كنوع من الصمامات المستخدمة على نطاق واسع في المجالات الصناعية والمدنية ، يرتبط أداء ختم صمام البوابة مباشرة بالتشغيل الآمن والمستقر للنظام. سنقدم بالتفصيل المعلمات المختلفة التي تؤثر على أداء ختم صمامات البوابة:
مواد السطح الختم
1. المادة المعدنية
الفولاذ الكربوني عبارة عن مادة سطح شائعة لختم المعادن ذات القوة العالية والصلابة ، ويمكنها تحمل المزيد من الضغط وتأثير. على سبيل المثال ، في بعض أنظمة المياه الصناعية ذات الضغط المنخفض ، يمكن أن تلبي صمامات البوابة ذات الأسطح الكربونية الصلب متطلبات الختم المستقرة على المدى الطويل.
ومع ذلك ، فإن الفولاذ الكربوني لديه مقاومة تآكل سيئة نسبيا وهو عرضة للصدأ والتآكل في بعض بيئات الوسائط المسببة للتآكل ، مما يؤثر على أداء الختم.
الفولاذ المقاوم للصدأ لديه مقاومة جيدة للتآكل ومقاومة الأكسدة ، ويمكن أن تتكيف مع مجموعة متنوعة من الوسائط المسببة للتآكل. على سبيل المثال ، في الحمض ، يمكن لخطوط نقل السوائل القلوية وغيرها من خطوط نقل السوائل المسببة للتآكل في الصناعة الكيميائية ، أن صمامات البوابة ذات الأسطح الختم الفولاذ المقاوم للصدأ يمكن أن تمنع الوسيلة بشكل فعال من تآكل سطح الختم وضمان أداء الختم.
ومع ذلك ، فإن تكلفة الفولاذ المقاوم للصدأ مرتفعة نسبيًا ، وقد يكون أداء الختم محدودًا في ظل بعض ظروف العمل الخاصة ذات درجة الحرارة العالية والضغط العالي.
سبائك الصلب لديه أداء شامل جيد. عن طريق إضافة عناصر سبائك مختلفة ، يمكن الحصول على قوة أعلى ، صلابة ، مقاومة درجة الحرارة ومقاومة التآكل. على سبيل المثال ، في خطوط أنابيب البخار ذات درجة الحرارة العالية والضغط العالي ، يمكن أن تحافظ صمامات البوابة ذات الأسطح الفولاذية على الأداء على الأداء الختم الجيد في ظل ظروف عمل قاسية ويقاوم تجوب وضغط مرتفع من البخار ذي درجة الحرارة العالية.
2. المواد غير المعدنية
المطاط هو مادة سطح ختم غير معدنية شائعة الاستخدام مع مرونة جيدة ومرونة. يمكن أن يعوض عن عدم وجود وتشوه سطح الختم إلى حد ما ، وبالتالي تحقيق تأثير ختم جيد. مطاط النتريل الشائع مناسب لوسائل الإعلام النفطية ولديه مقاومة جيدة للزيت.
يمتلك EPDM Rubber مقاومة ممتازة للطقس ، ومقاومة الأوزون ومقاومة الماء ، وغالبًا ما يتم استخدامه في أنظمة المياه وبعض خطوط الأنابيب غير المزيفة. عادةً ما تستخدم صمامات البوابة ذات الأسطح الخاتمة المطاطية في الظروف المنخفضة للضغط ودرجة الحرارة العادية ، مثل أنظمة إمداد المياه وأنظمة الصرف الصحي ، والتي يمكن أن تمنع تسرب المياه بشكل فعال.
يحتوي polytetrafluoroethylene (PTFE) على معامل احتكاك منخفض للغاية ، واستقرار كيميائي جيد ومقاومة للتآكل ، وهو مقاوم لجميع الوسائط الكيميائية تقريبًا.
في بعض أنظمة توصيل السوائل الكيميائية عالية الدقة ، يمكن أن تضمن صمامات البوابة ذات الأسطح الختم PTFE موثوقية واستقرار الختم ، كما أن معامل الاحتكاك المنخفض يساعد أيضًا على فتح وإغلاق الصمام. ومع ذلك ، فإن PTFE لديه مقاومة محدودة للحرارة ، وقد يتدهور الأداء في درجات حرارة عالية.
