تصميم صمام الكرة والمواد المستخدمة فيه: ما تحتاج إلى معرفته

صمامات الكرة الأرضية تعد العناصر الرئيسية في العديد من الصناعات، معترف بها لموثوقيتها في التحكم في المواد المختلفة المتدفقة في الأنابيب. 

بفضل تصميمها الدائري البسيط والفريد من نوعه والمصنوع من مواد موثوقة مثل الفولاذ المقاوم للصدأ، فإنها تتيح لها التحكم بشكل فعال في الغاز أو السائل الذي يمر عبر الصمام. 

اقرأ المزيد لتكتشف المزيد عن تصميمات ومواد صمامات الكرة المختلفة، بالإضافة إلى كيفية اختيار الأفضل لمتطلباتك المحددة.

هيكل وأجزاء صمام الكرة الرئيسية

يتم التعرف على صمامات الكرة من خلال جسمها الدائري، والذي يحتوي على جميع المكونات الأخرى. المحرك، المعروف غالبًا باسم عجلة اليد، هو أحد المكونات الأولى التي ستتعرف عليها. يتحكم في كيفية تحرك الساق والقرص عند تدويرهما؛ يمكن القيام بذلك يدويًا أو تلقائيًا. 

ال القرص أو القابس يتحرك مع الساق الذي يسد المسار أو يسمح بمرور المادة في الصمام. بينما ينبع هو الذي يتم توصيله مباشرة بالمحرك الذي يضبط القرص لأعلى ولأسفل. وأخيرًا، مقعد هو المكان الذي يتصل فيه القرص لإنشاء ختم قوي عند إغلاق الصمام.

لذلك، وفقًا لبحث MO Okelola وآخرين، ""التطبيق الشائع لصمام الكرة الأرضية هو خدمات العزل والخنق. يتمتع بقدرة جيدة على الإغلاق." 

يرجع ذلك إلى أن تصميم صمام الكرة الأرضية ومكوناته بالكامل يضمن إحكام الغلق بشكل فعال عند إغلاق القرص.

كيف يعمل صمام الكرة الأرضية؟

تستخدم صمامات الكرة قرصًا أو سدادة لفتح أو إغلاق مسار التدفق. عندما يكون الصمام مغلقًا، يتم دفع القرص لأسفل بإحكام ضد المقعد لإغلاق الممر تمامًا. ولكن عندما يكون الصمام مفتوحًا، يسحب الجذع القرص بعيدًا عن المقعد.

يتيح لك التحكم في معدل تدفقها باستخدام المحرك لفتح الصمام قليلاً. وكلما كان الفتح أكبر، كلما مرت كمية أكبر من المواد عبر الصمام.

إذا كنت تريد معرفة المزيد حول كيفية عملها، فقد تساعدك هذه الرسوم المتحركة البسيطة والمفصلة.

أنواع تصميم صمامات الكرة

تصميم صمام الكرة الأرضية	مميزات فريدة	مزايا	سلبيات
نوع Z	صمام كروي يحتوي على قرص وساق محاذيين عموديًا للمقعد الأفقي. تدخل المادة من الفتحة السفلية أو تخرج من المنفذ المقابل.  يؤدي هذا إلى إنشاء المسار الذي يشبه "z".	إنها تتمتع بقدرة جيدة على التحكم في السرعة بسبب محاذاة القرص والجذع بالإضافة إلى المسار الفريد على شكل حرف "Z". تصميمه البسيط يجعله سهل التركيب والاستخدام على نطاق واسع.	كان له مسار أكثر على شكل حرف Z والذي كان يغير اتجاه تدفق المادة باستمرار. وهذا يؤدي إلى انخفاض الضغط بشكل أكبر.
نوع Y	يتم وضع المقعد والساق والمحرك حول زاوية 45 درجة بين فتحات الدخول والخروج. وهذا يعطيها شكل الجسم الفريد على شكل حرف "Y".	كان لديه مسار تدفق أكثر استقامة، مما يقلل من انخفاض الضغط العالي مع الحفاظ على قدرة جيدة على الاختناق.	يُعتبر ذو تصميم أكثر تعقيدًا.  لذلك، من الصعب أيضًا تركيب وتصنيع هذا التصميم.
نمط الزاوية	تقع منافذ الإدخال والإخراج بزاوية 90 درجة بالنسبة لبعضها البعض.  كما أنها تحتوي على قرص وجذع محاذيين عموديًا للمقعد الأفقي.	يقلل من انخفاض الضغط مع السماح بتغيير اتجاه التدفق. كما أنه الأفضل للمساحات الصغيرة.	لديها خنق محدود أيضًا بسبب معامل التدفق المنخفض.

تصميمات أقراص صمامات الكرة الأرضية المختلفة

هناك أنماط مختلفة لأقراص الصمامات الكروية يمكن الاختيار من بينها، وهي عادة ما تكون مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ. فيما يلي ثلاثة تصاميم لأقراص الصمامات الكروية:

• قرص الكرة-شكلها الدائري يجعلها مناسبة لعمليات التشغيل والإيقاف ولكن ليس للخنق الفعال. 
• قرص التوصيل- تصميمها الطويل والمنحني يجعلها مقاومة للتآكل وتسمح بتحكم أفضل.
• قرص التكوين غالبًا ما تكون الأسطح المسطحة مصنوعة من المعدن، في حين يساعد الشريط غير المعدني على ضمان الإغلاق المناسب. 

