1. نظرة عامة
صمام الكرة هو صمام دوار ربع دورة، يتحكم في التدفق بتدوير قرص كروي. من أهم ميزاته:
- إغلاق ممتاز (المقاعد المعدنية تحقق فئة ANSI VI)
- مقاومة تدفق ضئيلة (تصميم كامل الثقب يطابق قطر خط الأنابيب)
- تشغيل سريع (دوران 90 درجة للفتح/الإغلاق الكامل)
- عمر خدمة طويل (التصميمات المقاومة للتآكل تدعم أكثر من 100000 دورة)
2. المكونات الرئيسية
| عنصر | وصف |
| جسم | هيكل مصبوب/مطروق (WCB، CF8، فولاذ مزدوج)؛ التوصيلات: مشفه/لحام طرفي/ملولب |
| كرة | كرة مصقولة بدقة (Ra≤0.8μm)؛ المواد: 304/316 SS، فولاذ كربوني مطلي بالنيكل، مطلي بالسيراميك |
| مقعد | ختم ناعم (PTFE/RPTFE) أو ختم معدني (سبائك ستيليت) |
| ينبع | تصميم مقاوم للانفجار؛ معالج حرارياً بـ 17-4PH؛ حشوة من الجرافيت مع تعويض زنبركي من الفولاذ المقاوم للصدأ |
| التشغيل | يدوي/هوائي/كهربائي/هيدروليكي (وسادة التركيب ISO 5211) |
3. الأنواع
(1) حسب التصميم
- الكرة العائمة
- تضغط الكرة على المقاعد عن طريق ضغط الوسائط
- نطاق الحجم: DN15~DN200
- الضغط: PN16~PN40
- مثبت على المحور
- كرة مثبتة بواسطة سيقان علوية/سفلية؛ تمتص المقاعد الضغط
- نطاق الحجم: DN50~DN1200
- الضغط: PN16~PN250 (ANSI 150~2500)
(2) بواسطة بور
- الحفر الكامل: ID = معرف خط الأنابيب (للتنظيف بالخنازير)
- انخفاض الثقب: القطر الداخلي ≈ 80% من القطر الداخلي لخط الأنابيب (فعال من حيث التكلفة)
(3) أنواع خاصة
- كرة V-Port: شق على شكل V للتحكم الدقيق (≈ نسبة مئوية متساوية من الخصائص)
- هيكل من ثلاث قطع: قابل للإزالة للصيانة
- المدخل العلوي: تصميم قابل للإصلاح في الخط
4. المواصفات
| المعلمة | يتراوح | ملحوظات |
| الحجم (DN) | DN8~DN1200 | تصميمات مخصصة لأحجام أكبر |
| تصنيف الضغط | PN10~PN420 (ANSI 150~2500) | صمامات المحور ذات الضغط العالي حتى 2500 رطل |
| درجة حرارة | -196 درجة مئوية ~ 550 درجة مئوية | المعالجة بالتبريد لدرجات الحرارة المنخفضة |
| وسائط | الماء/النفط/الغاز/الأحماض/الرواسب | مبطنة بالفلور للوسائط المسببة للتآكل |
| فئة التسرب | ANSI الفئة الرابعة/الخامسة/السادسة | المقاعد المعدنية تصل إلى الفئة السادسة |
| سرعة التشغيل | هوائي: 0.5 ثانية (الأسرع) | صمامات كهربائية كبيرة: 10-30 ثانية |
5. التطبيقات
① النفط والغاز
- صمامات كتلة الأنابيب (API 6D)
- صمامات التبريد العميق للغاز الطبيعي المسال (فولاذ مقاوم للصدأ الأوستنيتي عند درجة حرارة -196 درجة مئوية)
② الكيميائية
- وسائط تآكلية (مبطنة بـ PTFE)
- مفاعلات الضغط العالي (صمامات محورية مزورة)
③ الطاقة
- مياه تغذية الغلايات (صمامات مزورة محكمة الغلق)
- خطوط البخار (صمامات محكمة الغلق)
④ معالجة المياه
- الشبكات البلدية (مغطاة بالكامل بالإيبوكسي)
- مياه الصرف الصحي (مطلية بالسيراميك المقاوم للتآكل)
⑤ متخصص
- أشباه الموصلات (غاز عالي النقاء)
- الأنظمة البحرية (صمامات مياه البحر البرونزية)
6. دليل الاختيار
| طلب | النوع الموصى به |
| الماء/الغاز (PN16) | كرة عائمة + مقاعد PTFE |
| زيت عالي الضغط (PN100) | مثبت على محور + مقاعد معدنية |
| الأحماض/القلويات | كرة مبطنة بالفلور/هاستيلوي |
| الغاز الطبيعي المسال المبرد (-196 درجة مئوية) | صمامات SS المعالجة بالتبريد |
| المواد الكاشطة | كرات صلبة مطلية بالسبائك |
7. الإيجابيات والسلبيات
✔ المزايا
- إغلاق محكم للفقاعات (ثنائي الاتجاه)
- سهولة الصيانة (استبدال المقعد المباشر لبعض الموديلات)
- تصميم مقاوم للحريق (معتمد من API 607)
✖ القيود
- غير مناسب للخنق (باستثناء منفذ V)
- التكلفة العالية للصمامات ذات القطر الكبير/الضغط العالي
8. المعايير
- API 6D: صمامات خطوط الأنابيب
- API 608: صمامات كروية معدنية ذات حواف
- ISO 17292: صمامات البترول/البتروكيماويات
- ASME B16.34: تصنيفات الضغط ودرجة الحرارة
9. الصيانة
- فحص تغليف الجذع كل ثلاثة أشهر
- اختبارات سلامة الختم السنوية لصمامات الضغط العالي
- تصميمات محكمة الغلق للبيئات المسببة للتآكل
Cخاتمة
تتميز صمامات الكرة بخصائصها المانعة للتسرب ومقاومة التدفق المنخفض، مما يجعلها أساسية لأنظمة الأنابيب الصناعية. يضمن الاختيار المناسب، بناءً على خصائص الوسائط والضغط والتردد، موثوقية طويلة الأمد.
