إجابة سريعة:
لضمان الأداء السليم لصمام الكرة الكيميائي، يجب أن يكون مقاومًا للسوائل، وأن يتحمل درجات الحرارة والضغط داخل النظام، وأن يحافظ على إحكام إغلاقه لعشرات الآلاف من الدورات. في حال عدم كفاءته، سيؤدي ذلك إلى التآكل، وتلف المقاعد، وتوقف العمل بشكل غير متوقع. يحتوي الدليل على معلومات حول المتطلبات الأساسية لاختيار المواد، وأنواع المواد التي يمكن استخدامها، وما يجب التحقق منه قبل الشراء من الشركة المصنعة. تُصنّع شركة ONERO هذا الصمام منذ عام 1986. واجهة برمجة التطبيقات 6D صمامات كروية معتمدة في مصنعهم الذي تبلغ مساحته 18000 متر مربع في مقاطعة تشجيانغ، الصين.
لماذا يُعد اختيار المواد أمرًا بالغ الأهمية في التطبيقات الكيميائية؟
سيؤدي اختيار المواد غير المناسبة إلى حدوث عطل، ولن يقتصر ذلك على عطل صمام لا يعمل بشكل صحيح بسبب التسرب. يتآكل جسم الصمام عند تعرضه للكلوريدات، مُحدثًا حفرًا تُؤدي إلى اختراق حدود الضغط. كما أن سطح التثبيت، الذي يتمدد عند تعرضه للمذيبات، يفقد قدرته على الحفاظ على شكل الإحكام. أما ساق الصمام، المتآكل في تطبيقات الغاز الحامض، فلن يتحمل عزم الدوران المطلوب.
تُعدّ مسألة التوافق الكيميائي لصمام الكرة مسألة هندسية أكثر منها مسألة شراء. وينبغي أن تستند إلى معلومات دقيقة حول المادة، وتركيزها، ودرجة حرارتها، وضغطها.
ما هي العوامل التي تحدد مادة الصمام المناسبة؟
المحتوى الكيميائي
يُعدّ محتوى أيونات الكلوريد العامل الحاسم في تحديد خصائص الفولاذ المقاوم للصدأ. فبعد تجاوز مستويات معينة، يُصبح التآكل النُقري والتآكل الشقوقي من أكثر أنواع التلف شيوعًا بغض النظر عن درجة الفولاذ. وتؤثر المذيبات العضوية على معظم أنواع المطاط واللدائن، مما يستدعي استخدام سبائك خاصة. أما حمض الهيدروفلوريك، فيؤثر على جميع المواد، ويتطلب استخدام سبائك خاصة.
نطاق درجة حرارة التشغيل
تُستخدم مقاعد PTFE حتى درجة حرارة 200 درجة مئوية. عند تجاوز هذه الدرجة، يلزم استخدام مقاعد مملوءة بمادة PTFE أو PEEK. أما عند درجات حرارة أقل من درجات الحرارة المنخفضة جدًا، فيجب أن تجتاز مادة الهيكل اختبارات شاربي للصدمات. وعند تجاوز درجة حرارة 400 درجة مئوية، تُستخدم المقاعد المعدنية فقط.
فئة الضغط وتصنيف الفلنجة
تتطلب فئات الضغط العالي مواد ذات مقاومة خضوع عالية. وينطبق ذلك على جميع أنواع صمامات الكرة الكيميائية من الفئة 600 وما فوق. ويتم التحقق من مطابقة المواد لتصنيف الضغط ودرجة الحرارة من ASME B16.34 إنها ضرورة مطلقة.
خدمة الجسيمات والمواد السائلة
تؤدي الجسيمات الدقيقة إلى تسارع تآكل المقاعد والكرات، وهو أمر لا يمكن تحديده بالاعتماد على بيانات التآكل وحدها. يوفر غطاء الكرات المصنوع من كربيد التنجستن الصلب عمرًا أطول بشكل ملحوظ في خدمة الطين.
دورات التشغيل
تؤدي دورات التشغيل العالية إلى تآكل أسرع للمقاعد ومواد التعبئة. الانبعاثات المتسربة لكل ISO 15848-1 تدخل المعايير حيز التنفيذ بالنسبة للتطبيقات ذات الدورات العالية.
