تأتي صمامات الفراشة في مجموعة واسعة من الأقطار - بدءًا من الصمامات الصغيرة ½ ″ (12 مم) للاستخدام المختبري وحتى الصمامات الضخمة 96 ″ (2400 مم) لأنابيب المياه وأنابيب المعالجة. ويتوافق قطرها الاسمي (DN أو NPS) مع حجم الأنبوب الذي تتصل به، والمحدد بمعايير مثل ANSI/ASME B16.5 وEN 1092-1 وISO 5752. تختلف أبعاد الصمامات وجهًا لوجه وأبعادها من طرف إلى طرف حسب النوع (رقاقة، عروة، ذات حواف، ذات حواف مزدوجة) وحسب المعيار (API 609، EN 593، AWWA C516)، ولكن يظل القطر الاسمي هو المقياس الرئيسي للاختيار والتركيب. يضمن الاختيار الصحيح للقطر الصحيح سعة التدفق المناسبة (Cv/Kv)، والحد الأدنى من انخفاض الضغط، والتوافق مع حواف التزاوج أو أطراف الأنابيب.
I. تحديد قطر الصمام
إن قطر صمام الفراشة يشير إلى التجويف الاسمي - أي القطر الداخلي لممر القرص - الذي يطابق القطر الاسمي للأنبوب (NPS بالبوصة أو DN بالمليمتر). يحدد هذا الحجم الاسمي مدى توافق الصمام مع أنظمة الأنابيب: صمام الفراشة 6 بوصة له ممر داخلي بعرض 6 بوصة (150 مم) تقريبًا.
على عكس بعض الصمامات التي قد تكون أجسامها أكبر من تجويفها (مثل صمامات البوابة)، تحافظ صمامات الفراشة على شكل نحيف: يدور القرص داخل تجويف الأنبوب، وبالتالي يمكن أن تكون الأبعاد الخارجية للصمام أكبر قليلاً فقط من القطر الاسمي.
تقوم الشركات المصنعة بتسمية الصمامات بهذا القطر الاسمي، ولكن الأبعاد الموحدة وجهًا لوجه والأبعاد من طرف إلى طرف تأتي من الجداول في ANSI B16.10، EN 558، API 609، وما إلى ذلك، مما يضمن إمكانية التبادل بين العلامات التجارية.
II. الأحجام والنطاقات الاسمية القياسية
يتم إنتاج صمامات الفراشة في نطاق واسع من الأحجام الاسمية:
-
ثقب صغير: ″- 2″ (DN 15-50 مم)، نموذجي للأجهزة وأجهزة التحكم في التدفئة والتهوية وتكييف الهواء.
-
متوسطة التجويف: 2″- 24″ (DN 50-600 مم)، وهو النطاق الأكثر شيوعًا للمياه ومياه الصرف الصحي والصناعات التحويلية.
-
التجويف الكبير: 24 ″- 96″ (DN 600-2400 مم)، تُستخدم في أنابيب المياه الكبيرة، ومحطات الطاقة، وتطبيقات التعدين.
| الحجم الاسمي (NPS) | DN (مم) | حالات الاستخدام النموذجي |
|---|---|---|
| ½″-2″ | 15-50 | المختبر، والتدفئة والتهوية وتكييف الهواء، والجرعات الكيميائية |
| 2″-12″ | 50-300 | مياه الشرب، ومياه الشرب، ومياه الصرف الصحي، والتدفئة والتهوية وتكييف الهواء |
| 14″-24″ | 350-600 | الحماية من الحرائق، وأنابيب العمليات الصناعية |
| 30″-96″ | 800-2400 | أنابيب المياه، والطاقة الكهرومائية، وأنظمة التجريف |
الجدول 1. الأحجام الاسمية الشائعة لصمام الفراشة ومكافئ DN.
