صمامات فحص كروية ذات حواف من حديد الدكتايل: التصميم والتركيب 2025

تُستخدم صمامات الفحص الكروية ذات الحواف المصنوعة من حديد الدكتايل على نطاق واسع في محطات المياه والتكييف والأنابيب الصناعية لمنع التدفق العكسي مع توفير مقاومة التآكل ومعدلات ضغط عالية وصيانة منخفضة. تتميز هذه الصمامات المصنعة وفقًا لمعايير مثل AWWA C508 وAPI 6D وEN 593 بهيكل من حديد الدكتايل شديد التحمل، وإغلاق كروي محمل بنابض أو يعمل بالجاذبية، ووصلات ذات حواف وفقًا لمعايير ANSI/AWWA C110، وميزات اختيارية مثل الحواف المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ والتجاويف المبطنة بالإيبوكسي. تشمل المزايا الرئيسية مانع التسرب ثنائي الاتجاه، وانخفاض الضغط، والخدمة الميدانية غير المعقدة.

I. المعايير والمواصفات

يجب أن تفي صمامات الفحص الكروية ذات الحواف المصنوعة من حديد الدكتايل ذات الحواف الكروية بمعايير وطنية ودولية متعددة لضمان الموثوقية وقابلية التبادل:

• AWWA C508 - "صمامات فحص الصمامات ذات المقاعد المرنة والمقاعد المصنوعة من الألومنيوم والصمامات الكروية ذات المقاعد الكروية لخدمة محطات المياه" تحدد الهيكل المصنوع من حديد الدكتايل والمقاعد المرنة المصنوعة من المطاط الصناعي المرن وضغوط الاختبار حتى 400 رطل في البوصة المربعة.

• API 6D - يغطي "صمامات خطوط الأنابيب" تصميمات الماسكات الكروية للتنقيب عن النفط والغاز، مع إلزامية إجراء اختبارات أداء تصل إلى 2000 رطل لكل بوصة مربعة.

• EN 593 - المعيار الأوروبي للصمامات اللاارتدادية بما في ذلك صمامات الفحص، بما في ذلك الفحص الكروي، مع أطراف ذات حواف حسب EN 1092-2 وفئات درجات الحرارة حتى 200 درجة مئوية.

• ISO 5752 / EN 558 - يحدد الأبعاد وجهًا لوجه والأطوال من طرف إلى طرف للصمامات ذات الحواف (الأنماط القصيرة والطويلة).

• MSS SP-61 - يغطي اختبار الضغط للصمامات المعدنية، بما في ذلك معدلات التسرب المسموح بها لاختبارات المقعد والغطاء.

تضمن هذه المعايير معًا أن الفحص الكروي 6 ″ AWWA C508 من الشركة المصنعة A يمكن أن يحل محل واحد من الشركة المصنعة B دون تعديلات في الأنابيب.

ثانياً. المواد والبناء

1. الهيكل وغطاء المحرك

• حديد الدكتايل (ASTM A536): الدرجة 65-45-12 أو 70-50-05 لقوة الشد العالية (65-70 كسي) والليونة.

• الطلاءات: إيبوكسي ملتصق بالاندماج (≥ 250 ميكرومتر) داخليًا للحماية من التآكل؛ طلاء خارجي وفقًا لـ AWWA C550.

2. الكرة والمقعد

• الكرة: 316 SS أو 17-4PH من الفولاذ المقاوم للصدأ لمقاومة المواد الكيميائية، مصقول حتى 0.4 ميكرومتر لضمان إحكام الإغلاق.

• المقعد: المطاط الصناعي EPDM أو المطاط الصناعي PTFE المرتبط بحلقة من حديد الدكتايل أو الفولاذ المقاوم للصدأ، مما يوفر إحكامًا ثنائي الاتجاه حتى 150 درجة مئوية (PTFE) أو 70 درجة مئوية (EPDM).

3. الزخارف والمثبتات

• الينابيع (إذا كانت محملة بنابض): Hastelloy C أو 316 SS لمقاومة التآكل والحفاظ على قوة الإغلاق.

• التثبيت: مسامير ASTM A193 B7 مع صواميل ASTM A194 2H، مطلية بالزنك أو 316 SS للوصلات ذات الحواف.

4. التوصيلات النهائية

• الشفاه: ANSI/AWWA C110/A21.10 من الفئة 150، مثقوبة حسب ASME B16.1؛ شفاه اختيارية من الفئة 125.