كيف تتم مقارنة مواد جسم صمام الكرة؟
| مادة | مقاومة التآكل | يكلف | أفضل التطبيقات |
| الفولاذ الكربوني (A216 WCB) | منخفض (غير مناسب للوسائط المسببة للتآكل) | قليل | الهيدروكربونات غير المسببة للتآكل |
| الفولاذ المقاوم للصدأ 316L (CF3M) | كلوريد جيد ومعتدل | معتدل | مواد كيميائية عامة، أحماض خفيفة |
| دوبلكس 2205 | ارتفاع نسبة الكلوريد | متوسط إلى مرتفع | مياه البحر، نسبة عالية من الكلوريد، حامضة |
| دوبلكس فاخر 2507 | نسبة عالية جداً من الكلوريد، شديدة | عالي | في عرض البحر، كلوريد عدواني |
| هاستيلوي سي 276 | ممتاز، مؤكسد ومختزل | مرتفع جداً | حمض الهيدروفلوريك، أحماض مختلطة |
| مونيل 400 | ممتاز، حمض الهيدروفلوريك والقلويات | عالي | حمض الهيدروفلوريك، مياه البحر، مادة كاوية |
| الفولاذ الكربوني المبطن بمادة PTFE | مجموعة كيميائية جيدة وواسعة | معتدل | الأحماض القوية، الكلور |
لماذا يتفوق الفولاذ المقاوم للصدأ 316L على الفولاذ المقاوم للصدأ 304 في مقاومة الكلوريد؟
عند اختيار صمام كروي كيميائي لوسائط تحتوي على الكلوريد، تركيبة برين ينطبق: PREN = %Cr + 3.3 × %Mo + 16 × %N. لا يحتوي الفولاذ القياسي 304 على الموليبدينوم، مما يعطي قيمة PREN تتراوح بين 18 و20 تقريبًا. أما الفولاذ 316L فيحتوي على 2 إلى 3% من الموليبدينوم، مما يرفع قيمة PREN إلى ما يقارب 24 إلى 28. لهذا السبب يُعتبر الفولاذ 316L هو المعيار الأساسي للاستخدام في البيئات الكيميائية بدلاً من الفولاذ 304.
كيف ينبغي اختيار مواد الكرة والجذع والمقعد؟
المواد اللازمة لصنع الكرة والساق
يمكن استخدام كرات من النوع 316L العادي في صمامات الكرات المستخدمة في العمليات الكيميائية. يُنصح باستخدام الفولاذ المزدوج 2205 في البيئات ذات المحتوى العالي من الكلوريد. يمكن استخدام طبقات كربيد التنجستن الصلبة في التطبيقات التي تتعرض للتآكل والتآكل الكاشط. يُنصح باستخدام مونيل K500 في البيئات الحمضية.
ضغط: 150 رطل-2500 رطل
درجة الحرارة المطبقة: -196~350 درجة مئوية
مقاعد PTFE وإمكانيات أخرى
ال صمام كروي مبطن بمادة PTFE يمكن استخدامها في نطاق واسع من المواد الكيميائية حتى 200 درجة مئوية. يوفر البولي تترافلوروإيثيلين المقوى بالألياف الزجاجية مقاومة محسّنة للزحف. يعمل البولي تترافلوروإيثيلين المقوى بالكربون بكفاءة عالية في تطبيقات الضغط العالي. يتم تعزيز البولي تترافلوروإيثيلين المقوى بالألياف لزيادة مقاومته للحرارة. تزيد مقاعد البولي إيثر إيثر كيتون من نطاق درجة الحرارة إلى 260 درجة مئوية مع مقاومة محسّنة للمذيبات. يُنصح باستخدام البولي إيثر إيثر كيتون فقط في حال تجاوزت درجة الحرارة قدرة البولي تترافلوروإيثيلين.
سيستفيد صمام الكرة المقاوم للمواد الكيميائية والمخصص للاستخدام مع المذيبات أو درجات الحرارة العالية بشكل كبير من تحديد مقاعد PEEK.
مقاعد معدنية
مقاعد معدنية تُستخدم هذه الصمامات في الحالات التي تتجاوز فيها درجة الحرارة قدرة مادة PTFE أو PEEK، وفي الظروف الكاشطة. تضمن صمامات الكرة المستخدمة في المعالجة الكيميائية، ذات أسطح المقعد المعدنية الملامسة للمعدن ودرجات الحرارة العالية، عدم تدهور مادة المقعد مع إغلاق موثوق. ويترتب على ذلك زيادة في عزم الدوران.
كيفية اختيار شركة تصنيع صمامات كروية موثوقة
الشهادات المهمة
يُعدّ معيار API 6D معيارًا لتصميم وتصنيع واختبار خطوط الأنابيب والصمامات الكيميائية. وتُعدّ شهادة CE/PED مهمةً للوصول إلى السوق الأوروبية. كما تُعدّ شهادة NACE MR0175 ضروريةً للتطبيقات التي تتطلب التعامل مع المواد الكبريتية.