دقة معالجة السطح
1. خشونة السطح
تؤثر خشونة السطح لسطح الختم بشكل مباشر على الملاءمة بين البوابة ومقعد الصمام. بشكل عام ، كلما كانت قيمة خشونة السطح أصغر ، كلما كانت سطح الختم أكثر سلاسة ، كلما كانت الفجوة بين البوابة ومقعد الصمام ، أقل من إمكانية التسرب المتوسط.
على سبيل المثال ، بالنسبة لبعض خطوط أنابيب نقل الغاز مع متطلبات أعلى ، عادةً ما تكون هناك حاجة إلى خشونة السطح لسطح ختم صمام البوابة للوصول إلى RA 0.8 - ra1.6μm لضمان أداء الختم في بيئة الغاز ذات الضغط العالي ومنع تسرب الغاز.
2. التسطيح
يعد تسطيح سطح الختم أيضًا أحد المؤشرات الرئيسية. إذا كان هناك خطأ في التسطيح على سطح الختم ، فإن البوابة ومقعد الصمام لا يمكن أن تتناسب بشكل متساوٍ وشامل عند الإغلاق ، مما سيؤدي إلى تسرب محلي.
في بعض أنظمة خطوط الأنابيب الصناعية الكبيرة ، مثل خطوط أنابيب الزيت الثقيلة في النباتات البتروكيماوية ، بسبب اللزوجة العالية والضغط العالي للوسيط ، تكون متطلبات التسطيح لسطح ختم صمام البوابة صارمة للغاية ، وعادة ما يكون خطأ التسطيح في حدود 0.05 ملم لضمان موثوقية الختم.
3
كما أن تواصل المحور للبوابة ومقعد الصمام له تأثير مهم على أداء الختم. إذا لم يكن الاثنان محوريين ، فسيتم انحراف البوابة أثناء عملية الإغلاق ، مما تسبب في قوة غير متساوية على سطح الختم ، وهو عرضة للارتداء والتسرب المحليين. في بعض الأنظمة الهيدروليكية عالية الدقة ، عادة ما يتم التحكم في متطلبات Coaxiality في صمام البوابة في ± 0.02 مم لضمان أداء ختم جيد تحت الضغط العالي وبيئات العمل عالية الدقة.
مستوى ضغط الصمام
1. صمام بوابة الضغط المنخفض
عادة ما تكون صمامات بوابة الضغط المنخفض مناسبة لظروف العمل مع ضغط اسمي من PN أقل من أو يساوي 1.6MPa. بنية الختم لهذا النوع من صمام البوابة بسيط نسبيًا ، ويمكن أن تلبي مواد الختم الناعمة بشكل عام مثل المطاط أو البلاستيك متطلبات الختم. على سبيل المثال ، في نظام إمدادات المياه والصرف الصحي للمباني المدنية ، يمكن أن تتحقق صمامات بوابة DN50-DN50-DN200 ذات الضغط المنخفض ، والتي يتم تحقيق أداء الختم بشكل أساسي من خلال التوطين الوثيق لسطح الختم المطاطي مع البوابة ومقعد الصمام ، بشكل فعال تمنع تسرب الماء بشكل فعال تحت ضغط الماء الطبيعي.
2. صمام بوابة الضغط المتوسطة
يتراوح الضغط الاسمي لصمام بوابة الضغط المتوسطة بشكل عام بين 1.6mPa
تعد صمامات بوابة الضغط العالي مناسبة لظروف العمل مع الضغط الاسمي لـ PN> 10.0mpa. في ظل ظروف الضغط العالي ، يكون سطح الختم لصمام البوابة تحت ضغط هائل ، ومتطلبات أداء الختم مرتفعة للغاية. على سبيل المثال ، في الجهاز البئر لاستخراج الزيت ، يحتاج صمام بوابة الضغط العالي إلى تحمل ضغوط عشرات MPA أو حتى أعلى. عادةً ما يكون سطح الختم مصنوعًا من الفولاذ عالي القوة ويخضع لعلاجات سطحية خاصة ، مثل سطح السطح الصلب وعلاج النتردة ، لتحسين صلابة وارتداء مقاومة سطح الختم. في الوقت نفسه ، يتم استخدام هياكل الختم متعددة القنوات ، مثل أختام حلقة المكبس وأختام الخوار ، لضمان موثوقية الختم في ظل وسائل الإعلام ذات الضغط العالي والغاز.
خصائص متوسطة
1. درجة الحرارة
وسوف تتغير الوسائط ذات درجة الحرارة العالية من أداء مواد الختم. على سبيل المثال ، ستعمل أسطح إغلاق المطاط تدريجياً في العمر ، وتصلب ، وتفقد المرونة في درجات حرارة عالية ، مما يؤدي إلى انخفاض أداء الختم ؛ في حين أن أسطح الختم المعدنية قد تكون مشوهة حرارياً في درجات حرارة عالية ، مما يزيد من الفجوة بين أسطح الختم وتسبب التسرب.