ثالثاً. الأبعاد من وجه لوجه ومن طرف إلى طرف
بينما يحدد القطر الاسمي التجويف, وجهاً لوجه (F-F) و من طرف إلى طرف (E-E) تحدد الأبعاد الطول المحوري للصمام، وهو أمر بالغ الأهمية لتخطيط الأنابيب:
| قياسي | النوع | مرجع الأبعاد F-F / E-E |
|---|---|---|
| API 609 | الرقاقة / العروة | الجدول 5، EN 558 Cat A/B الجدول 5، EN 558 Cat A/B |
| معيار ANSI B16.10 | ذو حواف | MSS SP-67/68 |
| EN 558-1 | رقاقة (نمط قصير) | السلسلة 15 (F-F 44 مم لـ DN 50) |
| AWWA C516 | المفصل الميكانيكي | انظر الكتيب الخاص بالصمامات مقاس 3 ″ - 20″ |
على سبيل المثال، صمام فراشة من نوع العروة 6 بوصة في السلسلة EN 558-1 السلسلة 15 يبلغ طول F-F 65 مم، بينما في الجدول 5 من المواصفة القياسية ISO 5752 يبلغ 63 مم. تأكد دائمًا من المعيار والسلسلة عند تصميم بكرة الأنابيب.
رابعًا. مقارنة حسب نوع الصمام
نمط الرقاقة
-
مثبتة بين الشفاه باستخدام براغي شفة؛ الحد الأدنى لطول F-F.
-
واو-واو: أنماط السلسلة 15 القصيرة أو أنماط السلسلة 20 الطويلة.
-
الأفضل لـ: منشآت منخفضة الضغط وضيقة المساحة.
نمط العروة
-
عروات ملولبة على الجسم تسمح بالإزالة من جانب واحد.
-
واو-واو: مطابقة للرقاقة في EN 558، ولكن مع عروات.
-
الأفضل لـ: الخدمات المسدودة حيث تكون هناك حاجة إلى إزالة المصب.
مزدوج الحواف
-
أطراف ذات حواف للتثبيت الكامل على كلا الجانبين.
-
واو-واو:: وفقًا للمعيار ANSI B16.10.
-
الأفضل لـ: استخدامات الضغط العالي والاستخدامات الصناعية الثقيلة.
| الميزة | الرقاقة | العروة | مزدوج الحواف |
|---|---|---|---|
| الطول F-F | الأقصر | مثل الرقاقة نفسها | الأطول |
| الإزالة | يجب فك القفل على كلا الجانبين | جانب المصب فقط | إزالة الشفة بالكامل |
| تصنيف الضغط | حتى 16 بار | حتى 16 بار | حتى 25 بار |
الجدول 2. مقارنة أنواع صمامات الفراشة.
V. اختيار القطر المناسب للتدفق والضغط المناسبين
يؤثر قطر الصمام على معامل التدفق (Cv/Kv)، وانخفاض الضغط، ودقة التحكم في التدفق:
-
افتتاح كامل تقارب صمامات الفراشة أنبوبًا مستقيمًا عند فتحه بالكامل؛ ويزداد Cv بسرعة مع زيادة القطر.
-
تصغير الحجم يؤدي إلى السرعة المفرطة والضوضاء والتآكل; الحجم الزائد يقلل من دقة التحكم بالقرب من الوضع المغلق.
إجراء التحجيم:
-
تحديد معدل التدفق المطلوب (Q) وانخفاض الضغط المسموح به (ΔP).
-
استخدم منحنيات Cv للصمام (المقدمة من الشركة المصنعة) لإيجاد القطر حيث Cv ≈ Q/√P.
-
تحقق من القطر مقابل المقاسات القياسية المتاحة.
مثال: لتمرير 500 متر مكعب/ساعة من الماء مع ΔP = 0.3 بار، يكون الصمام 12 بوصة (Cv ≈ 3000) مناسبًا؛ أما الصمام 8 بوصة (Cv ≈ 1200) فسيولد ΔP مرتفعًا جدًا.
