الصمامات الفراشية ثلاثية الإزاحة

ما هو الصمام الفراشي ثلاثي الإزاحة؟

في الصمامات الفراشية التقليدية يحتك القرص بمانع التسرب أثناء دورانه، مما يسبب البلى والتسرب، ولا سيما في التصاميم ذات المقعد المعدني. أما في التصميم ثلاثي الإزاحة فيُزاح العمود عن مركز القرص وعن محور الأنبوب، وتأتي الإزاحة الثالثة من الهندسة المخروطية لسطح الإحكام. وبفضل هذه الإزاحات الثلاث يتحرك القرص دون احتكاك أثناء الفتح والإغلاق، ولا يلامس المقعد إلا في الوضع النهائي.

يتحقق الإحكام عندما يضغط عزم المشغل حلقة إحكام معدنية رقائقية على مقعد مصلّد السطح مدمج في الجسم. وتوزع الحلقة المعدنية المرنة قوة الجلوس بالتساوي على محيط المقعد المشغول بدقة. ولذلك يستطيع الصمام الإحكام في الاتجاهين دون تسرب مرئي في اختبارات الماء والهواء.

ويجعل البناء المعدني بالكامل والمقاوم للحريق الصمامات ثلاثية الإزاحة ملائمة لنقاط العزل التي تهم فيها درجة الحرارة العالية والضغط العالي والسلامة من الحريق. ومع الأجزاء الداخلية الملائمة يمكن استخدام الصمام نفسه للتحكم في العملية أيضًا. كما يجعله قصر المسافة بين الوجهين وانخفاض الوزن حل عزل أكثر إحكامًا من حيث الحجم مقارنةً بصمامات البوابة أو الصمامات الكُروية في الخطوط الكبيرة.

كيف تعمل هندسة الإزاحة الثلاثية؟

يعمل الصمام ثلاثي الإزاحة بربع دورة (90 درجة)، ويقبل أي مشغل ربع دورة، سواء أكان مشغلًا هوائيًا أم هيدروليكيًا أم كهربائيًا أم علبة تروس يدوية.

1.    الإزاحة الأولى: يُنقل العمود إلى خلف خط الإحكام بحيث يشكّل سطح الإحكام حلقة متصلة دون انقطاع.

2.    الإزاحة الثانية: يُزاح العمود جانبيًا عن خط مركز الأنبوب والصمام، فيبتعد سطح الإحكام عن المقعد بسرعة عند بدء فتح القرص.

3.    الإزاحة الثالثة: يُشغَّل المقعد وحلقة الإحكام بهندسة مخروطية يميل محورها عن محور الأنبوب، وتتيح هذه الزاوية الدوران دون احتكاك.

4.    الجلوس بالعزم: في اللحظة الأخيرة من الإغلاق تلامس حلقة الإحكام المقعد وتُضغط بعزم المشغل، فيتحقق إحكام معدن على معدن في الاتجاهين.

دوران دون احتكاك وجلوس بالعزم

يقلل غياب الاحتكاك بين المقعد وحلقة الإحكام أثناء الدوران من البلى ومن تذبذب عزم التشغيل. كما تمنع واقيات المحامل المصنوعة من الغرافيت المضفور دخول الأوساخ إلى المحامل، مما يساعد على ثبات عزم التشغيل وبقاء الصمام قابلًا للتشغيل.

العزل والتحكم في العملية

يتيح المقعد المتين المدمج في الجسم وزوايا الجلوس المحسّنة استخدام الصمام للعزل والتحكم في العملية معًا. ويتوقف أقصى فرق ضغط مسموح على اختيار الأجزاء الداخلية: إذ تتوفر خمسة مستويات من 10 bar إلى 160 bar عند درجة الحرارة المحيطة.

الميزات الرئيسية

·         بناء معدني بالكامل مقاوم للحريق: منظومة إحكام خالية من اللدائن المرنة ومتحقق منها باختبار الحريق.

·         مقعد جسم مصلّد السطح: تصليد سطحي بسبيكة أساسها الكوبالت من الدرجة 21 على المقعد المدمج في الجسم.

·         حلقة رقائقية قابلة للاستبدال: حلقة إحكام متعددة الطبقات من الدوبلكس والغرافيت يمكن استبدالها دون أدوات خاصة.

·         عمود من قطعة واحدة: ينقل العمود المصنوع من قطعة واحدة العزم بكفاءة، مع وصلة بين العمود والقرص بخابور.

·         حشوة منخفضة الانبعاثات: حشوة غرافيت مثبتة بغطاء حشوة مقسوم من جزأين؛ بناء متحقق منه باختبارات الانبعاثات الهاربة.