على سبيل المثال ، في خط أنابيب البخار عالي درجة الحرارة لمحطة توليد الطاقة الحرارية ، عندما تتجاوز درجة حرارة البخار 400 درجة ، لا يمكن أن تعمل صمامات البوابة العادية المختقة من المطاط بشكل صحيح. هناك حاجة إلى صمامات البوابة المقاومة للمعادن المقاومة للدرجات العالية ، ويتم اتخاذ تدابير العزل والتبريد المقابلة لضمان أداء الختم.
قد تجعل الوسائط ذات درجة الحرارة المنخفضة مادة الختم هشة ، مما يقلل من صلابة وأداء الختم. في بعض أنظمة التبريد منخفضة الحرارة ، مثل خطوط توصيل النيتروجين السائل ، يلزم وجود صمامات بوابة خاصة في درجة الحرارة المنخفضة. عادةً ما تكون مادة سطح الختم من المطاط أو البلاستيك المقاوم للدرجات الحرارة المنخفضة ، ويتم عزل الصمام لمنع سطح الختم من التالف بسبب درجة الحرارة المنخفضة.
2. اللزوجة
بالنسبة لوسائل الإعلام العالية ، مثل الزيت الثقيل ، والإسفلت ، وما إلى ذلك ، سيتأثر أداء ختم صمام البوابة إلى حد ما. عندما يتم إغلاق الصمام ، قد تشكل الوسائط عالية اللزوجة فيلمًا سائلًا سميكًا بين أسطح الختم. على الرغم من أن هذا الفيلم السائل يساعد في الختم إلى حد ما ، إلا أنه سيزيد من مقاومة الفتح والإغلاق للصمام.
في الوقت نفسه ، إذا كانت لزوجة الوسط غير متساوية ، فقد تسبب قوة غير متساوية على سطح الختم ، مما يؤثر على تأثير الختم. في هذه الحالة ، من الضروري عادةً تحديد جهاز محرك أقراص مع عزم دوران أكبر لضمان الفتحة العادية وإغلاق الصمام ، ولإجراء تصميمات خاصة لسطح الختم ، مثل استخدام سطح الختم الواسع ، وزيادة خشونة سطح الختم ، وما إلى ذلك ، لتحسين أداء الختم.
3. التآكل
سوف تتآكل الوسائط المسببة للتآكل وتلف مادة سطح الختم لصمام البوابة ، مما يؤدي إلى انخفاض في أداء الختم. الوسائط المسببة للتآكل المختلفة لها متطلبات مختلفة للمواد السطحية الختم.
على سبيل المثال ، في خط أنابيب ورشة إنتاج حمض الكبريتيك ، يكون حمض الكبريتيك متآكلًا للغاية ، ويتطلب صمامات البوابة مع بطانة البوليتابلورون إيثيلين أو أسطح الختم الخاصة بالسبائك المقاومة للتآكل الخاصة لمقاومة تآكل حمض الكبريتيك وضمان أداء الأداء.
بالنسبة لبعض الوسائط القلوية ، مثل محلول هيدروكسيد الصوديوم ، على الرغم من أن التآكل ضعيف نسبيًا ، فمن الضروري أيضًا اختيار مواد سطح الختم المقاومة القلوية المناسبة ، مثل الفولاذ المقاوم للصدأ أو الصلب الكربوني المعالج بشكل خاص ، لمنع سطح الختم من التآكل.
فتحة الصمام والإغلاق
1. الفتح السريع والإغلاق
عندما يتم فتح صمام البوابة وإغلاقه بسرعة ، سيتم إنشاء قوة تأثير كبيرة بين البوابة ومقعد الصمام. قد تسبب قوة التأثير هذه التآكل أو التشوه أو حتى تلف سطح الختم ، مما يؤثر على أداء الختم.
على سبيل المثال ، في بعض المناسبات في حالات الطوارئ ، مثل صمام قطع الطوارئ لخط أنابيب الغاز ، إذا تم فتح الصمام وإغلاقه بسرعة كبيرة ، فإن قوة تأثير البوابة ومقعد الصمام عند إغلاقها على الفور قد تسبب شقوقًا أو حفرًا على سطح الختم ، مما يجعل من المستحيل على الصمام تحقيق ختم جيد عند إغلاقه في المرة القادمة.
