صمام الفراشة هو صمام حركة دورانية ربع دورة، يتحكم في تدفق السوائل عن طريق تدوير قرص. يتميز ببنيته البسيطة، وسرعة تشغيله، وانخفاض مقاومته للتدفق، وتصميمه خفيف الوزن، ويُستخدم على نطاق واسع في تطبيقات معالجة المياه، والبتروكيماويات، وتوليد الطاقة، والقطاع البحري، وتكييف الهواء.
1. المكونات الرئيسية لصمام الفراشة
تتضمن المكونات الرئيسية لصمام الفراشة ما يلي:
(1) جسم الصمام
- عادة ما تكون مصنوعة من مواد مصبوبة أو مزورة مثل الحديد الزهر (HT200/250)، أو الحديد المطاوع (QT450)، أو الفولاذ الكربوني (WCB)، أو الفولاذ المقاوم للصدأ (CF8/CF8M)، أو الفولاذ المزدوج.
- أنواع التوصيل الشائعة: نوع الرقاقة، ونوع الحافة، ونوع العروة.
(2) القرص
- عادة ما تكون عبارة عن لوحة دائرية مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ، أو الفولاذ المزدوج، أو مبطنة بالمطاط/PTFE.
- يتم تصنيفها إلى تصميمات مركزية (متحدة المركز) وتصميمات لامركزية (أحادية، مزدوجة، ثلاثية الإزاحة) بناءً على آلية الختم.
(3) الساق
- مصنوعة من الفولاذ السبائكي عالي القوة (على سبيل المثال، 17-4PH) أو الفولاذ المقاوم للصدأ (304/316) لمقاومة التآكل ونقل عزم الدوران.
- متصل بالقرص عبر مفتاح أو تصميم بدون دبوس لتحقيق الاستقرار.
(4) نظام الختم
- الختم الناعم (الختم المطاطي): يستخدم EPDM، أو NBR، أو PTFE، وهو مناسب للتطبيقات ذات الضغط المنخفض ودرجة الحرارة المنخفضة (≤1.6 ميجا باسكال، ≤120 درجة مئوية).
- ختم المعادن (الختم الصلب): الفولاذ المقاوم للصدأ مع طبقة من الجرافيت/السبيكة، مثالي لظروف الضغط العالي ودرجات الحرارة العالية (≤10 ميجا باسكال، ≤600 درجة مئوية).
(5) طرق التشغيل
- التشغيل اليدوي (الرافعة، علبة التروس)
- مشغل هوائي (أحادي/مزدوج الفعل)
- مشغل كهربائي (تشغيل/إيقاف أو تعديل)
- التشغيل الهيدروليكي (تطبيقات الضغط العالي وعزم الدوران العالي)
2. المواصفات الفنية الرئيسية
| المعلمة | يتراوح | ملاحظات |
| القطر الاسمي (DN) | DN50~DN3000 | الصمامات ذات القطر الكبير شائعة في معالجة المياه |
| تصنيف الضغط (PN) | PN6~PN100 (ANSI 150~600) | يمكن أن تصل صمامات الإزاحة الثلاثية ذات الضغط العالي إلى PN100 |
| نطاق درجة الحرارة | -40 درجة مئوية ~ 600 درجة مئوية | معالجة خاصة مطلوبة للتطبيقات المبردة |
| الوسائط المتوافقة | الماء والنفط والغاز والبخار والسوائل المسببة للتآكل | صمامات مبطنة بمادة PTFE للسوائل الحمضية/القلوية |
| فئة التسرب | ANSI الفئة الرابعة/الخامسة/السادسة | يمكن للأختام المعدنية تحقيق الفئة السادسة |
3. أنواع صمامات الفراشة وتطبيقاتها
(1) صمام الفراشة المركزي
- التصميم: القرص والمقعد متحدة المركز، ويعتمدان على الضغط المطاطي للإغلاق.
- التطبيقات:
- إمدادات المياه ومعالجة مياه الصرف الصحي (DN100~DN2000)
- أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء
- الصناعات الغذائية والدوائية (صمامات الفراشة الصحية)
(2) صمام الفراشة المزدوج اللامركزي
- التصميم: يتم إبعاد الجذع عن مركز القرص، مما يقلل الاحتكاك ويطيل عمر الخدمة.
- التطبيقات:
- خطوط أنابيب النفط والغاز (PN16~PN40)
- أنظمة مياه تبريد محطة الطاقة
(3) صمام الفراشة ثلاثي المركز
- التصميم: القرص والمقعد والساق كلها متباعدة، مما يسمح بإحكام ربط المعدن بالمعدن للاستخدام في ظروف الضغط/درجة الحرارة العالية.
- التطبيقات:
- المصافي (الزيوت عالية الحرارة، ≤600 درجة مئوية)
- المعالجة الكيميائية (مبطنة بـ PTFE للوسائط المسببة للتآكل)
- أنظمة مياه الصابورة البحرية (مقاومة لمياه البحر)
4. المزايا والعيوب
✔ المزايا
✅ تصميم مضغوط، مثالي لأنابيب ذات قطر كبير
✅ تشغيل سريع (دوران 90 درجة للفتح/الإغلاق الكامل)
✅ مقاومة تدفق منخفضة، موفرة للطاقة
✅ سهولة الصيانة، وأختام قابلة للاستبدال
✖ العيوب
❌ دقة التحكم في التدفق محدودة (ليست مثالية للتنظيم الدقيق)
❌ احتمال حدوث تجويف تحت ضغط مرتفع (يتطلب تصميمًا خاصًا)
5. دليل الاختيار
- إمداد المياه/تكييف الهواء → صمام الفراشة المركزي ذو الختم الناعم (EPDM/NBR)
- النفط والغاز/الكيميائيات → صمام فراشة معدني مزدوج أو ثلاثي الإزاحة
- الأغذية/الأدوية → صمام الفراشة الصحي (316L+EPDM)
- البحرية/مياه البحر → صمام فولاذي مزدوج فائق (مقاوم للكلوريد)
خاتمة
صمامات الفراشة اقتصادية ومتعددة الاستخدامات، ومناسبة لمختلف التطبيقات الصناعية. في الظروف القاسية (درجات الحرارة العالية، الضغط، التآكل)، يُنصح باستخدام صمامات الفراشة ذات الختم المعدني الثلاثي الإزاحة أو المبطنة بمادة PTFE لضمان موثوقية طويلة الأمد.
