المعيار ISO 15761 هو معيار لصمامات الصلب ذات التجويف الصغير المستخدمة في صناعة النفط والغاز، ويغطي أحجامًا من DN 15 إلى DN 100 وفئات ضغط من الفئة 150 إلى الفئة 2500. وهو ينطبق على صمام بوابة صمامات كروية وصمامات فحص.

لا تُصنّع هذه الصمامات في خطوة واحدة، بل عبر سلسلة تصنيع متتابعة. وتؤثر جودة كل مرحلة بشكل مباشر على المرحلة التي تليها. ويساعد فهم هذه السلسلة على تحديد المشكلات الحرجة بكفاءة أكبر أثناء اختيار الصمامات، ومراجعة الامتثال، وتقييم الموردين.

عملية التصنيع الكاملة

الخطوة الأولى: اختيار المواد

تحدد المادة شروط الخدمة المطبقة، وهي نقطة البداية للعملية بأكملها.

تشمل المواد الشائعة بموجب معيار ISO 15761 ما يلي:

● الفولاذ الكربوني للاستخدامات العامة في قطاع النفط والغاز

● فولاذ كربوني منخفض الحرارة للاستخدام في ظروف التبريد الشديد أو درجات الحرارة المنخفضة (مثل تطبيقات الغاز الطبيعي المسال).

● الفولاذ المقاوم للصدأ للوسائط المسببة للتآكل

إذا كانت الخدمة تحتوي على كبريتيد الهيدروجين (H₂S)، فيجب أن تتوافق المواد أيضًا مع معيار NACE MR0175 / ISO 15156 لمنع تشقق الإجهاد الناتج عن الكبريتيد. يُطبق هذا الشرط بشكل مستقل عن معيار ISO 15761.

لا يمكن تعويض اختيار المواد غير الصحيح من خلال التحكم اللاحق في العملية.

الخطوة الثانية: التشكيل

تحدد هذه الخطوة الجودة الداخلية لجسم الصمام.

تتضمن عملية التشكيل بالدق تشكيل المعدن المسخن تحت الضغط، مما ينتج عنه بنية داخلية كثيفة ذات احتمالية أقل للعيوب. وهي تُفضل عادةً للتطبيقات التي تتطلب ضغطًا عاليًا أو موثوقية عالية. بالنسبة للفئة 800 وما فوق، أجسام مزورة يتم اختيارها بشكل شائع في الممارسة الهندسية لتقليل مخاطر العيوب الداخلية وتحسين الموثوقية الهيكلية، على الرغم من أن الاختيار النهائي يعتمد على مواصفات المشروع.

الخطوة 3: التشغيل الآلي

بعد التشكيل، يتم إجراء عمليات تشغيل دقيقة لتلبية متطلبات الأبعاد والختم.

تُعدّ معالجة سطح منع التسرب نقطة تحكم حاسمة. يجب أن تخضع أسطح التلامس بين المقعد والقرص لعمليات معالجة وصقل متعددة لتحقيق مستوى التسطيح والخشونة السطحية المطلوبين، مما يؤثر بشكل مباشر على أداء الإغلاق.

يجب أن يستوفي سطح ساق الصمام متطلبات الخشونة المنخفضة لضمان استقرار إحكام الحشوة على المدى الطويل. فالخشونة المفرطة تُسرّع من تآكل الحشوة وقد تؤدي إلى تسرب خارجي أثناء التشغيل.

الخطوة الرابعة: اللحام (التغطية السطحية الصلبة لأسطح منع التسرب)

تُستخدم هذه العملية لتحسين أداء سطح الختم.

بالنسبة للتطبيقات المقاومة للتآكل أو الصدأ، يتم عادةً تغطية أسطح منع التسرب بسبائك صلبة مثل الستيليت لتحسين المقاومة.

أثناء اللحام، يجب التحكم في كمية الحرارة المُدخلة ومعدل التخفيف لمنع الخلط المفرط للمادة الأساسية، مما قد يقلل من صلابة السطح. عادةً ما يُشترط أن تُلبي طبقة التصليد السطحي نطاق صلابة مُحدد (على سبيل المثال، عادةً ما تكون صلابة ستلايت ≥ 35-45 HRC).

يجب أن تتم هذه العملية بواسطة لحامين مؤهلين، مع مواصفات إجراءات اللحام (WPS) وسجلات تأهيل الإجراءات (PQR) والوثائق القابلة للتتبع.

الخطوة 5: المعالجة الحرارية

تُحسّن المعالجة الحرارية خصائص المواد وتُخفف الإجهاد المتبقي. إنها عملية إلزامية.

تضمن المعالجة الحرارية بعد التشكيل أن تستوفي المادة الخصائص الميكانيكية المطلوبة وتزيل الإجهاد الداخلي. وبدونها، تبقى القوة والمتانة غير مؤكدتين.

