احصل على عرض سعر

مقدمة صمام الكرة: الميزات الهيكلية، تحليل الفشل، التطبيقات

Ball Valve Introduction: Structural Features, Failure Analysis, Applications

مقدمة صمام الكرة: الميزات الهيكلية، تحليل الفشل، التطبيقات

09.09.2026

الصمامات الكرة، التي ظهرت في خمسينيات القرن الماضي، تطورت بسرعة لتصبح فئة رئيسية من الصمامات على مدى عدة عقود. تطورت أقدم صمامات الكرة من صمامات السداد، حيث استخدمت كرة بدلا من السدادة للتحكم في تدفق السائل. تتطابق منطقة مرور التدفق داخل الصمام مع قطر خط الأنابيب، مما يسمح للسائل بالمرور مباشرة مع انخفاض ضغط ضئيل. التشغيل من الفتح الكامل إلى الإغلاق الكامل يتطلب فقط دوران 90 درجة لساق الصمام. يتكون تجميع الصمام من عدة مكونات مختلفة، مما يسهل صيانته وإصلاحه. صمامات الكرة مناسبة جدا لنقل السوائل مثل السوائل والغازات. ومع ذلك، وبما أن المقاعد عادة ما تصنع من المطاط أو النايلون أو PTFE، فإن درجة حرارة التشغيل عادة ما تكون أقل من 200°C. بالنسبة للمخلطات أو المواد الصلبة أو الوسائط عالية الحرارة، يجب استخدام المقاعد المعدنية. اليوم، تستخدم صمامات الكرة على نطاق واسع في مجالات مختلفة مثل البتروكيماويات.
 
I.. تصنيف صمام الكرة
1. حسب الهيكل: مصنفة إلى صمامات كروية عائمة وصمامات كروية ذات ترونيون بناء على آلية الدعم.
2. عن طريق التركيب: مقسمة إلى صمامات دخول علوي، مدخل جانبي (قطعة واحدة، قطعان، ثلاثية)، وصمامات كروية مائلة بناء على طريقة تركيب الكرة.
3. حسب هيكل الكرة: تشمل صمامات كرة متكاملة، كرة مقسمة، وكرة منفذ V (كرة مقوسة، كرة قطعة بيضاوية).
4. عبر المرور الجاري: مصنفة إلى صمامات كروية ثنائية الاتجاه، ثلاثية، وأربع اتجاهات.
5. حسب مادة المقعد: مقسمة إلى صمامات كروية ناعمة ومحكمة الإغلاق الصلب بناء على مادة الأجزاء الداخلية (خصوصا المقعد).
6. عن طريق التشغيل: تشمل صمامات كروية يدوية، هوائية، كهربائية، وهيدروليكية.
7. حسب التطبيق: تصنف إلى صمامات كرة مفرغة، صمامات كروية تبريدية، صمامات كرة عالية الحرارة، صمامات كرة معزولة على شكل غلاف معزول، وصمامات كروية مبطنة مقاومة للتآكل.

يمكن تصنيف صمامات الكرة بطرق عديدة. الفئات الأكثر شيوعا هي أربع: صمامات كرة الختم الناعم العائمة، صمامات الكرة ذات الختم الصلب العائم، صمامات الكرة ذات الختم الناعم من الترونيون، وصمامات كروية الختم الصلب من ترونيون، كما هو موضح.
Fleyenda Flow Floating Soft-Seal Ball ValveFleyenda Flow Floating Hard-Seal Ball Valve
Fleyenda Flow Fixed Soft-Seal Ball ValveFleyenda Flow Fixed Hard-Seal Ball Valve

II.. خصائص صمامات الكرة

مقارنة بأنواع الصمامات الأخرى، تتمتع الصمامات الكروية بعدة مزايا. أولا، لديها سعة تدفق عالية. تتوفر صمامات الكرة بتكوينات قطر منخفض وكامل، وبغض النظر عن التصميم، فهي عادة ما تمتلك معامل مقاومة تدفق منخفض. ثانيا، توفر عملية سريعة وسهولة. عادة، يكون دوران ساق الصمام بزاوية 90° كافيا لفتح أو إغلاق الصمام بالكامل، مما يتيح تفعيل سريع. بالإضافة إلى ذلك، تم تجهيز صمامات الكرة بتصميم ساق مضاد للانفجار لضمان استخدام وصيانة أكثر أمانا.

