تحديد أحجام وأبعاد صمامات البوابة: دليل مرجعي قياسي للمهندسين

لا يُعدّ القطر الاسمي للأنبوب (NPS) العامل الوحيد الذي يُحدد أحجام صمامات البوابة. في الواقع، يتم أيضًا التحقق من أبعاد الوجهين وفئات الضغط للتأكد من مطابقتها للمعايير الدولية.

يتم تقييم كل صمام بوابة صناعي وفقًا لما يلي:

• يحدد قطر التجويف معامل التدفق (Cv) وعادة ما يتطابق مع القطر الداخلي للأنبوب في تصميمات التجويف الكامل.
• يؤكد طول الوجه إلى الوجه (L) مدى بُعد المدخل والمخرج عن بعضهما البعض، مما يضمن ملاءمته للبكرة.
• تتحقق فئة الضغط من أن جدار الهيكل وغطاء المحرك سميك بما يكفي لتحمل درجات الحرارة والضغوط المختلفة.

يشرح دليل قياس صمام البوابة هذا معنى تلك المعايير المذكورة أعلاه عند اختيار الوحدة الأفضل لتطبيق صناعي محدد.

مقارنة بين حجم القطر الاسمي وحجم التجويف: التصميم والسعة

يُحدد قطر التجويف الداخلي كمية السائل التي يمكن أن تمر عبر جسم الصمام مع فقدان مقبول للضغط. ولأغراض العزل، تُفضل صمامات البوابة لكونها صمامات ذات تدفق مباشر، حيث تتحرك الصفيحة عموديًا للإغلاق.

تصميم كامل الفتحة

يُعرف هذا النوع أيضًا باسم تصميم المنفذ الكامل، وهو النوع الذي تتطابق فيه الفتحة الداخلية مع القطر الداخلي للأنبوب المتصل من أجل:

• أقصى سعة تدفق (Cv أو Kv) لمعدلات التدفق العالية.
• انخفاض في فقدان الضغط مقارنة بالثقوب القياسية.
• تقليل الاضطراب لتقليل تآكل الوتد والمقعد.
• تسهيل مرور خنازير التنظيف.

تصميم تجويف مخفض

على الرغم من أن هذا الحجم القياسي لصمام البوابة ليس شائعًا عند عزل المنافذ، إلا أنه يتميز بقطر داخلي أصغر من فتحة خط الأنابيب المتصل به من أجل:

• التنقل في المساحات الضيقة أثناء التركيب.
• تقليل الوزن في خطوط الأنابيب البحرية أو المرتفعة.
• حجم أصغر ولكن انخفاض الضغط أكبر قليلاً.
• قيمة أكبر مقابل المال عندما تكون الميزانية محدودة.

باختيار قطر التجويف بناءً على قطر الأنبوب، يظل النظام مستقرًا لأن المقاعد لن تتآكل قبل الأوان. لمعرفة المزيد عن أساسيات تحديد أحجام الصمامات، تعلّم كيفية قراءة مخططات أبعاد صمامات البوابة على المدونة.

مخطط أبعاد صمامات البوابة الموسعة

تحدد الجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين (ASME) مستوى السلامة الهيكلية والبصمة الفيزيائية لأنواع مختلفة من الصمامات. على سبيل المثال، يتحقق معيار ASME B16.10 من أبعاد الوجه إلى الوجه والطرف إلى الطرف للصمامات ذات الحواف و اللحام التناكبي صمامات (BW).

في الوقت نفسه، يحدد معيار ASME B16.34 سُمك الجدار، وتصنيفات الضغط ودرجة الحرارة، والتصميم العام. تسمح هذه المعايير بتبادل المكونات من مختلف الشركات المصنعة العالمية دون الحاجة إلى إعادة تصميم التخطيطات الحالية.

مصفوفة الأبعاد لصمامات البوابة من الفئة 150

تُعد هذه مثالية لأنظمة الضغط المنخفض إلى المتوسط، مثل أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء ومعالجة المياه. بأحجام مختلفة تتراوح أقطارها من 1.5 إلى 64 بوصة، وتتميز بأبعاد أكثر إحكامًا من حيث المسافة بين وجهي الصمام. يوفر غلافها الأخف وزنًا وحوافها الرقيقة قوة كافية مع فقدان ضغط منخفض نسبيًا.