• الحشيات: حشيات ذات وجه كامل أو حشيات ذات وجه مرفوع حسب معيار AWWA Gasket Standard، عادةً ما تكون من مادة EPDM مع مادة SBR الرابطة.

ثالثاً. اختلافات التصميم

تستخدم صمامات الفحص الكروية عضو إغلاق كروي ("الكرة") يتحرك محوريًا للسماح بالتدفق وإعادة الإغلاق في ظروف التدفق العكسي. وتشمل الاختلافات ما يلي:

• تعمل بالجاذبية (كرة غارقة): أثقل المقاعد الكروية بالجاذبية، مناسبة للتركيب الأفقي؛ بسيطة ومنخفضة التكلفة.

• محملة بنابض (كرة عائمة): زنبرك يساعد على الإغلاق السريع ويسمح بالتركيب الرأسي؛ مثالي للسوائل اللزجة أو ظروف التدفق المنخفض.

• كرة مرجحة مع حركة قابلة للتعديل: يجمع بين النابض والوزن، وضبط قوة إعادة الضبط ومسافة الانتقال لخدمة محددة.

• الختم أحادي الاتجاه مقابل الختم ثنائي الاتجاه: معظم التصاميم محكمة الغلق في اتجاه تدفق واحد؛ وتوفر التصاميم الخاصة ذات المقاعد المرنة إحكامًا ثنائي الاتجاه.

الجدول 1. متغيرات صمام الفحص الكروي وخصائصه

الجدول 1. مقارنة بين تصميمات صمامات الفحص الكروية ذات الحواف الشائعة المصنوعة من حديد الدكتايل.

رابعًا. خصائص الأداء

1. تصنيفات الضغط ودرجة الحرارة

صمامات فحص كروية ذات حواف من حديد الدكتايل ذات حواف من حديد الدكتايل وفقًا لـ AWWA C508 مصنفة حتى:

• ضغط العمل: 150-300 رطل/بوصة مربعة (10-20 بار) حسب الطراز والكرة/المقعد.

• الاختبار الهيدروستاتيكي: اختبار القشرة عند 1.5 × قوة دفع 1.5 × قوة دفع 1.25 × قوة دفع 1.25 × قوة دفع 1.25 × قوة دفع حسب MSS SP-61.

• نطاق درجة الحرارة:

  • مقاعد EPDM: من -10 درجات مئوية إلى +120 درجة مئوية.

  • مقاعد PTFE: -40 درجة مئوية إلى +200 درجة مئوية.

2. معامل التدفق (Cv)

توفر صمامات الفحص الكروية Cv عالية بسبب الحد الأدنى من الانسداد:

• Kv ≈ 0.9 × قطر الأنبوب (مم) عندما تكون مفتوحة بالكامل، وتتفوق على الفحوصات المتأرجحة في الأنابيب الضيقة.

3. انخفاض الضغط

يبلغ ∆P النموذجي عند تدفق 2 م/ثانية < 0.1 بار للصمامات المفتوحة بالكامل، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات الحساسة للطاقة.

V. أفضل ممارسات التثبيت

يزيد التركيب السليم من عمر الصمام وموثوقيته إلى أقصى حد:

1. محاذاة الأنابيب ودعمها

   • تأكد من أن الصمام مدعوم بشكل مستقل؛ يمكن أن يؤدي إجهاد الأنابيب إلى تشويه الجسم وإعاقة التثبيت.

2. التوجيه

   • الجاذبية (كرة غارقة): الجسم أفقيًا، والسهم يشير إلى المصب؛ يجب أن تستقر الكرة تحت الجاذبية.

   • زنبرك (كرة عائمة): يمكن تركيبها رأسيًا (التدفق لأعلى) أو أفقيًا؛ راجع إرشادات الشركة المصنعة.

3. متطلبات التشغيل المستقيم

   • الحفاظ على ≥ 5 × DN في أعلى المجرى و2 × DN في أسفل المجرى للتدفق غير المضطرب، وفقًا لإرشادات DFT.

4. حشية الشفة والبراغي

   • استخدم حشية متوافقة (EPDM camprofile لشفاه AWWA) وعزم دوران البراغي بشكل موحد في نمط نجمة إلى 70-90 قدم-رطل للأحجام 2 ″ - 8″؛ الأحجام الأكبر حسب جداول OEM.

5. التكليف

   • قم بغسل الخط قبل التشغيل؛ قم بتدوير الصمام في ظروف عدم التدفق للتحقق من الحركة ومانع التسرب.

