أهم أنواع الصمامات وتكوينها

الصمام هو عبارة عن آلة أو أداة تقوم بتنظيم جريان المواد، وعادة ما تحتوي على جزء متحرك واحد أو أكثر قابل للفتح والغلق أو إعاقة مجرى المائع (نفط، غاز، ماء)، ويُشغل ميكانيكيًّا أو كهربائيًّا أو هيدروليكيًّا بواسطة السائل أو الهواء.ويرتبط دائمًا وجود الصمامات مع وجود أنابيب متصلة بالصمام، وتعتبر الصمامات المكون الحرج فى محطات الإنتاج، وهي أدوات ميكانيكية يمكنها التحكم والاعتراض والعزل الكامل للسريان في الأنابيب، وتتوفر الصمامات في العديد من الأنواع والأشكال.وسوف نتعرف في هذا المقال عن الغرض من الصمامات وتكوينها وأهم أنواعها.

الغرض من الصمامات

1. التحكم بحركة المائع.
2. السيطرة على الضغط في المنظومة.
3. التحكم بمعدل التدفق للمائع.
4. عزل طاقة السوائل (تشغيل/ إيقاف).
5. التحكم بالانفجار.
6. سلامة التدفق.
7. سلامة الضغط.
8. خلط تدفق الموائع.
9. تباعد التدفق.

تكوين الصمام

يتكون أي صمام من:-

• بدن الصمام: وهو الهيكل الخارجي، والذي يمثل الجزء الأكبر من أي صمام، ويحتوي بداخلها الأجزاء الثانوية والملحقة ببدن الصمام.
• ساق الصمام: ويختلف في الطول والحجم على حسب حجم الصمام نفسه، ودوره الأساسي هو نقل الحركة الميكانيكية لعنصر الإغلاق في حالتي الفتح والغلق.
• السدادة: ويتم وضعها داخل جسم الصمام نفسه في مسار السريان للتحكم في السماح أو منع سريان المائع، ويوجد منها أشكال متنوعة، مثل الكرة أو السداة أو الإبرة أو القرص (الفراشة) أو البوابة، وكل شكل منهم يمثل نوع من أنواع الصمامات.
• غطاء البدن: هو عبارة عن منظومة مغلقة تحوي في داخلها الأجزاء التي يمكن خلالها نقل الحركة لساق الصمام، كما يحوي على الحشوات العازلة التي تعمل على منع تسرب النفط والغاز إلى خارج منظومة الصمام أثناء الفتح والغلق.
• مشغل الساق: وهو الجزء المسؤول عن تزويد الساق بالحركة اللازمة، وقد يكون مشغل يدوي أو هوائي أو هيدروليكي أو كهربي.

تصنيف أنواع الصمامات

فيمكن تصنيف الصمامات على حسب عدة عوامل، مثل:-

1. تصنيف الصمامات تبعًا للوظيفة.
2. التصنيف من حيث نوع البدن ونوع السدادة.
3. التصنيف من حيث طرق تشغيل الصمامات.
4. التصنيف من حيث نوع حركة ساق الصمام .

 

أنواع الصمامات من حيث الضغط

 1- صمامات الضغط العالي High-Pressure Valves

فيتم استخدمها للضغوط الأعلى من 2000 psi. أهم أنواعها: الصمام البوابي، الصمام الكروي، والصمام الأبري.

2 – صمامات الضغط المتوسط أو المنخفضmedium and low -Pressure Valves

فيتم استخدمها للضغوط الأقل من 2000 psi

أنواع الصمامات :

1 – الصمام البوابي Gate Valve

يعرف بهذا الاسم لوجود بوابة على اتجاه الجريان، في حالة الفتح الكلي، مما يؤدي إلى عدم وجود مقاومة للجريان، وبالتالي وجود فرق ضغط بسيط بين طرفي الصمام.

2 – صمام drop

يفضّل هذا النوع عند الفتح الكلي، ولا يستخدم لأغراض تقليل الجريان، لأن هذا يسبب حدوث نضوح من البوابة وحدوث اهتزاز في الصمام، ويستخدم في توزيع الكتلة X-mass Tree وأنابيب الجريان Flow Lines ومجمعات الصمامات Manifolds. – تعتمد على:

– نوع المعدن الذي تم تصنيعها منه.

– صعوبة التزييت المستمر لهذا النوع.

– من مميزاته قلة التكلفته.