الخصائص الرئيسية لصمامات الكرة ذات الختم الناعم
1. تتميز صمامات الكرة ذات الإغلاق الناعم عادة بتصميم تثبيت مباشر عالي المنصة مع غدة تعبئة مخفية قابلة للتعديل. يمكن ضبط التغليف دون تفكيك الأسطوانة أو أي مكونات أخرى.
2. إحكام جيد: حاليا، معظم مقاعد صمام الكرات ذات الإغلاق الناعم مصنوعة من مواد مرنة غير معدنية، مما يوفر قدرات إغلاق ممتازة ويضمن عدم وجود أي تسرب للسيارات.
3. هيكل الحماية من الحريق: وفقا لمتطلبات التصميم AP1607، تتميز صمامات كرة الإغلاق الناعم بهيكل آمن من الحريق: ختمان—مقعد ناعم ومقعد معدني احتياطي. حتى في حالة الحريق، يحافظ الصمام على الدعم والسحب، مما يمنع التسرب.
4. جهاز مضاد للكهرباء الساكنة: ساق الصمام مزود بكرات فولاذية صغيرة موصلة للصمام. تحافظ هذه الكرات على اتصال مستمر مع جسم الصمام والكرة تحت القوة، مما يسمح بتفريغ الكهرباء الساكنة الناتجة عن تصادمات السوائل أثناء التشغيل.
5. تصميم مقعد ذاتي الارتياح: يمنع هذا التصميم الوسائط السائلة أو الغاز المتبقية داخل تجويف الصمام من التسبب في زيادة الضغط الانفجارية بسبب ارتفاع درجة الحرارة عند إغلاق الصمام بالكامل أو مفتوحه بالكامل.
6. عمر طويل: المقاعد غير المعدنية، مثل PTFE، توفر تزييت ذاتي جيد، مما يؤدي إلى احتكاك منخفض وتآكل على الكرة. تقلل عمليات تصنيع الكرات المحسنة من خشونة السطح، مما يعزز عمر خدمة الصمام.

الخصائص الرئيسية لصمامات الكرة ذات الختم الصلب
1. تستخدم صمامات الكرة ذات الإغلاق الصلب الكرات والمقاعد عالية الدقة المصنوعة يدويا. اعتمادا على التطبيق، تكون أسطح الكرة والمقاعد صلبة بمواد مثل سبائك الكوبالت، أو سبيكة النيكل، أو مطلية بكربيد التنجستن، مما يوفر مقاومة ممتازة للتآكل.
2. أداء الختم: تضمن عملية الطحن الفريدة أن تحقق أسطح الكرة والمقاعد استدارة ونعومة عالية، مما يؤدي إلى إغلاق محكم للفقاعات وربما عدم وجود تسرب معدوم.
3. هيكل الإغلاق المرن: يمنع الصمام من التوقف بسبب التمدد الحراري عند درجات الحرارة العالية، مما يضمن التشغيل المرن حتى في ظروف الحرارة العالية.
4. القابلية للتطبيق: مناسبة للسوائل التي تحتوي على جزيئات صلبة أو علقات تحت درجات حرارة وضغوط مختلفة.

ثالثا.. تصميم وحساب صمامات الكرة
1) عند تصميم صمام كروي، يجب أولا تأكيد قطر صمام الكرة d: قطر قناة الكرة مقسم إلى نوعين: غير مخفض وقطر مختصر:

القطر غير المختزل: d يساوي قطر قناة جسم الصمام المحدد في المعايير ذات الصلة
القطر المخفض: عادة d=0.78 قطر قناة جسم الصمام المحدد في المعايير ذات الصلة. في الوقت الحالي، من الأفضل تصميم قسم الانتقال كانتقال بزاوية مخروطية لضمان عدم زيادة مقاومة التدفق.

2) بعد تحديد القطر، تحتاج إلى تحديد نصف قطر الكرة. عادة ما يستخدم R= (0.75~0.95) d. بالنسبة للأقطار الصغيرة، يأخذ الحساب قيمة كبيرة نسبيا ل R، والعكس صحيح. لضمان أن سطح الكرة يمكنه تغطية سطح إغلاق مقعد الصمام بالكامل، يجب فحصه بعد تحديد قطر الكرة، وفقا للصيغة التالية:Dالحد الأدنى=√D12+ √d2

Dالحد الأدنى: الحد الأدنى للقطر المحسوب للكرة
D1: القطر الخارجي لسطح تلامس مقعد الصمام
d: قطر فتحة القناة الكروية
D: القطر الفعلي للكرة

3) تحديد سمك جدار جسم الصمام (نتبع عادة معايير ASME) صيغة حساب سمك الجدار:SB=S'B+C

SB: سمك الجدران الفعلي
إس'بي: السماكة المحسوبة
C: هامش التآكل

عند تحديد السماكة المحسوبة S'B، يرجى الرجوع إلى الضغط الفعلي، وظروف درجة الحرارة، وخصائص المادة. عادة، يوفر معيار ASME B16.34 طريقة محددة لحساب سمك الجدار.