سادساً. الصيانة واستكشاف الأعطال وإصلاحها

الفحص الروتيني

• الفحوصات البصرية: افحص بحثًا عن وجود تآكل خارجي وتسريبات حول الشفاه ومسامير الغطاء.

• الاختبار التشغيلي: اختبارات انعكاس التدفق ربع السنوية لضمان إغلاق الكرة؛ راقب وجود قعقعة تشير إلى وجود اضطراب أو حطام.

المشكلات الشائعة والعلاجات

الجدول 2. استكشاف الأعطال الشائعة في الصمامات الكروية اللا ارتدادية وإصلاحها.

سابعاً. التحليل المقارن

فيما يلي مقارنة بين شيك كروي ذو حواف, فحص التأرجحو فحص الرفع صمامات في أجسام من حديد الدكتايل:

الجدول 3. مقارنة بين أنواع صمامات فحص حديد الدكتايل الشائعة.

ثامناً. أمثلة للتطبيق

1. أنابيب المياه البلدية:

   • تمنع الفحوصات الكروية المحملة بنابض التدفق العكسي أثناء إيقاف تشغيل المضخة بأقل قدر من فقدان الضغط، وهو أمر ضروري في محطات التعزيز.

2. أنظمة الحماية من الحرائق:

   • توفر الفحوصات الكروية المدرجة في قائمة UL/FM المزودة بمقاعد EPDM إغلاقًا سريعًا لتجنب المطرقة المائية وضمان الامتثال للوائح NFPA 13.

3. خطوط مكثفات التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC)

   • توفر الفحوصات الكروية بالجاذبية حماية من التنقيط في الساق، مما يمنع دخول البخار إلى مضخات تغذية الغلايات.

4. العملية الصناعية:

   • تستخدم السوائل المسببة للتآكل في المصانع الكيميائية فحوصات كروية محكمة الغلق من PTFE للتعامل مع الوسائط العدوانية في درجات حرارة مرتفعة.

تاسعًا. معايير الاختيار والتحجيم

1. مطابقة معدل التدفق ومطابقة الترددات الحرارية

• احسب Cv المطلوب باستخدام منحنيات الشركة المصنعة، ثم حدد حجم الصمام مع Cv ≥ المطلوب لـ ∆P ≤ 0.1 بار.

2. توافق المواد والمقعد

• طابق مادة EPDM للماء، وPTFE للمواد الكيميائية، وتأكد من مطابقة مادة EPDM للمياه وPTFE للمواد الكيميائية، وتأكد من قلب المعدن للمعادن للعجائن الكاشطة.

3. قيود التوجه والمساحة

• بالنسبة للارتفاع المحدود للرأس، تسمح تصميمات الزنبرك بالتركيب الرأسي؛ أما أنواع الجاذبية فهي الأفضل حيث تكون المسارات الأفقية مستقيمة ويمكن الوصول إليها.

4. تصنيفات الضغط ودرجة الحرارة

• تأكد من أن معدل ضغط العمل ≥ 1.25× ضغط النظام ونطاق درجة حرارة مادة المقعد يغطي أقصى درجات التشغيل.

5. التشغيل والأتمتة

• على الرغم من أن الفحوصات الكروية تلقائية، ضع في اعتبارك إضافة مؤشرات الوضع عن بُعد أو مفاتيح الحد لتكامل SCADA في الخدمات الحرجة.

---

فيديو تعليمي على يوتيوب

*كيفية تركيب وصيانة صمامات فحص كريات حديد الدكتايل الكروية وصيانتها

ستة أسئلة شائعة

1. ما هو الفرق بين صمامات الفحص الكروية المحملة بنابض وصمامات الفحص الكروية بالجاذبية؟

تشتمل الفحوصات الكروية المحملة بنابض (العائمة) على زنبرك مقاوم للتآكل يدفع الكرة ضد المقعد بمجرد انعكاس التدفق، مما يسمح بإغلاق موثوق به حتى في التركيبات الرأسية أو في ظروف التدفق المنخفض. تعتمد فحوصات كرات الجاذبية (الغاطسة) على وزن الكرة فقط للإغلاق؛ يجب تركيبها أفقيًا وتتطلب ضغطًا عكسيًا كافيًا للتغلب على القصور الذاتي للكرة. تغلق التصاميم الزنبركية بشكل أسرع، مما يقلل من المطرقة المائية، في حين أن أنواع الجاذبية أبسط وأقل تكلفة ولكنها تقتصر على التشغيلات الأفقية.