سادساً. أفضل ممارسات التركيب والتحجيم
-
فاصل أو شفة مرافقة: بالنسبة للصمامات الرقاقة، استخدم الفواصل لتجنب إجهاد الشفاه.
-
المحاذاة: قم بتوسيط قرص الصمام عند 60 درجة مفتوحة عند تثبيت الشفاه بالبراغي لمنع تلامس شفة القرص.
-
عزم الدوران: اتبع توصيات عزم دوران البرغي - تجنب الضغط الزائد على البطانة.
-
الالتفافية: بالنسبة للأقطار الكبيرة (> 24 بوصة)، قم بتركيب خطوط جانبية لتجنب النطاق الميت عند التدفقات المنخفضة.
يحافظ التركيب السليم على الأبعاد وجهاً لوجه ويضمن أداء الصمام لقطره المقدر.
سابعًا. تأثيرات المواد وفئة الضغط على القطر
يمكن لمواد جسم الصمام والبطانة أن تغير قليلاً من أبعاد التجويف الداخلي:
-
بطانة مطاطية قد يكون للصمامات قطر داخلي أصغر من القطر الاسمي بمقدار 1-2 مم بسبب سُمك البطانة.
-
مقعد معدني و إزاحة ثلاثية تحافظ الصمامات على التجويف الحقيقي ولكن لها أجسام أثقل، مما يؤثر على الأبعاد الخارجية فقط.
-
فئة الضغط: غالبًا ما تتطلب الصمامات من الدرجة الأعلى (300 رطل/بوصة معدنية 40) سمك جدار أكبر، مما يقلل بشكل هامشي من التجويف الفعال.
تحقق دائمًا من "مخطط التجويف" الخاص بالشركة المصنعة لمعرفة المعرف كما هو مصمم عندما يكون القطر الدقيق أمرًا بالغ الأهمية.
فيديو تعليمي على يوتيوب
*كيفية قياس قطر صمام الفراشة والتحقق من أبعاد قطر الصمام الفراشة والأبعاد وجهاً لوجه في الميدان.*
ستة أسئلة شائعة
1. كيف يتم قياس قطر صمام الفراشة في الميدان؟
لقياس قطر الصمام في الموقع:
-
قم بإزالة صواميل العروة على جانب واحد (نمط العروة) أو فك كلا الشفتين (نمط الرقاقة).
-
أدخل حافة مستقيمة عبر التجويف؛ ضع علامة على الحواف الداخلية.
-
القياس بين العلامات باستخدام شريط معايرة أو الفرجار.
-
تحقق من معرف الشفة على الشفاه المرافقة وفقًا لمعايير ANSI/ASME أو EN.
تنتج هذه الطريقة المباشرة التجويف المثبت، والذي قد يختلف قليلاً عن الحجم الاسمي بسبب تآكل البطانة أو تفاوتات التصنيع.
2. هل يمكنني تركيب صمام فراشة في نظام أنابيب أكبر باستخدام مخفضات؟
نعم- استخدم مخفضات متحدة المركز أو غير متحدة المركز في المنبع والمصب لمطابقة القطر الاسمي للصمام. تأكد من ذلك:
-
تدخل الأنابيب إلى/ تخرج من الصمام مع انتقالات سلسة لتجنب الاضطراب.
-
يتم تصنيف المخفضات لنفس فئة الضغط مثل الصمام.
-
تظل أبعاد الوجه للوجه في حدود ما يسمح به التصميم؛ اضبط قطع البكرة حسب الحاجة.
تسمح المخفضات باستخدام صمامات ذات أحجام قياسية في شبكات الأنابيب غير النمطية دون الحاجة إلى أحجام صمامات مخصصة.
3. لماذا يحتوي صمام الفراشة مقاس 24 بوصة أحيانًا على تجويف فعلي أصغر؟
تعمل البطانة المطاطية وهندسة القرص على تقليل المعرف الحقيقي المفتوح من خلال سمك البطانة مجتمعة على كلا الجانبين (غالبًا ما يكون إجمالي 2-4 مم). في الصمامات المبطنة المقاومة للمواد الكيميائية، يمكن أن تكون البطانات بسماكة 3-5 مم لكل جانب، مما يقلص قطر منطقة التدفق بمقدار 6-10 مم إجمالاً.
