إقتبس

مقدمة الصمام الكروي: الميزات الهيكلية ، تحليل الفشل ، التطبيقات

Ball Valve Introduction: Structural Features, Failure Analysis, Applications

مقدمة الصمام الكروي: الميزات الهيكلية ، تحليل الفشل ، التطبيقات

سبتمبر.10.2025

تطورت الصمامات الكروية ، التي ظهرت في الخمسينيات ، بسرعة إلى فئة رئيسية من الصمامات على مدى بضعة عقود. تطورت الصمامات الكروية المبكرة من صمامات التوصيل ، باستخدام كرة بدلا من سدادة للتحكم في تدفق السوائل. تتطابق منطقة مرور التدفق داخل الصمام مع قطر خط الأنابيب ، مما يسمح للسائل بالمرور مباشرة بأقل انخفاض في الضغط. لا يتطلب التشغيل من الفتح الكامل إلى الإغلاق الكامل سوى دوران 90 درجة لجذع الصمام. تتكون مجموعة الصمامات من عدد قليل من المكونات المختلفة ، مما يسهل صيانتها وإصلاحها. الصمامات الكروية مناسبة جدا لنقل السوائل مثل السوائل والغازات. ومع ذلك ، نظرا لأن المقاعد عادة ما تكون مصنوعة من المطاط أو النايلون أو PTFE ، فإن درجة حرارة التشغيل تقتصر بشكل عام على أقل من 200 درجة مئوية. بالنسبة للملاط أو المواد الصلبة أو الوسائط ذات درجة الحرارة العالية ، يجب استخدام المقاعد المعدنية. اليوم ، يتم تطبيق الصمامات الكروية على نطاق واسع في مختلف المجالات مثل البتروكيماويات.
 
I.. تصنيف الصمام الكروي
1. حسب الهيكلتصنف إلى صمامات كروية عائمة ومرتكز الدوران بناء على آلية الدعم.:
2. عن طريق التركيبمقسمة إلى صمامات دخول علوية ، ومدخل جانبي (قطعة واحدة ، وقطعتين ، وثلاث قطع) ، وصمامات كروية بزاوية بناء على طريقة تركيب الكرة.:
3. حسب هيكل الكرةيتضمن الكرة المتكاملة ، والكرة المجزأة ، وكرة V-Port (كرة مقطعية مقوسة ، كرة مقطعية بيضاوية الشكل).:
4. عن طريق ممر التدفقتصنف إلى صمامات كروية ثنائية الاتجاه وثلاثية الاتجاهات ورباعية الاتجاهات.:
5. حسب مادة المقعدمقسمة إلى صمامات كروية ذات ختم ناعم وختم صلب بناء على مادة الأجزاء الداخلية (المقعد بشكل أساسي).:
6. عن طريق التشغيليشمل الصمامات الكروية اليدوية والهوائية والكهربائية والهيدروليكية.:
7. حسب التطبيقتصنف إلى صمامات كروية مفرغة ، وصمامات كروية مبردة ، وصمامات كروية ذات درجة حرارة عالية ، وصمامات كروية معزولة ، وصمامات كروية مبطنة مقاومة للتآكل.:

يمكن تصنيف الصمامات الكروية بعدة طرق. الفئات الأكثر شيوعا هي أربعة: الصمامات الكروية العائمة ذات الختم الناعم ، والصمامات الكروية العائمة ذات الختم الصلب ، والصمامات الكروية ذات الختم الناعم مرتكز الدوران ، والصمامات الكروية ذات الختم الصلب ، 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 الصمامات الكروية

بالمقارنة مع أنواع الصمامات الأخرى ، تتمتع الصمامات الكروية بالعديد من المزايا. أولا ، لديهم قدرة تدفق عالية. تتوفر الصمامات الكروية بتكوينات منخفضة التجويف وكاملة ، وبغض النظر عن التصميم ، فهي تتمتع عموما بمعامل مقاومة تدفق منخفض. ثانيا ، أنها توفر عملية سريعة وسهلة. عادة ما يكون دوران جذع الصمام بزاوية 90 درجة كافيا لفتح الصمام أو إغلاقه بالكامل ، مما يتيح التشغيل السريع. بالإضافة إلى ذلك ، تم تجهيز الصمامات الكروية بتصميم جذعي مضاد للانفجار لضمان استخدام وصيانة أكثر أمانا.

