اللغة العربية
اختيار مواد إحكام الصمامات
تم إنشاؤها 09.29
اختيار مادة الصمام: حدود درجة حرارة الحشية والحشو والجسم
أولاً: درجة حرارة الخدمة لحشيات الصمامات الشائعة
يجب أن يراعي اختيار مادة الحشية درجة حرارة الوسط والضغط والتآكل ونوع سطح إحكام الفلنجة في وقت واحد. يتم تصنيف الملخص التالي حسب نوع الحشية.
1. الحشيات المطاطية
تحقق الحشيات المطاطية الإحكام من خلال مرونة المادة وهي مناسبة للخدمة منخفضة الضغط ودرجة الحرارة المحيطة. يعتمد الحد الأعلى لدرجة الحرارة على نوع المطاط.
رقم | الاسم | درجة حرارة الخدمة (°C) |
1 | مطاط طبيعي | -50 إلى 90 |
2 | مطاط نيوبرين | -40 إلى 100 |
3 | مطاط نتريل (NBR) | -30 إلى 110 |
4 | مطاط ستايرين-بوتادين (SBR) | -30 إلى 100 |
5 | مطاط الإيثيلين-بروبيلين (EPDM) | -40 إلى 130 |
6 | مطاط الفلور (FKM) | -50 إلى 200 |
2. الحشيات غير المعدنية والمركبة
تم التخلص تدريجيًا من صفائح المطاط الأسبستوسي إلى حد كبير بسبب القيود المفروضة على الأسبستوس، ونادرًا ما تُستخدم في الممارسات الهندسية الحالية. تُعد حشوات المطاط المصنوعة من الألياف الصناعية وحشوات الجرافيت المرن المركبة من أكثر الحلول تطبيقًا حاليًا.
لا. | الاسم | درجة حرارة الخدمة (درجة مئوية) |
7 | لوح مطاط الأسبستوس | ≤ 300 |
8 | مطاط الألياف الصناعية | -40 إلى 200 |
9 | البولي تترافلوروإيثيلين (PTFE) | ≤ 200 |
10 | PTFE مع ألياف الزجاج | -100 إلى 260 |
11 | الفولاذ منخفض الكربون + حشية مركبة من الجرافيت المرن | ≤ 450 |
12 | 304 + حشية مركبة من الجرافيت المرن | ≤ 650 |
3. حشيات مغلفة
تتكون الحشوات المغلفة من غلاف معدني خارجي يحيط بحشوة غير معدنية، مما يجمع بين قوة المعدن وقابلية التكيف للإحكام للمواد غير المعدنية.
لا. | الاسم | درجة حرارة الخدمة (درجة مئوية) |
13 | حشوة مغلفة من الألومنيوم النقي L3 + مطاط الأسبستوس | ≤ 200 |
14 | حشوة مغلفة من النحاس النقي T3 + مطاط الأسبستوس | ≤ 300 |
15 | صفيحة نحاسية رقيقة مطلية بالقصدير + حشوة مغلفة من مطاط الأسبستوس | ≤ 400 |
16 | صفيحة نحاسية رقيقة مطلية بالزنك + حشية مغلفة بالمطاط الحريري | ≤ 400 |
17 | 0Cr18Ni9 + حشية مغلفة بالمطاط الحريري | ≤ 500 |
18 | 00Cr19Ni10 + حشية مغلفة بالمطاط الحريري | ≤ 500 |
19 | 00Cr17Ni14Mo2 + حشية مغلفة بالمطاط الحريري | ≤ 500 |
4. حشيات ملفوفة حلزونياً
تتكون الحشيات الملفوفة حلزونياً من لف شرائط معدنية وغير معدنية بالتناوب، مما يجمع بين القوة وأداء الإحكام. وهي خيار شائع لوصلات الفلنجات ذات درجات الحرارة والضغط العالية.
رقم | الاسم | درجة حرارة الخدمة (°C) |
20 | 0Cr18Ni9 + حشية حلزونية من ألياف ورق الأسبستوس الخاصة | ≤ 500 |
21 | 0Cr17Ni14Mo2 + حشية حلزونية من الجرافيت المرن | ≤ 650 |
22 | 00Cr17Ni14Mo2 + حشية حلزونية ملفوفة من PTFE | ≤ 200 |
5. حشيات كامبروفايل (مخددة)
تتميز حشيات كامبروفايل بوجود أسنان متحدة المركز مُشكَّلة على السطحين العلوي والسفلي لصفيحة قلب معدنية، مغطاة بطبقات من الجرافيت المرن أو PTFE. وهي مناسبة للخدمة في درجات الحرارة العالية والضغوط العالية والظروف المتقلبة في درجة الحرارة.