تُعدّ المعالجة الحرارية بعد اللحام (PWHT) ضرورية عادةً لتخفيف الإجهاد المتبقي الناتج عن اللحام. وفي البيئات التي تحتوي على كبريتيد الهيدروجين (H₂S)، غالباً ما تكون المعالجة الحرارية بعد اللحام إلزامية لمنع حدوث تشققات في مناطق اللحام.

إذا تعذر توفير سجلات المعالجة الحرارية أو إمكانية تتبع الفرن، فلا يمكن التحقق من أداء المواد.

الخطوة السادسة: معالجة السطح

تمنع هذه الخطوة التآكل أثناء التخزين والنقل والصيانة.

● تُعالج صمامات الفولاذ الكربوني عادةً بالرمل وتُطلى بطلاء مقاوم للتآكل

● لا تُطلى صمامات الفولاذ المقاوم للصدأ عادةً، بل تخضع لعمليات التخليل والتخميل لتشكيل طبقة واقية مستقرة.

بدون التخميل، يكون الفولاذ المقاوم للصدأ أكثر عرضة للتآكل النقطي في البيئات الكلوريدية.

ملاحظة: صمامات الفولاذ الكربوني منخفضة الحرارة غير مناسبة للجلفنة بالغمس الساخن. قد يتسبب الزنك في هشاشة المادة عند درجات الحرارة المنخفضة، مما يقلل من خصائصها.

الخطوة 7: التجميع

يتم تجميع جميع المكونات بعد عملية التصنيع. وتؤثر جودة التجميع بشكل مباشر على الأداء النهائي.

تشمل نقاط التحكم الرئيسية ما يلي:

● تركيب المقعد عن طريق التداخل

● ضغط التعبئة

● تسلسل شد براغي غطاء المحرك

يؤدي الضغط المفرط للحشوة إلى زيادة عزم التشغيل وقد يتسبب في التصاقها. أما الضغط غير الكافي فقد يؤدي إلى التسرب حتى قبل الشحن. كما أن شد البراغي بشكل غير صحيح (مثل عدم اتباع تسلسل قطري) قد يؤدي إلى إجهاد غير متساوٍ على الحافة وضعف في منع التسرب.

لا يمكن تحديد هذه المشكلات بصريًا ويجب التحقق منها من خلال سجلات التجميع وبيانات الاختبار.

الخطوة 8: اختبار الضغط

هذا هو التحقق الإلزامي النهائي قبل التسليم.

يتم إجراء الاختبارات عادةً وفقًا للمعيار ISO 5208، API 598 ، مشتمل:

● اختبار الغلاف: يتحقق من عدم وجود تسرب تحت الضغط

● اختبار المقعد: يتحقق من أداء منع التسرب في الوضع المغلق

● اختبار المقعد الخلفي: يتحقق من إحكام غلق الجزء العلوي من الجذع

يتم تصنيف معدلات التسرب من الفئة A إلى الفئة D بموجب معيار ISO 5208. إذا لم يتم تحديدها في وثائق الشراء، فقد يطبق المصنع فئة تسرب مسموح بها أعلى، والتي تتوافق مع المعيار ولكنها قد لا تفي بمتطلبات الخدمة الفعلية.

خاتمة

لا يتم تحديد جودة تصنيع صمامات ISO 15761 فقط من خلال اختبار الضغط النهائي، ولكن من خلال العملية بأكملها.

لا يمكن التحقق من ملاءمة المواد، وسلامة القطعة الخام من الداخل، وجودة تشغيل سطح الختم، واكتمال المعالجة الحرارية عن طريق الفحص البصري. بل تعتمد هذه الأمور على وثائق عملية قابلة للتتبع.

في تقييم الموردين، عادة ما تكون سجلات العمليات الكاملة أكثر قيمة من تقرير اختبار واحد.

الأسئلة الشائعة

س1: كيف يمكن التمييز بين أجسام الصمامات المطروقة والمصبوبة أثناء عملية الشراء؟

بالإضافة إلى شهادات المواد، يجب على الموردين تقديم ما يلي:

● المشغولات المطروقة: سجلات التشكيل وتقارير المعالجة الحرارية

● اختيار الممثلين: تقارير RT أو UT

لا تكفي الشهادات وحدها لتأكيد عملية التصنيع الفعلية.

س2: هل يمكن الاستغناء عن المعالجة الحرارية؟

لا. بدون سجلات المعالجة الحرارية، لا يمكن التحقق من الخواص الميكانيكية. في خدمة كبريتيد الهيدروجين، يمثل غياب المعالجة الحرارية بعد اللحام خطرًا واضحًا على السلامة.

س3: ماذا يحدث إذا لم يتم تحديد فئة التسريب في الطلب؟

قد يطبق المصنّع فئة تسريب مسموح بها أعلى. ورغم امتثالها للمعايير، إلا أنها قد لا تفي بمتطلبات منع التسرب الفعلية.

يُعد تحديد فئة التسريب في الوثائق الفنية الطريقة الأقل تكلفة لتجنب النزاعات.