الخصائص الرئيسية للصمامات الكروية ذات الختم الناعم
1. تتميز الصمامات الكروية ذات الختم الناعم عادة بتصميم تثبيت مباشر عالي المنصة مع غدة تعبئة مخفية قابلة للتعديل. يمكن تعديل التعبئة دون تفكيك الأسطوانة أو أي مكونات أخرى.
2. الختم الجيد: حاليا ، معظم مقاعد الصمامات الكروية ذات الختم الناعم مصنوعة من مواد مرنة غير معدنية ، مما يوفر قدرات إغلاق ممتازة ويضمن عدم التسرب.
3. هيكل الحماية من الحرائق: وفقا لمتطلبات تصميم AP1607 ، تتميز الصمامات الكروية ذات الختم الناعم بهيكل آمن للحريق: ختمان - مقعد ناعم ومقعد احتياطي معدني. حتى في حالة نشوب حريق ، يحافظ الصمام على الدعم والختم ، مما يمنع التسرب.
4. جهاز مضاد للكهرباء الساكنة: تم تجهيز جذع الصمام بكرات فولاذية صغيرة موصلة. تحافظ هذه الكرات على اتصال مستمر بجسم الصمام والكرة تحت القوة ، مما يسمح بتفريغ الكهرباء الساكنة الناتجة عن تصادم السوائل أثناء التشغيل.
5. تصميم مقعد التخفيف الذاتي: يمنع هذا التصميم وسائط السائل أو الغاز المتبقية داخل تجويف الصمام من التسبب في زيادة الضغط المتفجر بسبب ارتفاع درجة الحرارة عندما يكون الصمام مغلقا بالكامل أو مفتوحا بالكامل.
6. عمر طويل: توفر المقاعد غير المعدنية ، مثل PTFE ، تزييتا ذاتيا جيدا ، مما يؤدي إلى انخفاض الاحتكاك والتآكل ضد الكرة. تقلل عمليات تصنيع الكرة المحسنة من خشونة السطح ، مما يعزز عمر خدمة الصمام.

الخصائص الرئيسية للصمامات الكروية ذات الختم الصلب
1. تستخدم الصمامات الكروية ذات الختم الصلب كرات ومقاعد آلية عالية الدقة. اعتمادا على التطبيق ، تكون أسطح الكرة والمقاعد صلبة الواجهة بمواد مثل سبائك الكوبالت ، أو السبائك القائمة على النيكل ، أو المطلية بكربيد التنجستن ، مما يوفر مقاومة تآكل ممتازة.
2. أداء الختم: تضمن عملية الطحن الفريدة أن تحقق أسطح الكرة والمقاعد استدارة ونعومة عالية ، مما يؤدي إلى إحكام إغلاق الفقاعات وربما عدم حدوث تسرب.
3. هيكل الختم المرن: يمنع الصمام من الاستيلاء بسبب التمدد الحراري في درجات حرارة عالية ، مما يضمن التشغيل المرن حتى في ظروف درجات الحرارة العالية.
4. التطبيق: مناسب للسوائل التي تحتوي على جزيئات صلبة أو ملاط تحت درجات حرارة وضغوط مختلفة.

III.. تصميم وحساب الصمامات الكروية
1) عند تصميم صمام كروي ، يجب عليك أولا تأكيد قطر الصمام الكروي د: ينقسم قطر القناة الكروية إلى نوعين: قطر غير مخفض ومنخفض:

القطر غير المقل: d يساوي قطر قناة جسم الصمام المحدد في المعايير ذات الصلة
القطر المنخفض: بشكل عام d = 0.78 قطر قناة جسم الصمام المحدد في المعايير ذات الصلة. في هذا الوقت ، من الأفضل تصميم قسم الانتقال الخاص به كانتقال زاوية مخروطية لضمان عدم زيادة مقاومة التدفق.

2) بعد تحديد القطر ، تحتاج إلى تحديد نصف قطر الكرة. بشكل عام ، يتم استخدام R = (0.75 ~ 0.95) d. بالنسبة للأقطار الصغيرة ، يأخذ الحساب قيمة كبيرة نسبيا ل R ، والعكس صحيح. من أجل التأكد من أن سطح الكرة يمكن أن يغطي سطح ختم مقعد الصمام بالكامل ، بعد اختيار قطر الكرة ، يجب فحصه وفقا للصيغة التالية:Dدقيقه=√ د12+ √ د2

Dدقيقهالحد الأدنى للقطر المحسوب للكرة:
D1القطر الخارجي لسطح تلامس مقعد الصمام:
dقطر ثقب قناة الكرة:
Dالقطر الفعلي للكرة:

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

SBسمك الجدار الفعلي:
س'بسمك محسوب:
Cهامش التآكل:

عند تحديد السماكة المحسوبة S'B ، راجع الضغط الفعلي وظروف درجة الحرارة وخصائص المواد. عادة ما يوفر معيار ASME B16.34 طريقة محددة لحساب سمك الجدار.