·         محامل للخدمة الشاقة: محامل مصممة لأحمال الضغط العالية ومقاومة البلى، محمية بواقيات من الغرافيت المضفور.

·         الحماية من انقذاف العمود: تصميم يمنع انقذاف العمود داخليًا وخارجيًا بما يتوافق مع المعايير الدولية.

·         تركيب سهل: علامات مرجعية لوضعي فتح القرص وإغلاقه، ومؤشر خارجي لموضع القرص، ومناطق مسامير شفاه مسوّاة السطح.

المواصفات الفنية

يلخص الجدول بيانات التهيئة الرئيسية لسلسلة الصمامات الفراشية ثلاثية الإزاحة.

جداول الأبعاد والأوزان مجرد مختارات؛ ويُقيَّم نطاق تهيئة أوسع لكل مشروع.

المزايا الرئيسية

·         انعدام التسرب المرئي: عزل موثوق بإحكام معدن على معدن في الاتجاهين.

·         عمر طويل: يحد الدوران دون احتكاك والمقعد المصلّد السطح من البلى إلى أدنى مستوى.

·         السلامة من الحريق: بناء معدني بالكامل وتحقق باختبار الحريق.

·         اقتصادية في المقاسات الكبيرة: حل عزل مدمج وخفيف حتى مقاس اسمي 3450 mm (DN 80–3450).

·         تعدد الاستخدامات: يجمع العزل والتحكم في العملية في صمام واحد ويتوافق مع طيف واسع جدًا من الموائع.

مجالات الاستخدام

تُستخدم الصمامات الفراشية ثلاثية الإزاحة مع طيف واسع جدًا من الموائع والقطاعات، ومن الأمثلة على ذلك: النفط الخام، ووقود الطائرات، والبنزين، والغاز الحامضي والغاز الحمضي، وغاز التخليق، والغاز الطبيعي، وغاز الشعلة، وثاني أكسيد الكربون، والهيدروجين، والأكسجين، والأحماض، والأمونيا، والكلور، والبخار، وموائع نقل الحرارة، وغازات المداخن، ومياه الشرب، ومياه البحر، ومياه الصرف.

النفط والغاز والبتروكيماويات

العزل والتحكم في الخطوط التي تنقل النفط الخام والغاز الطبيعي والغاز الحامضي والمنتجات البتروكيميائية الوسيطة.

توليد الطاقة والتدفئة المركزية

خطوط البخار والماء الساخن في محطات الوقود الأحفوري والطاقة الحرارية الجوفية والشمسية والكهرومائية وفي منظومات التدفئة المركزية.

المياه وتحلية المياه ومياه الصرف

العزل في الأقطار الكبيرة في منشآت مياه الشرب ومياه البحر والتحلية ومياه الصرف.

التعدين والصناعات البحرية وقطاعات أخرى

تطبيقات في الفحم والتعدين وبناء السفن والأغذية والمشروبات والصناعات الجوية والفضائية.

معايير اختيار الصمام ثلاثي الإزاحة

يتطلب اختيار الصمام ثلاثي الإزاحة تقييم فرق الضغط والمادة ونوع الجسم معًا.

فرق الضغط ومستوى الأجزاء الداخلية (Trim)

·         مستوى الأجزاء الداخلية (A–E) وفق أقصى فرق ضغط عند الإغلاق

·         ضغط التصميم وفئة ASME / PN

·         ما إذا كان المطلوب العزل أو التحكم في العملية أو كليهما

المادة والمائع

·         الطبيعة الأكالة والكاشطة للمائع

·         درجة حرارة التصميم ومتطلبات الحرارة المنخفضة

·         الخدمة الحامضية والضغط الجزئي لـ H2S

·         نوع حلقة الإحكام (رقائقية أو مصمتة)

نوع الجسم والتشغيل

·         جسم بشفتين أو Lug أو Wafer أو باللحام التناكبي

·         معيار المسافة بين الوجهين (ISO 5752، EN 558، API 609)

·         نوع المشغل ووضع الأمان عند العطل وعزم التشغيل

·         متطلبات السلامة من الحريق والانبعاثات وSIL

المعايير والشهادات

تُصنَّع سلسلة الصمامات الفراشية ثلاثية الإزاحة ضمن إطار التصميم والاختبار والاعتماد التالي.

الشهادات الإقليمية للمنتج (مثل اللوائح الفنية للاتحاد الجمركي الأوراسي ورقم التسجيل الكندي) مدرجة في جدول شهادات الشركة المصنعة، ويجب تأكيدها وفق متطلبات المشروع.