رقم | الاسم | درجة حرارة الخدمة (°C) |
23 | 10 أو 08 + حشية كامبروفايل من الجرافيت المرن | ≤ 450 |
24 | 0Cr13 + حشية كامبروفايل من الجرافيت المرن | ≤ 540 |
25 | 304 + حشية كامبروفايل من الجرافيت المرن | ≤ 650 |
26 | 316 + حشية كامبروفايل من PTFE | ≤ 200 |
ثانياً. درجة حرارة الخدمة لحشوة الصمامات الشائعة
تُستخدم الحشوة لإحكام غلق الساق، وتؤثر قابلية تطبيقها الحراري直接影响 على موثوقية الإحكام الديناميكي للساق.
رقم | الاسم | درجة حرارة الخدمة (°C) |
1 | حلقة حشو من الجرافيت المرن | ≤ 600 |
2 | حلقة حشو من PTFE | ≤ 200 |
3 | سلك فولاذي مقاوم للصدأ + حشو مجدول من الجرافيت المرن | ≤ 600 |
4 | حشو مضفر من شريط PTFE الموسع والجرافيت | ≤ 250 |
5 | حبل الأسبستوس المشبع بالزيت | ≤ 450 |
6 | حبل الأسبستوس الجرافيتي | ≤ 450 |
ملاحظات الاختيار:
- يتمتع حشو الجرافيت المرن بأعلى حد لدرجة الحرارة (600 درجة مئوية) وهو الخيار المفضل لإحكام قضيب الصمام في درجات الحرارة العالية. ومع ذلك، يجب ملاحظة أن الجرافيت قد يتعرض لفقدان تأكسدي في الوسائط شديدة الأكسدة.
- يتمتع حشو PTFE بحد أدنى لدرجة الحرارة (200 درجة مئوية) وهو مناسب للخدمة في درجات الحرارة المحيطة والمتوسطة المنخفضة. يتميز بمعامل احتكاك منخفض وأداء إحكام جيد.
- تم استبدال الحشو القائم على الأسبستوس تدريجيًا بالجرافيت المرن.
ثالثًا. مواد جسم الصمام ودرجات حرارة التشغيل
1. صمامات الحديد الزهر
الصمامات المصنوعة من الحديد الزهر لها موصلية حرارية ضعيفة وهي مواد هشة. وفقًا لمعيار ANSI B16.1، يتراوح نطاق درجة حرارة التشغيل من -29 إلى 232 درجة مئوية. ومع ذلك، يُظهر الحديد الزهر هشاشة ملحوظة عند درجات الحرارة المنخفضة؛ يُوصى بألا تقل درجة حرارة الخدمة عن 0 درجة مئوية. حاليًا، نادرًا ما تُستخدم صمامات الحديد الزهر في صناعة البتروكيماويات، وقد حظرت اللوائح الوطنية صراحةً استخدام الحديد الزهر في صنابير المياه المنزلية.
2. صمامات الفولاذ الكربوني
الفولاذ الكربوني المصبوب (ASTM A216 WCB) والفولاذ الكربوني المطاوع (ASTM A105) لهما نطاق درجة حرارة تشغيل من -29 إلى 425 درجة مئوية. لضمان السلامة، يُوصى بألا تتجاوز درجة حرارة التشغيل 400 درجة مئوية.
3. الصمامات المبردة
تشمل المواد الشائعة لصمامات درجات الحرارة المنخفضة LCB وLCC وLF2 وLF3 والفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي مثل CF8 وCF3 وCF8M وCF3M و304 و304L و316 و316L. في الإنتاج الفعلي، يُعد الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي المادة السائدة لصمامات درجات الحرارة المنخفضة:
- CF8: مناسب لـ -196°C
- CF8M وCF3M: مناسب لـ -254°C
المتطلبات الهيكلية الخاصة لصمامات درجات الحرارة المنخفضة:
- غطاء ممتد:
يجب تزويد صمامات البوابة والصمامات الكروية والصمامات الزاوية بغطاء ممتد ولوح عازل لضمان بقاء درجة حرارة صندوق الحشو أعلى من 0°C.