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

qوسطالضغط النسبي المطلوب لسطح الختم:
qالضغط النسبي المحسوب لسطح الختم:
[ف]الضغط النسبي المسموح به لسطح الختم:

5) حساب تقصير دوران الصمام الكروي:م = مm+مt+ مu+ مo

Mعزم الدوران الكلي:
Mmعزم الاحتكاك بين ختم مقعد الصمام والكرة:
Mtعزم دوران الاحتكاك بين جذع الصمام والتعبئة:
Muعزم دوران الاحتكاك بين كتف جذع الصمام وغسالة الدفع:
Moعزم دوران الاحتكاك بين جذع الصمام والحلقة O.:

6) حساب قوة جذع الصمام:
إجهاد الالتواء عند الاتصال بين جذع الصمام والكرةτN1= م / ث1≤ [τ]
إجهاد الالتواء عند الاتصال بين جذع الصمام والمشغلτن2= م / ث2≤ [τ]

Mعزم الدوران الكلي:
w1معامل الالتواء لقسم جذع الصمام عند الاتصال بالكرة:
w2معامل الالتواء لقسم جذع الصمام عند الاتصال بالمحرك:
[τ] :إجهاد الالتواء المسموح به للمواد.

IV.. تحليل تسرب الصمامات الكروية
يمكن تصنيف تسرب الصمام الكروي إلى تسرب خارجي وداخلي. غالبا ما يؤدي التسرب الخارجي إلى إهدار المواد الخام والطاقة والتلوث البيئي والمخاطر المحتملة مثل الحريق أو الانفجارات أو التسمم ، مما يؤدي إلى خسائر اقتصادية كبيرة.

أسباب التسرب الخارجي:
1. جسم الصمام: يحدث عادة بسبب عيوب الصب مثل المسام أو ثقوب الرمل ، مما يؤدي إلى تسرب متوسط. عادة ما يتم اكتشافها من خلال الاختبار الهيدروليكي.
2. التوصيلات: تسرب في جسم الصمام ، أو وصلات الجسم الجانبي ، أو جسم الصمام إلى وصلات شفة خط الأنابيب. عادة ما يكون سببها مشكلات مثل نوع الحشية غير السليمة أو المواد أو الحجم ، أو ضعف جودة سطح ختم الحافة ، أو الأحمال الخارجية الزائدة على مسامير التوصيل.
3. جذع الصمام: غالبا بسبب التصميم غير السليم أو اختيار المواد ، مما يتسبب في استيلاء جذع الصمام في موضع معين ، مما يمنع الإغلاق المناسب ويؤدي إلى تسرب كبير.
4. غدة التعبئة: ناتجة عن غدة التعبئة السائبة ، أو الختم غير الكافي ، أو نوع التعبئة أو الجودة غير الصحيحة ، أو الشيخوخة أو تآكل التعبئة.

أسباب التسرب الداخلي:
1. التصميم والتصنيع: المشكلات التي تسبب الختم غير الصحيح والتسرب المتوسط ، عادة من خلال التسرب أو التفريغ المستمر الصغير.
2. الضرر أثناء المناولة: تلف سطح ختم الكرة أو المقعد أثناء التصنيع أو النقل أو التفتيش أو التركيب أو الاستخدام ، مما يؤدي إلى التسرب.
3. الجسيمات الصلبة في المتوسط: الشوائب الصلبة في الوسط تسبب إغلاق الصمام بشكل غير صحيح وتسرب متوسط ، بدءا من التسرب الصغير إلى معدلات التدفق الكبيرة.

تطبيقات الصمامات الكروية
نظرا لمزاياها العديدة ، يتم استخدام الصمامات الكروية على نطاق واسع. موصى به للأنظمة التي تتطلب ضبطا ثنائي الوضع، وختم صارم، وملاط، ومقاومة للتآكل، ومسارات تدفق التجويف الكامل، والتشغيل السريع، والإغلاق بالضغط العالي (الضغط التفاضلي الكبير)، وانخفاض مستوى الضجيج، والحد الأدنى من التبخير والتسرب، وعزم دوران التشغيل المنخفض، ومقاومة السوائل المنخفضة.