مواد مختلفة لصمامات الكرة الأرضية للجسم

هناك مواد مختلفة لجسم صمام الكرة الأرضية؛ وفيما يلي بعض منها، بما في ذلك مزاياها:

صمام كروي من الحديد الزهر

كما أنها من أكثر المواد التي تناسب الميزانية. وهي الأفضل للاستخدامات البسيطة لأنها قوية بما يكفي لتحمل درجات الحرارة والضغط المنخفضين فقط. 

ينص قانون اللوائح الفيدرالية (CFR) على أنه لا ينبغي استخدام الحديد الزهر بدرجة حرارة تزيد عن 450 درجة فهرنهايت. كما أكد على ضرورة اتباع الفئتين 125 و250 لضمان التشغيل الآمن.  

صمام كروي من الفولاذ الكربوني

أحد المواد المشهورة بقوتها في المنتجات الصناعية المختلفة. وكما هو موضح في دليل الفولاذ الكربوني الصادر عن معهد أبحاث الطاقة الكهربائية، فإن هذه المواد يمكنها التعامل مع ما يصل إلى 800 درجة فهرنهايت. 

هذه أيضًا واحدة من المواد الأقل تكلفة. ورغم أنها قد تصدأ لأنها لا تحتوي على كمية كافية من الكروم، إلا أن المستخدمين لا يزالون يحبون متانتها. 

صمام كروي من الفولاذ المقاوم للصدأ

يُعد الفولاذ المقاوم للصدأ أيضًا أحد أفضل المواد المستخدمة في صمامات الكرة نظرًا لمقاومته العالية للتآكل. وفقًا لـ Alberto Ubaldini et al. يذاكريتمتع الفولاذ المقاوم للصدأ بمقاومة جيدة للتآكل لأن الكروم مختلط بمادته.

وهذا يجعلها الأفضل للصناعات التي تتعامل مع المواد الخطرة. وعلى الرغم من أن الفولاذ المقاوم للصدأ باهظ الثمن، فإن صفاته المميزة تجعله مادة جديرة بالاستخدام في الصمامات الكروية.

مادة ساق ومقعد صمام الكرة الأرضية

يمكن تصنيع ساق الصمام من الفولاذ الكربوني وسبائك خاصة. ومع ذلك، الفولاذ المقاوم للصدأ هي المادة الأكثر استخدامًا في السيقان والمكونات الأخرى نظرًا لمقاومتها العالية للصدأ والتآكل.  

يعد هذا أمرًا بالغ الأهمية لأن الجذع يجب أن يتحمل الاستخدامات المتكررة والتحرك ضد العبوة لمنع التسرب. 

وفي الوقت نفسه، بالإضافة إلى الفولاذ المقاوم للصدأ، يمكن تصنيع مقعد الصمام من المواد التالية، ولكل منها مجموعة من المزايا الخاصة بها:

• RTFE- تتمتع بقوة ومقاومة أفضل للتآكل من TFE العادي بسبب المواد المختلطة، مثل الألياف الزجاجية.
• PTFE، أو تفلون- مقاومة للعديد من أنواع المواد الكيميائية المختلفة ويمكنها التعامل مع درجة حرارة 93 درجة مئوية بالإضافة إلى الضغوط التي تقل عن 1500 رطل لكل بوصة مربعة.

صمام Xintai:شركة تصنيع صمامات الكرة الأرضية

تأسست شركة Xintai في عام 1998 وهي واحدة من الشركات المصنعة الموثوقة لصمامات الكرة في ونتشو. ولديها شهادات مختلفة من العديد من الهيئات الحكومية التي تثبت موثوقيتها، مثل:

• معهد البترول الأمريكي
• شهادة اعتماد نظام الجودة
• شهادة اعتماد نظام إدارة الجودة 
• وهكذا دواليك

علاوة على ذلك، فهم يقدمون مجموعة واسعة من منتجات صمامات الكرة التي تضمن الجودة العالية لتحقيق أقصى قدر من الكفاءة والتشغيل السلس. إذا كانت لديك أسئلة إضافية، فلا تتردد في الاتصال بهم، وربما تفكر في الشراكة معهم الآن.

أسئلة مكررة

ما هي حدود صمام الكرة؟

أحد القيود التي تواجهها Globe هو أنها أكثر عرضة للتسبب في انخفاض كبير في الضغط نظرًا لمسار التدفق الأكثر تعقيدًا. 

وهذا يؤدي إلى مشكلة أخرى مع صمامات الكرة: فهي أكثر عرضة للتسبب في تجويف وضوضاء عالية. 

ما هو صمام الكرة الأكثر ملاءمة؟

إن تصميم صمام الكرة يجعله مثاليًا للتحكم في التدفق وتشكيل ختم محكم في الأنابيب لمنع التسرب أثناء الاستخدامات ذات الضغط العالي.

وهذا يجعلها مثالية للتطبيق في العديد من أنواع الصناعات، بما في ذلك الصناعات الكيميائية والنفط والغاز وتوليد الطاقة وغير ذلك الكثير.