1. نظرة عامة
صمام البوابة هو صمام حركة خطية يتحكم في التدفق برفع أو خفض البوابة. من أهم ميزاته:
- تصميم كامل (مسار تدفق غير معوق، وانخفاض ضغط ضئيل)
- مانع تسرب ثنائي الاتجاه (يمكن أن يمنع التدفق من أي اتجاه)
- مقاومة الضغط العالي (صمامات الفولاذ المطروق حتى PN420/الفئة 2500)
- قابلية تطبيق واسعة (من درجة حرارة منخفضة للغاية تصل إلى -196 درجة مئوية إلى درجة حرارة عالية تصل إلى 550 درجة مئوية)
2. المكونات الرئيسية
| عنصر | وصف |
| جسم | مصبوب (WCB/CF8) أو مطروق (A105/F22)؛ التوصيلات: مشفه/لحام بعقب/ملولب |
| بوابة | تصميم إسفيني/متوازي؛ المواد: SS (304/316)، فولاذ سبائكي (410)، مونيل |
| مقعد | ختم ستيليت صلب الوجه أو PTFE ناعم |
| ينبع | ساق صاعدة/غير صاعدة؛ مادة 17-4PH؛ حشوة من الجرافيت مع زنبرك من الفولاذ المقاوم للصدأ |
| آلية الختم | ختم ذاتي/ختم قسري؛ ختم منفاخ لتطبيقات الضغط العالي |
| التشغيل | عجلة يدوية/تروس/كهربائية/هوائية (متوافقة مع ISO 5211) |
3. الأنواع
(1) بواسطة Gate Design
- صمام بوابة إسفينية
- بوابة واحدة: لدرجة الحرارة/الضغط القياسيين
- بوابة مزدوجة: تعويض التآكل التلقائي لدرجات الحرارة/الضغط المرتفعة
- بوابة مرنة: تمنع التشوه الحراري
- صمام بوابة الشريحة المتوازية
- بوابات مزدوجة + حمل زنبركي، مثالية لأنظمة البخار
- بوابة السكين: مصممة للمواد الطينية/الطينية
(2) عن طريق حركة الجذع
- الساق الصاعدة: تتحرك الساق عموديًا (مؤشر الموضع المرئي)
- ساق غير صاعدة: تدور الساق فقط (موفرة للمساحة)
(3) أنواع خاصة
- صمام بوابة البلاطة: لخطوط الأنابيب (API 6D)
- صمام البوابة المبرد: معالجة عند درجة حرارة -196 درجة مئوية (تطبيقات الغاز الطبيعي المسال)
- صمام بوابة محطة الطاقة: فولاذ الكروم والموليبدينوم (P91/P92)، مقاوم لدرجات الحرارة العالية/الضغط
4. المواصفات
| المعلمة | يتراوح | ملحوظات |
| الحجم (DN) | DN15~DN1200 | تصميمات مخصصة لأحجام أكبر |
| تصنيف الضغط | PN10~PN420 (ANSI 150~2500) | الهياكل المزورة حتى الفئة 2500 |
| درجة حرارة | -196 درجة مئوية ~ 550 درجة مئوية | فولاذ الكروم والموليبدينوم لدرجات الحرارة العالية |
| وسائط | الماء/البخار/الزيت/الأحماض | تقليم هاستيلوي للوسائط المسببة للتآكل |
| فئة التسرب | ANSI الفئة الرابعة (ختم معدني) | ختم ناعم يحقق الدرجة السادسة |
| وقت التشغيل | 30-60 ثانية للصمامات الكهربائية الكبيرة | تشغيل التروس: أبطأ ولكن أسهل |
5. التطبيقات
① النفط والغاز
- عزل خطوط الأنابيب (API 6D)
- معدات رأس البئر (صمامات الفولاذ الكربوني ذات الخدمة الحامضية)
② الكيميائية
- المواد المسببة للتآكل (صمامات هاستيلوي)
- مفاعلات الضغط العالي (صمامات الفولاذ المطروق)
③ الطاقة
- مياه تغذية الغلايات (صمامات الكروم والموليبدينوم عالية الحرارة)
- أنظمة البخار (تصميم القرص المزدوج المتوازي)
④ معالجة المياه
- توريدات بلدية (مطلية بالإيبوكسي بالكامل)
- مياه الصرف الصحي (بوابة السكين لمنع الانسداد)
⑤ متخصص
- تخزين الغاز الطبيعي المسال بالتبريد العميق (صمامات الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي)
- مياه صابورة السفينة (برونزية لمقاومة مياه البحر)
6. دليل الاختيار
| طلب | النوع الموصى به |
| الماء/الغاز (PN16) | بوابة إسفين من الحديد الزهر + ختم EPDM |
| بخار عالي الضغط (PN100) | شريحة متوازية مزورة + ستيليت |
| الوسائط المسببة للتآكل | تقليم مبطن/هاستيلوي |
| الغاز الطبيعي المسال المبرد (-196 درجة مئوية) | الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي المعالج بالتبريد |
| المواد الصلبة/الصلبة | بوابة السكين (مع وظيفة الكاشطة) |
7. الإيجابيات والسلبيات
✔ المزايا
- مقاومة تدفق لا تذكر (القطر الكامل = قطر الأنبوب الداخلي)
- ختم ثنائي الاتجاه (لا يوجد حد لاتجاه التدفق)
- مقاومة فائقة للضغط العالي ودرجة الحرارة
✖ القيود
- التشغيل البطيء (تشغيل متعدد الدورات)
- غير مناسب للخنق (خطر تآكل البوابة)
- ارتفاع التثبيت كبير (خاصة الساق المرتفعة)
8. المعايير
- API 600: صمامات بوابة البترول
- API 603: صمامات ذات حواف مقاومة للتآكل
- ASME B16.34: تصنيفات الضغط ودرجة الحرارة
- ISO 10434: صمامات غطاء المحرك المُثبتة بمسامير للبترول
9. الصيانة
- قم بتزييت خيوط الساق كل ثلاثة أشهر
- اختبارات الختم السنوية لصمامات الضغط العالي
- يوصى باستخدام أختام المنفاخ لأنظمة البخار
خاتمة
تتفوق صمامات البوابة في تطبيقات الختم الكامل، والضغط العالي، وثنائي الاتجاه، مما يجعلها مثالية لخدمات العزل الحرجة. يُعدّ الاختيار الصحيح بناءً على خصائص الوسائط (التآكل/الحرارة/المواد الصلبة) وتكرار التشغيل أمرًا بالغ الأهمية. بالنسبة لمحطات الطاقة ومنشآت البتروكيماويات، تضمن صمامات البوابة المصنوعة من الفولاذ المطروق والمتوافقة مع معايير API موثوقية طويلة الأمد.