2. هل يمكن للصمامات ذات الفحص الكروي أن تتعامل مع الطين أو السوائل المحملة بالمواد الصلبة؟

نعم-صمامات الفحص الكروية ذات المقاعد ذات المقاعد المعدنية إلى المعدنية أو المقاعد المطلية ب PTFE تتحمل الملاط بشكل أفضل من المقاعد المرنة، حيث أنها تقاوم التآكل. ومع ذلك، قد تستقر المواد الصلبة خلف الكرة، مما يمنع الإغلاق الكامل. في حالة خدمة المواد الصلبة الثقيلة، قد يكون أداء الفحص المتأرجح المزود بزعنفة وموجه أفضل، أو فحص كروي مزود بقفص موجه لمنع اختلال الكرة. احرص دائمًا على تحديد الحافة المقواة والتنظيف المنتظم لتطبيقات الطين.

3. ما عدد المرات التي ينبغي فيها فحص الصمامات الكروية في الأنظمة البلدية؟

يوصى بإجراء الفحص السنوي: قم بتدوير الصمام يدويًا (إن أمكن)، وفحص بصريًا بحثًا عن التآكل، وفحص تسرب المقعد تحت ضغط عمل 1.25×. في الخدمات الحرجة (على سبيل المثال، الحماية من الحرائق) أو البيئات العدوانية، من الحكمة إجراء فحوصات نصف سنوية. استبدل مقاعد EPDM كل 10-15 سنة، أو قبل ذلك إذا أدى التعرض للمواد الكيميائية أو الأشعة فوق البنفسجية إلى تدهور اللدائن.

4. ما الذي يسبب قعقعة الصمامات الكروية، وكيف يمكن إيقافها؟

تحدث الثرثرة عندما ينعكس التدفق بسرعة أو يتسبب الاضطراب بالقرب من الصمام في تذبذب الكرة. تشمل العلاجات تركيب أنابيب مستقيمة من المنبع (≥ 5 × DN)، أو إضافة دوارات استقامة التدفق أو ألواح فتحة، أو التحول إلى تصميم محمل بنابض لإغلاق أسرع، أو استخدام وسادة مخمدة لإبطاء حركة الكرة. كما أن الدعم والمحاذاة المناسبين يمنعان أيضًا الاهتزاز الناجم عن الاهتزاز.

5. هل الصمامات ذات الحواف الكروية القابلة للتبديل بين الشركات المصنعة؟

نعم، عند تصميمها وفقًا لنفس المعايير (AWWA C508، EN 593، API 6D) والأبعاد وجهًا لوجه (ISO 5752/EN 558). يضمن ثقب الشفة وفقًا لمعيار ANSI B16.1 أو EN 1092-2 توافق أنماط البراغي. قد تتطلب الاختلافات الطفيفة في أنماط مسامير الغطاء أو الارتفاع فوق الأنبوب إجراء تعديلات على الحامل، لذا تحقق دائمًا من رسومات الأبعاد قبل إجراء التعديلات التحديثات.

6. كيف يمكنك تحديد حجم الصمام اللا ارتدادي الكروي للحد من انخفاض الضغط؟

احسب معدل تدفق النظام (Q) و ∆P المطلوب (على سبيل المثال، ≤ 0.1 بار). من جداول Cv الخاصة بالشركة المصنعة، اختر أصغر حجم للصمام الذي يفي Cv (معامل التدفق) ب Q/√ √P ∆P ≤ Cv. تقلل زيادة الحجم بشكل هامشي من ∆P بشكل أكبر ولكنها قد تبطئ الإغلاق؛ بينما يؤدي نقص الحجم إلى زيادة ∆P ومخاطر حدوث ثرثرة. يعد الرجوع إلى ورقة بيانات الصمام مع منحنيات Cv المقاسة أمرًا ضروريًا لتحديد الحجم الدقيق.

المراجع:

• مواصفة AWWA C508 القياسية - صمامات فحص الصمامات ذات المقاعد المرنة والمصنوعة من الألومنيوم والصمامات الكروية لخدمة محطات المياه
• API 6D - مواصفات صمامات خطوط الأنابيب API 6D - مواصفات صمامات خطوط الأنابيب
• EN 593 - الصمامات الصناعية - الصمامات ذات الفحص المسبق - EN 593 - الصمامات الصناعية - الصمامات ذات الفحص المسبق
• ASTM A536 - المواصفات القياسية لمسبوكات حديد الدكتايل
• MSS SP-61 - اختبار ضغط الصمامات الفولاذية