2. بطيئة الفتح والإغلاق
على الرغم من أن الفتح والإغلاق البطيء يمكن أن يقلل من قوة التأثير بين البوابة ومقعد الصمام ، إذا كانت سرعة الفتح والإغلاق بطيئة للغاية ، فإن وقت التنظيف للوسيط بين أسطح الختم سوف يطيل ، مما سيؤدي أيضًا إلى التآكل على سطح الختم ويؤثر على أداء الختم.
على سبيل المثال ، في بعض خطوط الأنابيب المتوسطة التي تحتوي على شوائب الجسيمات ، مثل خطوط نقل خط أنابيب المنجم ، عندما يتم إغلاق صمام البوابة ببطء ، ستستمر الشوائب الجسيمية في الفرك والتدفق بين أسطح الختم ، مما يتسبب في ارتداء سطح الختم تدريجياً وأداء الختم للانخفاض.
التثبيت والصيانة
1. التثبيت
موضع التثبيت له تأثير مهم على أداء ختم صمام البوابة. إذا تم تثبيت الصمام في مكان يسهل حدوث الاهتزاز ، مثل خط الأنابيب بالقرب من المضخة أو الضاغط ، فإن الاهتزاز سيؤدي إلى تعريض سطح الختم لصمام البوابة لقوة تأثير دورية ، مما قد يتسبب بسهولة في تخفيف سطح الختم وارتداءه ، مما يؤثر على أداء الختم. في هذا الوقت ، من الضروري تثبيت امتصاص الصدمات قبل وبعد الصمام لتقليل تأثير الاهتزاز على الصمام.
ستجلب محاذاة خط الأنابيب غير الدقيقة أيضًا ضغطًا إضافيًا على صمام البوابة. عندما لا تكون الشفاه المتصلة لخط الأنابيب والصمام محوريًا أو أن انحراف التوازي كبير ، فإن الصمام سيخضع للاصطدام أو إجهاد الشد أثناء التثبيت. سيغير هذا الإجهاد الملاءمة بين البوابة ومقعد الصمام ويؤثر على أداء الختم.
لذلك ، عند تثبيت صمام البوابة ، يجب ضمان دقة توسيط خط الأنابيب والصمام بشكل صارم. بشكل عام ، لا يلزم أن يكون الانحراف المحور لشفة التوصيل أكثر من 0.5 مم ، وانحراف التوازي لا يزيد عن 0.2 مم.
2. الصيانة
يعد تنظيف الشوائب بانتظام على سطح الختم مقياسًا مهمًا للحفاظ على أداء ختم صمام البوابة. في التشغيل الفعلي ، قد تلتزم الشوائب مثل الجزيئات والغبار في الوسط بسطح الختم ، مما يدمر التسطيح وإنهاء سطح الختم ، مما يسبب تسرب الختم.
على سبيل المثال ، في بعض أنظمة المياه الصناعية ذات جودة المياه رديئة ، يتم تجميع الشوائب مثل الطين والصلصة في الماء بسهولة على سطح الختم لصمام البوابة ، ويجب تفكيك الصمام وتنظيفه بانتظام لضمان أداء الختم.
يعد استبدال الأجزاء البالية في الوقت المناسب مفتاح الحفاظ على أداء الختم. بوابة صمام البوابة ومقعد الصمام وخاتم الختم والأجزاء الأخرى سوف تلبس حتما بعد الاستخدام على المدى الطويل. عندما يصل التآكل إلى درجة معينة ، يجب استبدال هذه الأجزاء في الوقت المناسب لاستعادة أداء الختم للصمام.
على سبيل المثال ، في بعض خطوط الأنابيب الصناعية التي يتم فتحها وإغلاقها بشكل متكرر ، قد يكون حلقة الختم لصمام البوابة العمر وتشوه وارتداء بعد فترة من الاستخدام. إذا لم يتم استبداله في الوقت المناسب ، فسيؤدي ذلك إلى تسرب الصمام ويؤثر على التشغيل الطبيعي للنظام.
يتأثر أداء ختم صمام البوابة بمجموعة من المعلمات المتعددة. في التطبيقات العملية ، من الضروري تحديد نوع ومواد ومعلمات صمام البوابة بشكل معقول وفقًا لظروف العمل المحددة ، والانتباه إلى التثبيت والصيانة للتأكد من أن صمام البوابة لديه أداء جيد لختم وضمان التشغيل الآمن والمستقر للنظام.