4) صيغة حساب الضغط النسبي بين الكرة ومقعد الصمام:qMF

qMF: الضغط النسبي المطلوب لسطح الختم
q: تم حساب الضغط النسبي لسطح الختم
[س]: الضغط النسبي المسموح به لسطح الختم

5) حساب تقصير دوران صمام الكرة:M=Mm+Mt+ Mu+ Mo

M: إجمالي عزم الدوران
Mm: عزم احتكاك بين ختم مقعد الصمام والكرة
Mt: عزم احتكاك بين ساق الصمام والحشوة
Mu: عزم الاحتكاك بين كتف ساق الصمام وغسالة الدفع
Mo: عزم احتكاك بين ساق الصمام وحلقة O.

6) حساب قوة ساق الصمام:
إجهاد الالتواء عند الوصلة بين ساق الصمام والكرةτN1= ذكور/أبض1≤ [τ]
إجهاد الالتواء عند الاتصال بين ساق الصمام والمشغلτN2= ذكور/أبض2≤ [τ]

M: إجمالي عزم الدوران
w1: معامل الالتواء لمقطع ساق الصمام عند الاتصال بالكرة
w2: معامل التواء لقسم ساق الصمام عند الاتصال بالمشغل
[τ] :إجهاد التواء مسموح به للمادة.

IV.. تحليل تسرب الصمامات الكروية
يمكن تصنيف تسرب صمام الكرة إلى تسرب خارجي وداخلي. غالبا ما يؤدي التسرب الخارجي إلى هدر المواد الخام والطاقة، وتلوث بيئي، ومخاطر محتملة مثل الحريق أو الانفجارات أو التسمم، مما يؤدي إلى خسائر اقتصادية كبيرة.

أسباب التسرب الخارجي:
1. جسم الصمام: غالبا ما يكون السبب عيوب في الصب مثل المسامات أو ثقوب الرمل، مما يؤدي إلى تسرب متوسط. عادة ما يتم اكتشافها من خلال الاختبارات الهيدروليكية.
2. التوصيلات: تسرب عند جسم الصمام، أو وصلات جسم الجوانب، أو عند جسم الصمام إلى وصلات الحافة في الأنابيب. عادة ما يكون السبب مشاكل مثل سوء نوع الحشوة أو المادة أو الحجم غير المناسب، أو جودة سطح ختم الحافة السيئة أو الأحمال الخارجية الزائدة على مسامير التوصيل.
3. ساق الصمام: غالبا بسبب التصميم غير الصحيح أو اختيار المواد غير الصحيح، مما يؤدي إلى توقف ساق الصمام في موضع معين، مما يمنع الإغلاق السليم ويسبب تسرب كبير.
4. غدة التعبئة: ناتجة عن غدة تعبئة مرتخية، أو إغلاق غير كاف، أو نوع أو جودة تغليف غير مناسبة، أو شيخوخة أو تآكل التعبئة.

أسباب التسرب الداخلي:
1. التصميم والتصنيع: مشاكل تسبب الإغلاق غير الصحيح وتسرب المتوسط، عادة من خلال التسرب أو التصريف المستمر الصغير.
2. تلف أثناء التعامل: تلف سطح ختم الكرة أو المقاعد أثناء التصنيع أو النقل أو الفحص أو التركيب أو الاستخدام، مما يؤدي إلى التسرب.
3. الجسيمات الصلبة في الوسط: الشوائب الصلبة في الوسط تسبب إغلاق الصمام بشكل غير صحيح وتسرب في الوسط، تتراوح من تسرب صغير إلى معدلات تدفق عالية.

تطبيقات صمامات الكرة
نظرا لمزاياها العديدة، تستخدم صمامات الكرة على نطاق واسع. يوصى به للأنظمة التي تتطلب ضبطا بوضعين، وإغلاق صارم، ومقاومة للسوائل، ومقاومة التآكل، ومسارات تدفق كاملة للسبطانة، وتشغيل سريع، وإغلاق الضغط العالي (فرق ضغط كبير)، وضوضاء منخفضة، وتبخير وتسريب قليل، وعزم دوران تشغيلي منخفض، ومقاومة منخفضة للسائل.

V.. كيفية اختيار صمام الكرة المناسب لتطبيقات متنوعة:
- خطوط أنابيب الغاز الحضري/الغاز الطبيعي: صمامات كروية عائمة ذات حافة أو ملولبة.
- أنابيب الأكسجين في علم المعادن: صمامات كروية مزودة بدقة من الشحوم.
- خطوط معالجة الأغذية: صمامات كروية مصقولة من الدرجة الصحية.
- خطوط الأنابيب الرئيسية في نقل النفط والغاز: صمامات كروية ملحومة بالكامل مدفونة تحت الأرض.
- التحكم في منفذ V: صمامات كروية ذات فتحات على شكل V لأداء تنظيمي.
- البتروكيماويات، التكرير، وتوليد الطاقة: صمامات كروية الإغلاق الناعم للأنظمة التي تعمل تحت 200°C وصمامات كروية محكمة الإغلاق للأنظمة فوق 200°C.