4. ما هي المعايير التي تحكم تفاوتات قطر صمام الفراشة؟
تشمل المعايير الرئيسية للتفاوتات المسموح بها ما يلي:
-
ANSI/ASME B16.5 & B16.10 للصمامات ذات الحواف (± 1.5% من القطر الاسمي).
-
EN 558-1 بالنسبة لأنواع الرقاقات والعروات (± 1 مم لـ DN ≤ 200؛ ± 1.5 مم لـ DN > 200).
-
ISO 5752 يحدد الجدول 5 (النمط القصير) والجدول 13 (النمط الطويل) التفاوتات المسموح بها ± 1%.
تضمن هذه التفاوتات المسموح بها محاذاة شفة التزاوج وسلامة إحكام الغلق عبر الشركات المصنعة.
5. كيف تؤثر درجة الحرارة على مواصفات القطر؟
يؤدي التمدد الحراري إلى تغيير أبعاد الجسم والبطانة:
-
هيكل فولاذي:: ΔD ≈ α × D × D × ΔT (α ≈ 12×10-⁶ ⁶ / درجة مئوية). ينمو صمام 600 مم عند ΔT = 100 درجة مئوية ~ 0.72 مم.
-
بطانة مطاطية: يمكن أن يؤدي الانكماش الحراري إلى فتح التجويف قليلاً في الخدمة الساخنة أو انقباضه في الخدمة الباردة.
يجب أن يأخذ مهندسو التصميم في الحسبان هذه التحولات عند التركيب في خطوط أنابيب البخار ذات درجة الحرارة العالية أو خطوط الأنابيب دون الصفر.
6. هل أقطار صمامات الفراشة قابلة للتبديل بين أنواع الرقاقات والعروات وذات الحواف؟
نعم-يظل القطر الاسمي ثابتًا عبر الأنواع، لذا فإن صمام الرقاقة DN 150 وصمام العروة DN 150 يشتركان في نفس التجويف الداخلي. تختلف فقط أبعاد الوجه لوجه وأنماط البراغي. تعمل قابلية التبادل هذه على تبسيط إدارة قطع الغيار: يمكنك تخزين قطر واحد في أنماط متعددة لاحتياجات التركيب المختلفة.
المراجع:
- ASME B16.5 - حواف الأنابيب والتجهيزات ذات الحواف ASME B16.5 - حواف الأنابيب والتجهيزات ذات الحواف - معيار ASME الرسمي الذي يوضح الأبعاد والتفاوتات التفصيلية للوصلات ذات الحواف المستخدمة في الصمامات وأنظمة الأنابيب.
- EN 1092-1:2018 - الفلنجات ووصلاتها - الفلنجات الدائرية للأنابيب والصمامات والتجهيزات والملحقات - المواصفة القياسية الأوروبية التي تحدد أبعاد الشفة وأنواعها ذات الصلة بصمامات الفراشة.
- المواصفة ISO 5752:1982 - الصمامات المعدنية للاستخدام في أنظمة الأنابيب ذات الحواف - الأبعاد من وجه لوجه ومن طرف لطرف - معيار دولي يحدد أبعاد الصمامات وجهاً لوجه ومن طرف إلى طرف لضمان قابلية التبادل.
- معيار API 609 - صمامات الفراشة: مزدوجة الحواف، من نوع العروة والرقاقة - معيار معهد البترول الأمريكي لتصميم صمامات الفراشة وأبعادها واختبارها.
- AWWA C516-13 - المواصفة القياسية للصمامات، الفراشة، الهيكل الحديدي، ذات البدن الحديدي المرن - معيار جمعية الأشغال المائية الأمريكية لصمامات الفراشة المستخدمة في أنظمة مياه الشرب.
AR 
EN