في صمام البوابة الإسفيني، تكون أسطح منع التسرب على شكل إسفين، وتشكل زاوية محددة بالنسبة لمحور البوابة. يدفع ساق الصمام البوابة إلى الأسفل لإغلاقها. ومع ازدياد قوة دفع الساق، تزداد القوة العمودية المؤثرة على أسطح منع التسرب الإسفينية، مما يُحدث تأثير إحكام قسري. يُحسّن هذا التصميم أداء منع التسرب بشكل ملحوظ في ظروف الضغط المنخفض.

أثناء الفتح، تنفصل أسطح منع التسرب للبوابة عن المقعد على الفور، مما يساعد على تقليل التآكل على أسطح منع التسرب ويطيل عمر خدمة الصمام.

المعايير المطبقة لـ صمامات البوابة الإسفينية

تُصنع صمامات البوابة الإسفينية عادةً وفقًا للمعايير التالية:

● GB/T 12234-2019 – صمامات بوابة فولاذية ذات غطاء مثبت بمسامير لصناعات البترول والغاز الطبيعي

● GB/T 12232-2005 – صمامات بوابة من الحديد الزهر ذات حواف للأغراض العامة

● معيار API 600 (2015) – الفولاذ صمام بوابة صناعات البترول والغاز الطبيعي

أنواع صمامات البوابة الإسفينية

تتوفر صمامات البوابة الإسفينية عادةً بثلاثة تكوينات للبوابة: بوابة إسفينية صلبة، بوابة إسفينية مرنة، بوابة إسفينية مزدوجة.

تعتمد البوابة المرنة ذات الشكل الإسفيني والبوابة المزدوجة ذات الشكل الإسفيني على تشوه مُتحكم به لأسطح منع التسرب لتحقيق تلامس أفضل مع مقعد الصمام. يُعزز هذا التصميم موثوقية منع التسرب ويمنع بشكل فعال انحشار البوابة أو تعطلها الناتج عن تغيرات درجة الحرارة، مما يضمن التشغيل السلس حتى في ظل ظروف حرارية متقلبة.

تصميم صمام البوابة المنزلقة المتوازية ومبدأ منع التسرب

في صمام البوابة المنزلقة المتوازية، تكون أسطح منع التسرب عند طرفي مدخل ومخرج البوابة موازية لمحورها المركزي. في الصمامات أحادية البوابة، يتم منع التسرب بشكل أساسي عن طريق دفع الوسيط للبوابة أو المقعد العائم إلى موضعه. أما في الصمامات ثنائية البوابة، فيمكن منع التسرب باستخدام نوابض أو آلية تمدد بين البوابتين. وخلال عمليتي الفتح والإغلاق، تبقى أسطح منع التسرب للبوابة والمقعد على اتصال دائم، مما يضمن منع تسرب موثوق.

المعايير المطبقة على صمامات البوابة المنزلقة المتوازية

تشمل المعايير الشائعة لصمامات البوابة المنزلقة المتوازية ما يلي:

● GB/T 23300-2009 – صمامات البوابة المنزلقة المتوازية

● JB/T 5298-2016 – صمامات بوابة منزلقة متوازية فولاذية لخطوط الأنابيب

● معيار API 6D – صمامات خطوط الأنابيب لصناعات البترول والغاز الطبيعي

أنواع وميزات صمامات البوابة المنزلقة المتوازية

تتوفر صمامات البوابة المنزلقة المتوازية بتكوينات أحادية البوابة وثنائية البوابة.

● قد تحتوي البوابات على فتحات لتدفق المياه أو تكون مصمتة. تتوافق البوابات ذات فتحات تدفق المياه مع القطر الداخلي للمقعد، مما يسهل تنظيف وتصريف خط الأنابيب.

● يمكن ضبط نظام منع التسرب عند طرف المدخل أو طرف المخرج أو عند كلا الطرفين، وذلك حسب متطلبات التطبيق.

يضمن هذا التصميم المرونة في ترتيبات منع التسرب مع الحفاظ على التشغيل الموثوق به أثناء الخدمة.

مقارنة بين الاثنين

1. المعايير المطبقة
يتم تصنيع صمامات البوابة الإسفينية وصمامات البوابة المنزلقة المتوازية وفقًا لمعايير صناعية مختلفة.

2. هندسة البوابات

تتميز صمامات البوابة الإسفينية ببوابة على شكل إسفين.

تحتوي صمامات البوابة المنزلقة المتوازية على بوابة مسطحة، والتي قد تتضمن فتحات للتدفق لتسهيل عملية التنظيف بالخنادق أو تنظيف خطوط الأنابيب.

3. متطلبات عزم دوران ساق المقود

تعتمد صمامات البوابة الإسفينية على قوة دفع ساق الصمام لأسفل لدفع البوابة الإسفينية الشكل إلى داخل المقعد، مما يحقق إحكامًا قسريًا. ويتطلب ذلك عزم دوران تشغيل أعلى.

تحقق صمامات البوابة المنزلقة المتوازية عملية الإحكام من خلال الضغط المتوسط الذي يضغط البوابة على المقعد، مما يؤدي إلى انخفاض متطلبات عزم دوران الجذع.

4. التحكم في حدود المشغل الكهربائي

تستخدم صمامات البوابة الإسفينية الكهربائية مفاتيح عزم الدوران للتحكم في الإغلاق، مما يضمن تطبيق قوة كافية على ساق الصمام لتوليد ضغط الختم المطلوب.

تستخدم صمامات البوابة المنزلقة المتوازية مفاتيح الحركة للتحكم في موضع البوابة؛ ولا يلزم الحفاظ على عزم دوران محدد.

5. ملاءمة الأوساط التي تحتوي على جزيئات معلقة

تفصل صمامات البوابة الإسفينية البوابة والمقعد أثناء الفتح؛ ويمكن أن تدخل الجزيئات إلى أسطح منع التسرب أثناء الإغلاق، مما قد يتسبب في التسرب وتلف السطح.

تحافظ صمامات البوابة المنزلقة المتوازية على اتصال مستمر بين البوابة وأسطح منع التسرب للمقعد أثناء التشغيل، مما يمنع دخول الجزيئات إلى مانع التسرب، مما يجعلها أكثر ملاءمة للوسائط التي تحتوي على مواد صلبة معلقة.

6. تأثير تغيرات درجة الحرارة على البوابة

في صمامات البوابة الإسفينية، قد يؤدي الارتفاع المفرط في درجة الحرارة أثناء الإغلاق إلى تمدد حراري في ساق الصمام، مما قد يتسبب في تعطل البوابة.

في صمامات البوابة المنزلقة المتوازية، لا يؤثر تمدد ساق الصمام على إحكام إغلاق البوابة أو يسبب انحشارها.

7. حماية ساق صمامات الرفع

بوابة إسفينية ذات ساق صاعدة صمام لها سيقان مكشوفة بدون أغطية واقية.

تتضمن صمامات البوابة المنزلقة المتوازية ذات الساق الصاعدة غطاءً للساق يحمي الخيوط من الغبار وتآكل المطر، وغالبًا ما تتضمن مؤشرًا لوضع الفتح/الإغلاق.

8. استخدام مواد التشحيم على أسطح الحشوات والبوابات

لا تقوم صمامات البوابة الإسفينية عادةً بتطبيق مواد التشحيم على الحشوات أو أسطح إحكام إغلاق البوابة.

قد تستخدم صمامات البوابة المنزلقة المتوازية الشحم لتزييت البوابة والحشوة، مما يقلل من التآكل، ويحسن أداء الختم، ويمنع جفاف الحشوة.