في مجال الصمامات الصناعية، تُستخدم صمامات الفراشة على نطاق واسع في مختلف الصناعات، مثل النفط والغاز، ومعالجة المياه، والصناعات الكيميائية، وغيرها. ومن بين أنواع صمامات الفراشة المختلفة، يبرز نوعان رئيسيان: صمام الفراشة ثنائي اللامركزية وصمام الفراشة ثلاثي اللامركزية. في هذه المقارنة الشاملة، سنتناول بالتفصيل تصميم هذين النوعين من الصمامات، ومزاياهما، وعيوبهما، وتطبيقاتهما.
صمام فراشة مزدوج الإزاحة
كما يوحي الاسم، تحتوي صمامات الفراشة ذات الإزاحة المزدوجة على إزاحتين: الأولى هي انحراف محور العمود عن خط منتصف خط الأنابيب، والثانية هي انحراف مانع التسرب، أي هندسة مانع تسرب قرص الصمام. يتميز هذا التصميم بمزايا وعيوب هامة.
مزايا صمام الفراشة اللامركزي المزدوج
1. تقليل التآكل
يهدف تصميم اللامركزية في عمود الصمام إلى تقليل الاحتكاك بين صفيحة الصمام ومقعده أثناء عمليتي الفتح والإغلاق، مما يقلل من التآكل وخطر التسرب. كما أنه يطيل عمر صمام الفراشة ويخفض تكاليف الصيانة.
2. إحكام إغلاق مُحسّن
أما اللامركزية الثانية فتجعل سطح منع التسرب يلامس مقعد الصمام فقط في المرحلة النهائية من الإغلاق، مما لا يضمن فقط إحكام الغلق، بل يتحكم أيضًا بشكل فعال في الوسط.
3. عزم دوران مخفّض
يقلل التصميم ذو الإزاحة المزدوجة من معامل الاحتكاك، مما يقلل من القوة المطلوبة لفتح وإغلاق صمام الفراشة.
4. إحكام ثنائي الاتجاه
يمكن لصمامات الفراشة اللامركزية المزدوجة أن توفر إحكامًا ثنائي الاتجاه، مما يسمح بالتدفق ثنائي الاتجاه، وهي أكثر ملاءمة للتركيب والاستخدام.
عيوب صمامات الفراشة ذات المركز المزدوج:
1. ارتفاع التكلفة
يؤدي التصميم المتقدم والمواد المستخدمة في صمامات الفراشة ذات اللامركزية المزدوجة عمومًا إلى ارتفاع تكاليف التصنيع مقارنة بصمامات الفراشة ذات الخط المركزي.
2. انخفاض ضغط الماء بشكل أكبر
بسبب لوحة الصمام اللامركزية المزدوجة الأكثر سمكًا، ومقعد الصمام البارز، والممرات الأضيق، قد يزداد فقدان ضغط الماء من خلال صمام الفراشة.
3. نطاق درجة حرارة محدود
قد تكون صمامات الفراشة اللامركزية المزدوجة محدودة عند التعامل مع الوسائط ذات درجات الحرارة المنخفضة للغاية أو درجات الحرارة العالية لأن المواد المستخدمة قد لا تتحمل درجات الحرارة القصوى.
صمام فراشة ثلاثي الإزاحة
يمثل صمام الفراشة ثلاثي الإزاحة تطورًا إضافيًا لتصميم صمام الفراشة بثلاث إزاحات. فبالإضافة إلى اللامركزية المزدوجة، تمثل اللامركزية الثالثة إزاحة المحور عن مركز جسم الصمام. ويُعد هذا التصميم المبتكر ميزة فريدة مقارنةً بصمام الفراشة التقليدي ذي الخط المركزي.
مزايا صمامات الفراشة ثلاثية اللامركزية
1. انعدام التسريب
إن الشكل الفريد لعنصر منع التسرب في صمام الفراشة ثلاثي اللامركزية يزيل الاحتكاك والتآكل، مما ينتج عنه إحكام غلق محكم طوال عمر الصمام.
2. مقاومة عالية للحرارة والضغط
يمكن لكل من صمام الفراشة ثلاثي اللامركزية المعدني بالكامل وصمام الفراشة ثلاثي اللامركزية متعدد الطبقات التعامل مع السوائل ذات درجات الحرارة العالية والضغط العالي.
3. تصميم مقاوم للحريق
جميع مواد صمام الفراشة ثلاثي اللامركزية تفي بمعايير مقاومة الحريق الصارمة، مما يجعله متميزًا في تطبيقات مقاومة الحريق.
4. عزم دوران واحتكاك منخفض
يمكن لصمام الفراشة ثلاثي اللامركزية أن يقلل بشكل أكبر من عزم الدوران والاحتكاك أثناء التشغيل، مما يحقق تشغيلًا سلسًا ويقلل من عزم الدوران ويطيل عمر الخدمة.
5. نطاق واسع من التطبيقات
صمام الفراشة ثلاثي اللامركزية مناسب لمجموعة متنوعة من التطبيقات، بما في ذلك صناعات النفط والغاز والبتروكيماويات وتوليد الطاقة والتكرير.
عيوب صمامات الفراشة ثلاثية اللامركزية
1. ارتفاع التكلفة
يميل صمام الفراشة ثلاثي اللامركزية إلى أن يكون له تكلفة تصنيع أولية أعلى نظرًا لتصميمه وهيكله المتقدمين.
2. فقدان طفيف في الرأس
قد يؤدي الإزاحة الإضافية في التصميم اللامركزي الثلاثي إلى فقدان ضغط أعلى قليلاً من الصمام اللامركزي المزدوج.
صمام الفراشة ذو المركز المزدوج مقابل صمام الفراشة ذو المركز الثلاثي
1. مقعد الصمام
عادةً ما يكون مقعد صمام الفراشة ثنائي اللامركزية مُدمجًا في أخدود على صفيحة الصمام، ومصنوعًا من المطاط مثل EPDM، مما يُتيح إحكامًا تامًا للهواء، ولكنه غير مناسب للتطبيقات ذات درجات الحرارة العالية جدًا. أما مقعد صمام الفراشة ثلاثي اللامركزية، فهو مصنوع بالكامل من المعدن أو متعدد الطبقات، مما يجعله أكثر ملاءمةً لدرجات الحرارة العالية أو السوائل المُسببة للتآكل.
2. التكلفة
سواءً تعلق الأمر بتكلفة التصميم أو تعقيد عملية التصنيع، فإن صمامات الفراشة ثلاثية اللامركزية أغلى من صمامات الفراشة ثنائية اللامركزية. مع ذلك، فإن معدل الصيانة اللاحقة لصمامات الفراشة ثلاثية اللامركزية أقل من مثيله في صمامات الفراشة ثنائية اللامركزية.
3. عزم الدوران
كان الهدف الأصلي من تصميم صمام الفراشة ثلاثي اللامركزية هو تقليل التآكل والاحتكاك بشكل أكبر. ولذلك، فإن عزم دوران صمام الفراشة ثلاثي اللامركزية أقل من عزم دوران صمام الفراشة ثنائي اللامركزية.