في الختام، تستخدم صمامات الكرة على نطاق واسع ويزداد إمدادها عالميا سنويا. يشمل اتجاه التطوير درجات حرارة عالية، ضغط مرتفع، قطر كبير، أداء عزل عالي، عمر طويل، تنظيم ممتاز، وتعدد وظائف. وبفضل مقاومتها للتآكل، وخفة وزنها، وفعاليتها من حيث التكلفة، قامت باستبدال جزئي صمامات البوابة، وصمامات الكرة الأرضية، وصمامات التحكم. مع التقدم في تكنولوجيا صمامات الكرة، من المتوقع أن يتوسع استخدامها في صناعات مثل اللب والورق، ونقل الغاز الطبيعي، والتكرير، والطاقة النووية بشكل كبير في المستقبل المنظور.
  تركز فليندا على تصميم وتصنيع وتقديم منتجات من الطراز الأول مع تقديم خدمة عملاء استثنائية. تشمل مجموعة منتجاتنا مجموعة متنوعة من الصمامات، مثل الصمامات اليدوية، الصمامات الكهربائية، الصمامات الهوائية، وملحقات صمامات التحكم في التدفق. تم تصميم هذه الصمامات لتلبية احتياجات مختلف الصناعات، بما في ذلك البتروكيماويات والكيماويات، والنفط والغاز، والمياه ومياه الصرف الصحي، والأدوية والتقنية الحيوية، وقطاعات الطاقة الجديدة.

لا تتردد في التواصل معنا للحصول على تفاصيل الصمامات وأحدث عروض أسعار الصمامات. فريق فليندا المهني ملتزم بمساعدتك في إيجاد الحلول المثالية لتطبيقاتك.
  • الاجتماعي:

آخر الأخبار

منشور حديث

الفئات

الوسوم

المنتجات الموصى بها

DIN GB Flange Electric PTFE Fluorine-Lined Ball Valve

صمام كروي كهربائي من DIN GB Flange PTFE مطاط بالفلورين

صمام كرة فلييندا ثنائي الاتجاه PTFE مبطن بالفلورين يحمل معايير GB/DIN/ANSI/JIS. هيكل الصمام مبطن بمادة فلور مستوردة، والتي تتمتع بمقاومة جيدة للتآكل والاستهلاك. الوادي
عرض التفاصيل+
Fleyenda Square Port Knife Gate Valve

صمام بوابة سكين الميناء المربعة فلييندا

 
عرض التفاصيل+
DN50 to DN500 PTFE Fluorine Flanged Pneumatic Butterfly Valve

صمام فراشة هوائي هوائي مع حواف فلورين من DN50 إلى DN500 PTFE

يستخدم صمام الفراشة الهوائي المبطن بالفلور بشكل خاص للتحكم في الوسائط التآكل أو شديدة التآكل. السطح الداخلي لجسم الصمام مغطى بأنواع مختلفة من البلاستيك الفلوري إلى
عرض التفاصيل+
DN200 WCB Industrial Straight Stroke Pneumatic Gate Valve

صمام البوابة الهوائية الصناعي DN200 WCB بنظام الشوط المستقيم

الصمام هو صمام بوابة هوائي صناعي منخفض المنصة وعمود صاعد مستقيم الشوط (أسطوانة ذات طبقة مزدوجة مع آلية مخزن) ويدوي مع آلية حماية (هواء يدوي وذاتي القفل
عرض التفاصيل+
FLE-QH-GAV Cast Iron Flanged Multi-turn Gate Valve with Electric Actuator

صمام بوابة متعدد الدورات من الحديد الزهر FLE-QH-GAV مع مشغل كهربائي

صمام FLE-QH-GAV من الفولاذ المصبوب من نوع الإسفين ذو البوابة الواحدة الصلب مع مشغل كهربائي يتميز بهيكل بسيط، وحجم صغير واستخدام موثوق نسبيا. وهو مناسب لمختلف وسائل الإعلام والبيئة الضغوطية
عرض التفاصيل+
يستخدم هذا الموقع ملفات تعريف الارتباط لتحسين تجربتك. سنفترض أنك موافق على ذلك، لكن يمكنك الانسحاب إذا تتمنى ذلك.كوكي الإعدادات قبول
سياسة الخصوصية والكوكيز