V.. كيفية اختيار الصمام الكروي المناسب لمختلف التطبيقات:
- خطوط أنابيب غاز المدينة / الغاز الطبيعي: صمامات كروية عائمة ذات حواف أو ملولبة.
- خطوط أنابيب الأكسجين في علم المعادن: صمامات كروية منزوعة الشحوم بدقة.
- خطوط تجهيز الأغذية: صمامات كروية مصقولة من الدرجة الصحية.
- خطوط الأنابيب الرئيسية في نقل النفط والغاز: صمامات كروية ملحومة كاملة التجويف مدفونة تحت الأرض.
- التحكم في المنفذ V: صمامات كروية ذات فتحات على شكل حرف V لبعض أداء التنظيم.
- البتروكيماويات والتكرير وتوليد الطاقة: صمامات كروية ناعمة الغلق للأنظمة التي تعمل تحت 200 درجة مئوية والصمامات الكروية الصلبة للأنظمة التي تزيد عن 200 درجة مئوية.

في الختام ، يتم استخدام الصمامات الكروية على نطاق واسع ويزداد إمداداتها العالمية سنويا. يشمل اتجاه التطوير درجة حرارة عالية ، وضغط مرتفع ، وقطر كبير ، وأداء ختم عالي ، وعمر طويل ، وتنظيم ممتاز ، وتعدد الوظائف. نظرا لمقاومتها للتآكل وخفة وزنها وفعاليتها من حيث التكلفة ، فقد استبدلت جزئيا صمامات البوابة وصمامات الكرة الأرضية وصمامات التحكم. مع التقدم في تكنولوجيا الصمامات الكروية ، من المتوقع أن يتوسع استخدامها في صناعات مثل اللب والورق ونقل الغاز الطبيعي والتكرير والطاقة النووية بشكل كبير في المستقبل المنظور.
  تركز Fleyenda على تصميم وتصنيع وتقديم منتجات من الدرجة الأولى مع توفير خدمة عملاء استثنائية. تشمل مجموعة منتجاتنا صمامات مختلفة ، مثل الصمامات اليدوية والصمامات الكهربائية والصمامات 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 والتكنولوجيا الحيوية وقطاعات الطاقة الجديدة.

لا تتردد في الاتصال بنا للحصول على تفاصيل الصمام وأحدث عروض أسعار الصمام. فريق Fleyenda المحترف مكرس لمساعدتك في العثور على الحلول المثالية لتطبيقاتك.
  • اجتماعي:

آخر الأخبار

آخر مشاركة

فئات

العلامات

المنتجات الموصى بها

DIN GB Flange Electric PTFE Fluorine-Lined Ball Valve

DIN GB شفة كهربائية PTFE صمام كروي مبطن بالفلور

يحتوي الصمام الكروي المبطن بالفلور PTFE ثنائي الاتجاه على معايير GB / DIN / ANSI / JIS. جسم الصمام مبطن بمادة الفلور المستوردة ، والتي تتمتع بمقاومة جيدة للتآكل ومقاومة للتآكل. فال
عرض التفاصيل+
Fleyenda Square Port Knife Gate Valve

Fleyenda مربع ميناء سكين بوابة صمام

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

DN50 إلى DN500 PTFE صمام فراشة هوائي ذو حواف الفلور

يستخدم صمام الفراشة الهوائي ذو الحواف المبطنة بالفلور خصيصا للتحكم في الوسائط المسببة للتآكل أو شديدة التآكل. السطح الداخلي لجسم الصمام مغطى بأنواع مختلفة من البلاستيك الفلوري
عرض التفاصيل+
DN200 WCB Industrial Straight Stroke Pneumatic Gate Valve

DN200 WCB الصناعية على التوالي السكتة الدماغية صمام بوابة هوائي

الصمام عبارة عن صمام بوابة هوائي ذو قطب مرتفع صناعي منخفض المنصة (أسطوانة مزدوجة الطبقة مع آلية عازلة) ويدوي مع آلية حماية (هواء يدوي وذاتي القفل
عرض التفاصيل+
FLE-QH-GAV Cast Iron Flanged Multi-turn Gate Valve with Electric Actuator

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

صمام بوابة واحدة صلب من نوع إسفين من الفولاذ المصبوب FLE-QH-GAV مع مشغل كهربائي له هيكل بسيط وحجم صغير واستخدام موثوق نسبيا. إنها مناسبة لمختلف وسائل الإعلام وبيئة الضغط
عرض التفاصيل+
يستخدم هذا الموقع ملفات تعريف الارتباط لتحسين تجربتك. سنفترض أنك موافق على ذلك، ولكن يمكنك إلغاء الاشتراك إذا تتمنى.الكوكي اعدادات تقبل
سياسة الخصوصية وملفات تعريف الارتباط