- ثقب تخفيف الضغط:
يجب أن تحتوي صمامات البوابة والصمامات الكروية على ثقب تخفيف ضغط في الطرف العلوي. يمكن أن يزداد ضغط غاز البترول المسال والسوائل الأخرى ذات درجات الحرارة المنخفضة بنحو 100 مرة ويتوسع حجمها بنحو 600 مرة عند ارتفاع درجة الحرارة. بدون تخفيف الضغط، قد ينفجر الحشو والحشية، وفي الحالات الشديدة، قد ينفجر جسم الصمام أو الغطاء.
- الختم أحادي الاتجاه:
بسبب ثقب تخفيف الضغط، جميع الصمامات المبردة تكون أحادية الاتجاه في الختم. يجب وضع علامة سهم اتجاه تدفق الوسيط على جسم الصمام.
4. صمامات الفولاذ المقاوم للصدأ المقاومة للتآكل
الفولاذ المقاوم للصدأ المقاوم للتآكل هو فولاذ أوستنيتي مقاوم للصدأ عالي الكروم والنيكل أو عالي الكروم والنيكل والموليبدينوم، يُستخدم لوسائط تآكلية متنوعة. يُصنف إلى ثلاثة أنواع وفقًا لنوع التآكل:
نوع التآكل | الوسيط التمثيلي | المواد المناسبة |
حمض مؤكسد | حمض النيتريك (HNO₃) | CF8، CF3، 304، 304L |
حمض مختزل | حمض الخليك (CH₃COOH) | CF8M، CF3M، 316، 316L |
حمض الهالوجين | حمض الهيدروفلوريك (HF) | سبيكة مونيل (M35-1، Monel 400، Monel K500) |
تتطلب الفولاذ المقاوم للصدأ المستخدم في الصمامات المقاومة للتآكل محتوى كربون منخفضًا قدر الإمكان (≤0.08%) أو كربونًا فائق الانخفاض (≤0.03%). عادةً ما تكون درجة حرارة التشغيل ≤200 درجة مئوية.
5. صمامات الفولاذ المقاوم للصدأ المقاومة للحرارة
يمكن أيضًا استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي لصمامات درجات الحرارة العالية. ومع ذلك، عند استخدامه كفولاذ مقاوم للحرارة، يُشترط زيادة محتوى الكربون بشكل مناسب (للحصول على مقاومة أعلى لدرجات الحرارة العالية)، ويجب أن تخضع المادة لصهر ومعالجة حرارية متخصصة لفولاذ درجات الحرارة العالية. لا يمكن استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ من الدرجة منخفضة الكربون الذي لم يخضع لصهر ومعالجة فولاذ درجات الحرارة العالية في صمامات درجات الحرارة العالية. وبالنسبة لنفس مادة الفولاذ المقاوم للصدأ، تختلف متطلبات حالة المعالجة الحرارية ومحتوى الكربون اختلافًا جوهريًا بين تطبيقات درجات الحرارة المنخفضة ومقاومة التآكل ومقاومة الحرارة. ويجب التمييز بين ذلك عند اختيار المواد.
رابعًا. مرجع سريع لاختيار درجة الحرارة
نطاق درجة الحرارة | الحشوة الموصى بها | الحشو الموصى به | مادة الجسم الموصى بها |
≤ 200°C | PTFE، مطاط | حلقة حشو PTFE | حديد زهر، فولاذ كربوني، فولاذ مقاوم للصدأ |
200 إلى 425°C | حشية مركبة من الجرافيت المرن | حشو الجرافيت المرن | فولاذ كربوني (≤400°C) |
425 إلى 650°C | 304 + حشية مركبة من الجرافيت المرن | حلقة حشو الجرافيت المرن | الفولاذ المقاوم للصدأ (درجة مقاومة للحرارة) |
≤ -46°C | حشية حلزونية من الفولاذ المقاوم للصدأ + الجرافيت المرن | حشوة الجرافيت المرن | الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي (CF8/CF8M/CF3M) |
اتصل
اترك معلوماتك وسنتصل بك.
واتساب