تأثير درجة الحرارة والضغط على أداء صمام الفراشة
يتواصل معنا العديد من العملاء للاستفسار، ونجيبهم بطلب تحديد نوع الوسط ودرجة حرارته وضغطه، لأن ذلك لا يؤثر فقط على سعر صمام الفراشة، بل يُعدّ أيضاً عاملاً أساسياً يؤثر على أدائه. فتأثير هذه العوامل على صمام الفراشة معقد وشامل.
1. تأثير درجة الحرارة على أداء صمام الفراشة:
1.1. خصائص المواد
في البيئات ذات درجات الحرارة المرتفعة، يجب أن تتمتع مواد مثل جسم صمام الفراشة وساق الصمام بمقاومة جيدة للحرارة، وإلا ستتأثر قوتها وصلابتها. أما في البيئات ذات درجات الحرارة المنخفضة، فستصبح مادة جسم الصمام هشة. لذلك، يجب اختيار سبائك مقاومة للحرارة للبيئات ذات درجات الحرارة المرتفعة، ومواد ذات متانة جيدة في درجات الحرارة المنخفضة للبيئات ذات درجات الحرارة المنخفضة.
ما هي درجة الحرارة القصوى المسموح بها لجسم صمام الفراشة؟
صمام فراشة من الحديد المطاوع: من -10 درجة مئوية إلى 200 درجة مئوية
صمام الفراشة WCB: من -29 درجة مئوية إلى 425 درجة مئوية.
صمام فراشة من الفولاذ المقاوم للصدأ: من -196 درجة مئوية إلى 800 درجة مئوية.
صمام الفراشة LCB: من -46 درجة مئوية إلى 340 درجة مئوية.

1.2. أداء منع التسرب
تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى تليين وتمدد وتشوه مقعد الصمام وحلقة منع التسرب، مما يقلل من فعالية منع التسرب؛ بينما قد تؤدي درجات الحرارة المنخفضة إلى تصلب مادة منع التسرب، مما ينتج عنه انخفاض في أداء منع التسرب. لذلك، ولضمان أداء منع التسرب في بيئات درجات الحرارة المرتفعة أو المنخفضة، من الضروري اختيار مواد منع التسرب المناسبة لبيئات درجات الحرارة المرتفعة.
فيما يلي نطاق درجة حرارة التشغيل لمقعد الصمام المرن.
• EPDM -46 درجة مئوية – 135 درجة مئوية مضاد للشيخوخة
• مقاوم للزيوت من نوع NBR، بدرجة حرارة تتراوح بين -23 درجة مئوية و93 درجة مئوية
• مادة PTFE -20 درجة مئوية -180 درجة مئوية، مقاومة للتآكل والمواد الكيميائية
• فيتون -23 درجة مئوية - 200 درجة مئوية، مقاوم للتآكل ودرجات الحرارة العالية
• السيليكا -55 درجة مئوية -180 درجة مئوية مقاومة عالية للحرارة
• مرونة عالية من -20 درجة مئوية إلى 85 درجة مئوية
• مقاوم للتآكل والشيخوخة، يتحمل درجات حرارة تتراوح بين -29 درجة مئوية و 99 درجة مئوية
1.3. القوة الهيكلية
أعتقد أن الجميع على دراية بمفهوم "التمدد والانكماش الحراري". تُسبب تغيرات درجة الحرارة تشوهًا ناتجًا عن الإجهاد الحراري أو تشققات في وصلات صمامات الفراشة، والمسامير، وأجزاء أخرى. لذا، عند تصميم وتركيب صمامات الفراشة، من الضروري مراعاة تأثير تغيرات درجة الحرارة على هيكل الصمام، واتخاذ التدابير اللازمة للحد من تأثير التمدد والانكماش الحراري.
1.4. تغيرات في خصائص التدفق
قد تؤثر تغيرات درجة الحرارة على كثافة ولزوجة الوسط السائل، مما يؤثر بالتالي على خصائص تدفق صمام الفراشة. في التطبيقات العملية، يجب مراعاة تأثير تغيرات درجة الحرارة على خصائص التدفق لضمان قدرة صمام الفراشة على تلبية متطلبات تنظيم التدفق في ظل ظروف حرارية مختلفة.
2. تأثير الضغط على أداء صمام الفراشة
2.1. أداء منع التسرب
عندما يزداد ضغط السائل، يحتاج صمام الفراشة إلى تحمل فرق ضغط أكبر. في بيئات الضغط العالي، يجب أن يتمتع صمام الفراشة بأداء إحكام كافٍ لضمان عدم حدوث أي تسريب عند إغلاقه. لذلك، يُصنع سطح إحكام صمامات الفراشة عادةً من الكربيد والفولاذ المقاوم للصدأ لضمان متانته ومقاومته للتآكل.
2.2. القوة الهيكلية
صمام الفراشة: في بيئة الضغط العالي، يحتاج صمام الفراشة إلى تحمل ضغط أكبر، لذا يجب أن تتمتع مادته وهيكله بقوة وصلابة كافيتين. يتكون هيكل صمام الفراشة عادةً من جسم الصمام، ولوحة الصمام، وساق الصمام، ومقعد الصمام، ومكونات أخرى. قد يؤدي ضعف أي من هذه المكونات إلى تعطل صمام الفراشة تحت الضغط العالي. لذلك، من الضروري مراعاة تأثير الضغط عند تصميم هيكل صمام الفراشة، واختيار مواد وأشكال هيكلية مناسبة.
2.3. تشغيل الصمام
قد يؤثر الضغط العالي على عزم دوران صمام الفراشة، مما قد يتطلب قوة تشغيل أكبر لفتحه أو إغلاقه. لذا، يُفضل استخدام مشغلات كهربائية أو هوائية أو غيرها من المشغلات في حال تعرض صمام الفراشة لضغط عالٍ.
2.4. خطر التسرب
في بيئات الضغط العالي، يزداد خطر التسرب. حتى التسريبات الصغيرة قد تؤدي إلى هدر الطاقة ومخاطر السلامة. لذلك، من الضروري ضمان أداء إحكام صمام الفراشة الجيد في بيئات الضغط العالي للحد من خطر التسرب.
2.5. مقاومة التدفق المتوسط
تُعدّ مقاومة التدفق مؤشرًا هامًا لأداء الصمام. ما هي مقاومة التدفق؟ هي المقاومة التي يواجهها السائل أثناء مروره عبر الصمام. عند الضغط العالي، يزداد ضغط السائل على صفيحة الصمام، مما يتطلب من صمام الفراشة أن يتمتع بسعة تدفق أعلى. في هذه الحالة، يحتاج صمام الفراشة إلى تحسين أداء التدفق وتقليل مقاومة التدفق.
بشكل عام، فإن تأثير درجة الحرارة والضغط على أداء صمام الفراشة متعدد الجوانب، بما في ذلك أداء منع التسرب، والقوة الهيكلية، وتشغيل صمام الفراشة، وما إلى ذلك. ولضمان تشغيل صمام الفراشة بشكل طبيعي في ظل ظروف تشغيل مختلفة، من الضروري اختيار المواد المناسبة، والتصميم الهيكلي، ومنع التسرب، واتخاذ التدابير المناسبة للتعامل مع تغيرات درجة الحرارة والضغط.