هندسة العزل لدى TLY Enerji

كثيرًا ما تُختار الصمامات ثلاثية الإزاحة لنقاط العزل الحرجة التي تجتمع فيها متطلبات الحرارة العالية والسلامة من الحريق وانعدام التسرب. وإذا لم يُختر مستوى الأجزاء الداخلية والمادة وعزم المشغل بشكل صحيح في هذه النقاط، فلن يبلغ أداء الإحكام المستوى المنتظر. ولذلك تتناول TLY Enerji الاختيار بمراعاة هذه المعاملات مجتمعة.

يُحدَّد مستوى الأجزاء الداخلية والمادة انطلاقًا من فرق الضغط عند الإغلاق ودرجة الحرارة والمائع ونوع الجسم، وتُراجَع متطلبات السلامة من الحريق والانبعاثات وSIL مقابل مواصفات المشروع. وتُدرج توصيات تحديد مقاس المشغل واتجاه التركيب في عرض السعر، وتُجمع وثائق الشهادات والاختبارات وفق متطلبات المشروع. ويُنسَّق التشغيل الأولي والدعم في الموقع وفق خطة المشروع، وتُضاف خطوات استبدال حلقة الإحكام والحشوة إلى الوثائق لفرق الصيانة.

·         اختيار الأجزاء الداخلية والمادة

·         التحقق من المطابقة للمواصفات

·         تحديد مقاس المشغل

·         وثائق الشهادات والاختبارات

·         تنسيق التشغيل الأولي

الأسئلة الشائعة

ما هو الصمام ثلاثي الإزاحة؟

الصمام ثلاثي الإزاحة صمام فراشي معدني بالكامل يتميز بهندسة إحكام مخروطية إضافةً إلى إزاحتين في محوري العمود والقرص. وتمنع هذه الهندسة احتكاك القرص بالمقعد أثناء الدوران، فلا يجلس القرص إلا في اللحظة الأخيرة من الإغلاق. ويتحقق الإحكام بتلامس معدن على معدن وبعزم المشغل.

هل يحقق الصمام ثلاثي الإزاحة انعدام التسرب فعلًا؟

تحكم هذه السلسلة من الصمامات في الاتجاهين دون تسرب مرئي في اختبارات تُجرى أولًا بالماء تحت ضغط مرتفع ثم بالهواء تحت ضغط منخفض. ويُتحقق من هذا الأداء وفق معيار معدل التسرب A في ISO 5208 وEN 12266-1، ووفق المتطلب الذي يحدده API 598 للصمامات ذات المقعد المرن.

ما الفرق بين الصمام ثلاثي الإزاحة والصمام ثنائي الإزاحة؟

في الصمامات ثنائية الإزاحة قد يحتك القرص بمانع التسرب لفترة وجيزة في الجزء الأخير من حركته، وتُستخدم عادةً موانع تسرب لينة. أما في الصمامات ثلاثية الإزاحة فتلغي الهندسة المخروطية المضافة الاحتكاك كليًا وتجعل الجلوس معدنًا على معدن ممكنًا، وهي ميزة في الخدمات التي تتطلب حرارة عالية وسلامة من الحريق.

ما فروق الضغط التي يتحملها الصمام؟

يتوقف أقصى فرق ضغط مسموح على مستوى الأجزاء الداخلية. فعند درجة الحرارة المحيطة يبلغ 10 bar للمستوى A، و25 bar للمستوى B، و52 bar للمستوى C، و110 bar للمستوى D، و160 bar للمستوى E. وتتراوح فئات ضغط الجسم بين ASME Class 150–1500 وPN 10–250.

هل الصمامات ثلاثية الإزاحة مقاومة للحريق؟

يساعد البناء المعدني بالكامل، مع خلو منظومة الإحكام من اللدائن المرنة، على الحفاظ على الإحكام في ظروف الحريق. وقد جرى التحقق من السلسلة وفق معيار اختبار الحريق API 607. وإذا تطلبت مواصفات المشروع معيارًا مختلفًا لاختبار الحريق، فيجب تأكيده بشكل منفصل.

هل يمكن استخدام الصمامات ثلاثية الإزاحة للتحكم؟

نعم. يتيح المقعد المتين المدمج في الجسم وزوايا الجلوس المحسّنة استخدام الصمام للعزل والتحكم في العملية معًا. وفي خدمة التحكم ينبغي اختيار المشغل ومحدد الموضع والأجزاء الداخلية وفق بيانات العملية.