمام مركز الكرة، هو نوع من الصمامات التي تطورت بسرعة في السنوات الأخيرة. يستخدم كرةً ذات ثقب في المنتصف كمركز للصمام، ويعتمد على دوران الكرة للتحكم في فتح الصمام وإغلاقه.
إنه مشابه للقابس، ولكنه أصغر من سطح ختم القابس، وهيكل مضغوط، ويوفر العمالة أثناء التبديل، ويُستخدم على نطاق أوسع بكثير من القابس.
مع تحسّن دقة تصنيع صمامات الكرة، لم تعد تُستخدم فقط في أنابيب الضغط المنخفض، بل تُستخدم أيضًا في أنابيب الضغط العالي. ومع ذلك، نظرًا لمحدودية مادة الختم، فهي غير مناسبة للاستخدام في أنابيب درجات الحرارة العالية.
⑥ صمامات الحجاب الحاجز
صمامات الحجاب الحاجز المطاطية متوفرة بكثرة. يتم فتح وإغلاق هذا الصمام باستخدام غشاء مطاطي خاص، ويُثبَّت الغشاء بين جسم الصمام وغطائه، ويضغط القرص الموجود أسفل ساق الصمام الغشاء بإحكام على جسم الصمام لضمان إحكام الإغلاق.
يتميز هذا الصمام بهيكل بسيط، وإغلاق موثوق، وسهولة صيانة، ومقاومة منخفضة للسوائل. مناسب لنقل المواد الحمضية وأنابيب السوائل التي تحتوي على مواد صلبة عالقة، ولكن لا يُستخدم عمومًا في الأنابيب التي تتحمل ضغوطًا أو درجات حرارة أعلى من 60 درجة مئوية، ولا يُستخدم لنقل المذيبات العضوية والمواد المؤكسدة القوية في الأنابيب.
⑦ صمام الفحص
تُعرف أيضًا باسم صمامات عدم الرجوع أو صمامات الفحص. تُركّب في خط الأنابيب بحيث يتدفق السائل في اتجاه واحد فقط، ولا يُسمح بالتدفق العكسي.
هو نوع من صمامات الإغلاق التلقائي، ويحتوي على صمام أو لوح هزاز في جسم الصمام. عندما يتدفق السائل بسلاسة، يفتح غطاء الصمام تلقائيًا؛ وعندما يتدفق للخلف، يُغلقه السائل (أو قوة الزنبرك) تلقائيًا. يُصنف صمام الفحص إلى نوعين: الرفع والتأرجح، وذلك وفقًا لاختلاف هيكله.
صمام فحص الرفع عمودي على حركة رفع قناة الصمام، ويستخدم عموما في الأنابيب الأفقية أو الرأسية؛ صمام فحص الدوران يسمى في كثير من الأحيان لوحة الروك، لوحة الروك متصلة الجانب إلى العمود، يمكن تدوير لوحة الروك حول العمود، يتم تثبيت صمام الفحص الدوار عموما في خط الأنابيب الأفقي، لقطر صغير يمكن أيضا أن يتم تثبيتها في خط الأنابيب الرأسي، ولكن انتبه إلى التدفق لا ينبغي أن يكون كبيرا جدا.
يُستخدم صمام عدم الرجوع عادةً في أنابيب الوسائط النظيفة، حيث تحتوي على جزيئات صلبة، ويجب عدم استخدام لزوجة أنابيب الوسائط. يتميز صمام عدم الرجوع المغلق من النوع المتأرجح بأداء أفضل من النوع المتأرجح، إلا أن مقاومة السوائل في صمام عدم الرجوع المتأرجح أقل من النوع المتأرجح. بشكل عام، يُعد صمام عدم الرجوع المتأرجح مناسبًا لأنابيب العيار الكبير.
⑧صمام الفراشة
صمام الفراشة هو قرص دوار (أو قرص بيضاوي) للتحكم في فتح وإغلاق خط الأنابيب. يتميز ببنية بسيطة وأبعاد خارجية صغيرة.
بسبب مشاكل هيكل الختم والمواد، فإن أداء الصمام المغلق ضعيف، ويستخدم فقط لتنظيم خطوط الأنابيب ذات الضغط المنخفض والقطر الكبير، ويستخدم عادة في نقل المياه والهواء والغاز وغيرها من الوسائط في خطوط الأنابيب.
⑨ صمام تخفيض الضغط
هو تقليل ضغط المتوسط إلى قيمة معينة من الصمام التلقائي، والضغط العام بعد الصمام ليكون أقل من 50٪ من الضغط قبل الصمام، والتي تعتمد بشكل أساسي على الحجاب الحاجز والزنبرك والمكبس وأجزاء أخرى من المتوسط للتحكم في فرق الضغط بين رفرف الصمام وفجوة مقعد الصمام لتحقيق غرض خفض الضغط.
هناك أنواع عديدة من صمامات تخفيض الضغط، نوع المكبس المشترك ونوع الحجاب الحاجز الثاني.
⑩ صمام البطانة
من أجل منع تآكل الوسط، يجب أن تكون بعض الصمامات مبطنة بمواد مقاومة للتآكل (مثل الرصاص والمطاط والمينا وما إلى ذلك) في جسم الصمام ورأس الصمام، ويجب اختيار مواد البطانة وفقًا لطبيعة الوسط.
من أجل راحة التبطين، يتم تصنيع الصمامات المبطنة في الغالب من النوع ذي الزاوية القائمة أو النوع ذي التدفق المباشر.
⑪صمامات الأمان
من أجل ضمان سلامة الإنتاج الكيميائي، يوجد في نظام خطوط الأنابيب تحت الضغط جهاز أمان دائم، أي اختيار سمك معين من الصفائح المعدنية، مثل إدخال لوحة عمياء مثبتة في نهاية خط الأنابيب أو واجهة التي.
عندما يرتفع الضغط في خط الأنابيب، تنكسر الصفيحة لتخفيف الضغط. تُستخدم صفائح التمزق عادةً في خطوط الأنابيب منخفضة الضغط ذات القطر الكبير، ولكن في معظم خطوط الأنابيب الكيميائية المجهزة بصمامات أمان، تتعدد أنواع صمامات الأمان، ويمكن تقسيمها عمومًا إلى فئتين: صمامات زنبركية ورافعة.
تعتمد صمامات الأمان الزنبركية بشكل أساسي على قوة الزنبرك لتحقيق الختم. عندما يتجاوز الضغط في الأنبوب قوة الزنبرك، يفتح الوسيط الصمام، ويُفرّغ السائل الموجود في الأنبوب، مما يُخفّض الضغط.
بمجرد انخفاض ضغط الأنبوب عن قوة الزنبرك، يُغلق الصمام مجددًا. تعتمد صمامات الأمان ذات الرافعة بشكل أساسي على قوة الوزن المؤثرة على الرافعة لتحقيق الإغلاق، وهو مبدأ عمل صمامات الزنبرك. يعتمد اختيار صمام الأمان على ضغط العمل ودرجة حرارة العمل لتحديد مستوى الضغط الاسمي، ويمكن حساب عياره بالرجوع إلى الأحكام ذات الصلة.
يجب اختيار نوع هيكل صمام الأمان ومادة الصمام وفقًا لطبيعة الوسط وظروف العمل. يخضع ضغط بدء التشغيل واختبار صمام الأمان وقبوله لأحكام خاصة، ويتم معايرة صمام الأمان بانتظام من قبل إدارة الأمن، وطباعة الختم، ولا يجوز تعديله عشوائيًا أثناء الاستخدام لضمان السلامة.
وقت النشر: ١ ديسمبر ٢٠٢٣