ما هي المواد المستخدمة في صمامات الكرة؟

يعتمد أداء صمام الكرة الأرضية وإمكانية تطبيقه في مجموعة من التطبيقات على اختيار المواد. توفر المواد المختلفة مزايا خاصة في ضمان تلبية الصمامات لمتطلبات التشغيل وأنها متينة وموثوقة. تتوفر صمامات الكرة الأرضية في العديد من تركيبات المواد لتلبية احتياجات معينة، مثل القدرة على تحمل التكاليف، ومقاومة التآكل، أو التشغيل الموثوق به عند الضغط العالي.

مواد جسم صمام الكرة الأرضية

يجب أن يكون المكون الهيكلي الرئيسي لصمام الكرة الأرضية، جسم الصمام، قويًا بدرجة كافية لتحمل ضغوط النظام الداخلي وبيئة التشغيل. تعد القوة ومقاومة التآكل والفعالية من حيث التكلفة بعض الاعتبارات التي تدخل في اختيار المواد لجسم الصمام:

• الفولاذ الكربوني:

إن متانة الفولاذ الكربوني وانخفاض تكلفته تجعله خيارًا شائعًا للتطبيقات الصناعية. ولأن الفولاذ الكربوني ميسور التكلفة ويتمتع بمستوى جيد من المتانة، فهو خيار جيد لتطبيقات صمامات الكرة حيث لا تتطلب مقاومة شديدة للتآكل. واعتمادًا على الدرجة، فإنه قد يتحمل درجات حرارة وضغوط تتراوح من معتدلة إلى عالية، وعادة ما تصل إلى 1980 رطل/بوصة مربعة (136 بار) و800 درجة فهرنهايت (427 درجة مئوية).

• الحديد الزهر:

قوية بما يكفي لدرجات الحرارة والضغوط المنخفضة، ومثالية للتطبيقات الأقل تطلبًا. عندما يكون السعر عاملاً رئيسيًا، فإن تكلفتها الأرخص تجعلها جذابة. النطاق النموذجي لدرجات الحرارة والضغوط للحديد الزهر هو 450 درجة فهرنهايت (232 درجة مئوية) و250 رطل لكل بوصة مربعة (17.2 بار).

• الفولاذ المقاوم للصدأ:

يُعد الفولاذ المقاوم للصدأ مثاليًا للتطبيقات التي تكون فيها مقاومة التآكل ضرورية، بما في ذلك في قطاعات معالجة الأغذية والأدوية وغيرها من الوسائط القاسية. يضمن الفولاذ المقاوم للصدأ عدم التفاعل والنظافة. اعتمادًا على السبائك، يمكنه تحمل ضغوط تصل إلى 3000 رطل لكل بوصة مربعة (207 بار) ودرجات حرارة تصل إلى 1000 درجة فهرنهايت (538 درجة مئوية).

• بولي فينيل كلوريد:

يوفر مقاومة فائقة للتآكل، وتصميم خفيف الوزن، واستخدامًا اقتصاديًا لإدارة المواد المسببة للتآكل. ومع ذلك، لا يتمتع بالقوة الميكانيكية والاستقرار الحراري للمعادن ولا يصلح للاستخدام في البيئات ذات الضغط العالي أو درجات الحرارة المرتفعة. يُعد البولي فينيل كلوريد مفيدًا في درجات حرارة تصل إلى 232 رطل/بوصة مربعة (16 بار) و140 درجة فهرنهايت (60 درجة مئوية).

• الفولاذ المزور:

نظرًا لقوتها وتحملها الاستثنائيين، فهي مخصصة للاستخدام في التطبيقات ذات الضغط العالي ودرجات الحرارة العالية. من خلال عملية التشكيل بالطرق، تصبح بنية المادة أكثر كثافة وتجانسًا، مما يحسن من خصائصها الميكانيكية بالإضافة إلى مقاومتها للصدمات والإجهاد الحراري. اعتمادًا على الجودة، قد يقاوم الفولاذ المزور ضغوطًا تصل إلى 6000 رطل لكل بوصة مربعة (414 بار) ودرجات حرارة تصل إلى 1050 درجة فهرنهايت (566 درجة مئوية).

اعتمادًا على احتياجات تشغيل تطبيق صمام الكرة الأرضية والظروف البيئية، فإن كل نوع من المواد لديه مجموعة فريدة من الفوائد.

خاتمة

هناك تصميمان أساسيان لصمامات الكرة: ذات المقعد الواحد وذات المقعدين. يدخل القرص ويخرج من مسار التدفق في تكوين ذي مقعد واحد. هذا ترتيب بسيط وكثير الاستخدام. وعلى العكس من ذلك، فإن التصميمات ذات المقعدين مناسبة للصمامات الأكبر حجمًا أو تلك التي تتعامل مع الضغط العالي لأنها تتميز بقرصين، مما يساعد على توزيع الضغط الهيدروليكي.

فكر في كيفية تفاعل وسيط العملية مع الصمام عند الاختيار بين التصميمات الموجهة بالقفص والتصميمات التقليدية. قد تتلامس الوسائط والقرص بشكل مباشر في التكوينات التقليدية. من ناحية أخرى، تعمل الأنظمة الموجهة بالقفص على حماية القرص من الضغط والانحراف، وهو أمر مفيد في مواقف معينة.

ولكن تذكر أنه نظرًا لأنها قد تسد الصمام، فقد لا تكون التصميمات الموجهة بالقفص مناسبة للسوائل اللزجة. لتحقيق الأداء الأمثل، يجب أن يكون التصميم الذي تختاره متوافقًا مع الاحتياجات الخاصة لتطبيقك.