المعيار ISO 15848-1 هو معيار اختبار الانبعاثات المتسربة من حشوات الصمامات، وينطبق على الصمامات المستخدمة في العمليات الكيميائية التي تخضع فيها انبعاثات المركبات العضوية المتطايرة للرقابة. يحمل صمام ONERO شهادات API 6D، وISO 9001، وISO 14001، وISO 45001، وCE، وAP1607.
مرافق الاختبار الداخلية
يثبت اختبار الضغط الهيدروستاتيكي سلامة حدود الضغط. ويثبت اختبار تسرب المقعد وفقًا لمعيار API 6D من الفئة A/B قدرة الإغلاق.
لماذا تتفوق شركة تصنيع عمرها 38 عامًا على التاجر؟
تُتيح شركة ONERO إمكانية تتبع المواد، بدءًا من جسم الصمام وكرته وساقه ومقعده وصولًا إلى شهادة المصنع ذات الصلة، وذلك في مقر الشركة المصنعة. ويتطلب صمام الكرة المقاوم للمواد الكيميائية، والذي يعمل في ظروف قاسية، إمكانية تتبع المواد. وتُظهر خبرة ONERO الممتدة لـ 38 عامًا في مجال التصنيع، وبراءات اختراعها الثمانية في مجال البحث والتطوير، وخدمات التصميم والتصنيع الأصلية (ODM) لمقاولي الهندسة والمشتريات والإنشاءات (EPC)، بنيتها التحتية المتميزة التي لا يُضاهيها أي تاجر آخر.
قائمة التحقق من اختيار المواد والتصميم للمشترين
قبل اختيار أي صمام خدمة كيميائي، تأكد من تأكيد المعلومات التالية:
- تركيبة سائل العملية، بما في ذلك المواد النزرة
- محتوى الكلوريد إذا تم النظر في استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ
- نطاق درجة الحرارة، بما في ذلك درجات الحرارة غير المستقرة
- فئة الضغط وفقًا لمعيار ASME B16.34
- الضغوط الجزئية لكبريتيد الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون في حالة الخدمة الحمضية
- حجم وتركيز جزيئات المواد الكاشطة في حالة خدمة الطين
- فئة الانبعاثات المتسربة وفقًا للمعيار ISO 15848-1
يعد التحقق من التوافق الكيميائي لصمام الكرة مقابل بيانات التآكل المنشورة للوسائط المحددة في ظروف الخدمة الفعلية الخطوة الأخيرة قبل وضع اللمسات الأخيرة على المواصفات.
الأسئلة الشائعة
1. ما هي أفضل مادة لصمامات الكرة الكيميائية؟
لا توجد مادة واحدة هي الأفضل. يُناسب الفولاذ المقاوم للصدأ 316L معظم التطبيقات الكيميائية العامة. أما الفولاذ المزدوج 2205 أو الفولاذ المزدوج الفائق 2507 فيُناسب التطبيقات ذات المحتوى العالي من الكلوريد أو الحموضة. ويُستخدم كل من هاستيلوي C276 ومونيل 400 في البيئات الكيميائية القوية، بما في ذلك حمض الهيدروفلوريك.
2. هل الفولاذ المقاوم للصدأ SS316 مناسب للاستخدام مع الأحماض؟
يُناسب الفولاذ 316L العديد من تطبيقات الأحماض المخففة في درجات حرارة معتدلة. وهو غير مناسب لحمض الكبريتيك المركز بتراكيز متوسطة، أو حمض الهيدروفلوريك بأي تركيز، أو حمض الهيدروكلوريك في درجات حرارة مرتفعة. يُرجى دائمًا التحقق من بيانات التآكل الخاصة بالحمض المحدد، والتركيز، ودرجة الحرارة.
3. مقاعد PTFE مقابل مقاعد PEEK: أيهما أفضل؟
صمام كروي مبطن بمادة PTFE مناسب لأوسع نطاق من المواد الكيميائية ومعظم التطبيقات حتى 200 درجة مئوية. أما مادة PEEK فتزيد من قدرة تحمل درجات الحرارة إلى 260 درجة مئوية مع مقاومة أفضل للمذيبات وأداء زحف أفضل. يُنصح باستخدام PEEK فقط عند الوصول إلى الحدود القصوى لمادة PTFE.