غالباً ما يتم تشغيل الإصدارات الأصغر باستخدام عجلة يدوية، بينما تحتاج الأقطار الأكبر إلى مشغلين آليين لفتحها وإغلاقها.

مصفوفة الأبعاد لصمامات البوابة من الفئة 300

ولمواكبة ارتفاع مستويات ضغط النظام، فإن أحجام صمامات البوابة هذه أطول وأكثر سمكًا وأثقل للحفاظ على سلامة حدود الضغط.

تجدر الإشارة إلى أن صمام البوابة القياسي ذو المقاس 24 بوصة، والذي يبلغ وزنه حوالي 2320 كيلوغرامًا، يحتاج إلى دعامات هيكلية خاصة به. إضافةً إلى ذلك، لا يمكن تركيبه أو استبداله بسرعة وبدون معدات ثقيلة. كما يُنصح باستخدام مشغلات تروس لتحقيق عزم الدوران اللازم لإحكام إغلاق المقاعد.

مصفوفة الأبعاد لصمامات البوابة من الفئة 600

تُفضّل هذه الأنواع لتطبيقات البخار عالي الضغط، واستخراج النفط والغاز، وتوليد الطاقة، وغيرها من التطبيقات التي تتطلب أداءً عالياً. وتتميز عادةً بوصلات طرفية من نوع الحلقة (RTJ) أو وصلات لحام طرفية، مما يجعلها أثقل وأطول وأكبر حجماً، وخاصةً المشغل.

نظراً لاختلاف أبعاد صمامات البوابة باختلاف فئات الضغط والأحجام، فمن الضروري التحقق من القياسات باستخدام جدول أبعاد صمامات البوابة الخاص بالشركة المصنعة قبل الشراء والتركيب. ويمكن الوصول إلى هذه الجداول بسهولة لمنتجات YKY، كما هو الحال في... صمام بوابة API و صمام بوابة GB صفحات.

تأثير فئة الضغط على الكتلة وسماكة الجدار

قد يكون هناك نفس NPS عبر فئات ضغط الصمام المختلفة، ولكن يتم تعديل بعض المكونات للتعويض عن المخاطر الأكبر للصدمة الحرارية والضغط الساكن.

سُمك الغلاف: يتطلب صمام من الفئة 600 جدرانًا أكثر سُمكًا لضمان عدم خضوع المادة للإجهاد عند بلوغ مستويات الضغط ذروتها. ولهذا السبب أيضًا، تُضاف مواد إضافية إلى الحواف وهيكل الغطاء بالكامل ومسار التدفق.

وصلات الأطراف: عادةً ما تحتاج صمامات الفئة 150 و300 إلى حواف ذات وجه مرتفع. ومع ذلك، فإن الفئة 600 وما فوقها تحتاج إلى آر تي جيه ووصلات BW بحيث يتم إحكام إغلاقها بشكل صحيح.

الخلوص التشغيلي: يتميز صمام الفئة 600 في وضع الفتح بارتفاع أكبر من صمام الفئة 150 أو الفئة 300. ويعود ذلك إلى وجود إسفين داخلي أكثر سمكًا يتطلب ساقًا أطول وغطاءً أعلى.

دليل قياس صمام البوابة: التركيب والخلاصة

صمام بوابة GB

تم تصميم صمام البوابة GB لتحقيق أداء موثوق به في التطبيقات الصناعية، بما في ذلك الصناعات الكيميائية والبتروكيميائية والطاقة.

استكشاف المنتج

لتركيب صمام البوابة بشكل صحيح في نظام الأنابيب، من الضروري التحقق من تغيرات مساحة التركيب أثناء التشغيل. يضمن ذلك وجود مساحة كافية للأنابيب الطويلة، ويتحقق من توافقه مع وصلة النهاية.

يتطلب اختيار أحجام صمامات البوابة المناسبة مراعاة قطر التجويف، وفئة الضغط، والأبعاد القياسية. توفر YKY Valve صمامات بوابة بتكوينات مختلفة، ما يضمن لكل مشترٍ ومختص في المشتريات إيجاد تصميم يلبي احتياجاته الخاصة.