– يجب عدم استخدامه في السوائل الحاوية على موائع مخدشة أو رملية؛ لتجنب خدش السطح الداخلي.

– يمكن استخدامه من الطرفين.

3 – الصمام Globe Valve

بسبب تصميمه فهو يتم استخدمه على الأكثر للخنق أو لتقليل الجريان، كما يمكن استخدامه في صمامات السيطرة Control valves. حيث تكون المسافة بين وضع الفتح الكلي والغلق الكلي قريبة، يتميز هذا الصمام بإمكانية استبدال الأجزاء الداخلية بسهولة، كما أن هناك العديد من التصاميم لهذا النوع من الصمامات، لذا يمكن استخدامه في صمامات السيطرة، ويحتاج إلى الكثير من الطاقة لتحريكه بالنسبة للأحجام الكبيرة، ويكون أثقل وزنًا من الصمامات الأخرى لنفس معدل الجريان، ومن مميزاته:

• تكلفته المنخفضة.
• صيانته البسيطة.
• وهو قليل النضوحات.
• يمكن استخدامه مع السوائل المخدشة.
• من التصاميم الأخرى لهذا النوع من الصمامات هو Y-body type، حيث يكون بزاوية 45˚ مناسبًا للضغوط العالية، وللجريان المتقطع، ويكون فقدان الضغط فيه قليلاً.

4 – صمام Plug Valve

من الصمامات ذات الحركة الدائري، وهذا الاسم مشتق من شكل القرص الذي يتكون منه الصمام، ويستعمل لأغراض الفتح الكلي أو الغلق الكلي، كما في الصمامات البوابية Gate Valve فالسرعات العالية للجريان تؤدي إلى تضرر الأجزاء الداخلية، بل يستعمل في حالتي الفتح والإغلاق، ويتم استخدمه منذ أكثر من 30 سنة، ولكن بدأت بعض الشركات باستبداله بالصمام الكروي، وهو مناسب للاستخدم في الضغوط المنخفضة والعالية.

5 – الصمام الكروي Ball Valve

وهو صمام ذو حركة دائرية، ويكون بداخله تجويف يكون باتجاه الجريان عند الفتح، وباتجاه عمودي على اتجاه الجريان عند الغلق، وتكون هذه الصمامات سريعة العمل،

ومن إيجابياته:

• أنه الأرخص والأقل كلفة بين جميع الصمامات.
• ومحكم الغلق.
• لا يحتاج إلى الكثير من التزييت، ويتحمل ضغوطًا أقل من 5000 psi

أما المساوئ فهي أنه ​لا يستعمل للخنق، حيث إن تقليل فتحته سيؤدي إلى تآكل الأجزاء الداخلية بسبب السرعة العالية للجريان.

6 – صمام الفراشة Butterfly Valve

وهو من صمامات الحركة الدائرية، يمكن استخدامه لإيقاف وتنظيم جريان المائع، فهو سهل الاستخدام؛ لأن الدوران بزاوية 90˚ يؤدي إلى تحول الصمام من وضع الغلق الكامل إلى الفتح الكامل، أما الصمامات ذات الأحجام الأكبر فيتم تشغيلها بواسطة مقابض دائرية. ويكون قطر القرص بقطر الأنبوب، ومن مميزاته:

• غير مكلف نسبيًّا.
• ويسمى في بعض الأحيان صمام ربع دورة Quarter-Turn Valve.
• يمكن استخدامه لأغراض تقليل الجريان.

7 – صمام اللارجعة (صمام الأتجاه الواحد) Check Valve

ويكون على عدة أنواع، أحدها هو النوع المتأرجح Swing Type، حيث يُفتح عند صعود الضغط، ويُغلق عند انخفاض الضغط والجريان؛ مما يؤدي إلى منع الجريان العكسي، ويستعمل مع الصمامات البوابية Gate Valve بسبب فرق الضغط القليل، أما النوع الآخر من هذه الصمامات فهو Lift Check valves فيستعمل في الأنابيب التي يستعمل فيها صمام Globe Valve كصمام سيطرة، ويمكن استخدامه مع البخار والهواء والغاز والماء، وفي سرعات الجريان العالية.

– يستخدم لتحديد اتجاه الجريان ومنع الجريان العكسي.

8 – الصمام الخانق Choke Valve:

يستعمل للتحكم بمعدل التدفق عند وجود فرق ضغط كبير، ويمكن التحكم به يدويًّا أو يكون ذو فتحة خانق ثابتة.