الصمام هو جهاز ميكانيكي يتحكم في التدفق والضغط في نظام أو عملية. وهي جزء مهم من نظام الأنابيب لنقل السوائل والغازات والبخار والطين وما إلى ذلك. تتوفر أنواع مختلفة من الصمامات: صمامات البوابة، وصمامات الكرة، وصمامات الكرة، وصمامات الفراشة، وصمامات الفحص، وصمامات الحجاب الحاجز، وصمامات الضغط، وصمامات تخفيض الضغط، وصمامات التحكم، وما إلى ذلك. كل من هذه الأنواع لها العديد من النماذج، ولكل منها ميزات وقدرات مختلفة. يتم تشغيل بعض الصمامات تلقائيًا، بينما يتم تشغيل البعض الآخر يدويًا أو تشغيلها باستخدام محركات أو هوائي أو هيدروليكي.
وظائف الصمام هي: إيقاف وبدء التدفق، تقليل أو زيادة معدل التدفق، التحكم في اتجاه التدفق، ضبط ضغط التدفق أو العملية، وإطلاق ضغط معين من نظام الأنابيب.
هناك العديد من تصميمات وأنواع ونماذج الصمامات ذات مجموعة واسعة من التطبيقات الصناعية. يتم تلبية جميع الوظائف المذكورة أعلاه. الصمامات هي عناصر باهظة الثمن، ومن المهم تحديد الصمام المناسب للوظيفة ويجب أن يكون مصنوعًا من المواد الصحيحة المستخدمة في التعامل مع السوائل.
بغض النظر عن النوع، تحتوي جميع الصمامات على المكونات الأساسية التالية: الجسم، والغطاء، والزخرفة (العناصر الداخلية)، والمحرك، والتعبئة. المكونات الأساسية للصمام موضحة في الشكل أدناه.
جسم الصمام
جسم الصمام، والذي يُشار إليه أحيانًا باسم الغلاف، هو الحد الأساسي لصمام الضغط. وهو العنصر الرئيسي في مجموعة الصمام لأنه الإطار الذي يربط جميع الأجزاء معًا.
جسم الصمام هو الحد الأول للضغط في الصمام ويقاوم حمل ضغط السوائل في الأنابيب المتصلة به. ويستقبل أنابيب الدخول والخروج من خلال وصلات ملولبة أو مثبتة بمسامير أو ملحومة.
تم تصميم قسم نهاية الجسم لتوصيل الصمام بأنبوب أو فوهة معدات من خلال أنواع مختلفة من توصيلات النهاية، مثل اللحامات الطرفية أو اللحامات المقبسية أو الخيوط أو الشفاه.
يتم صب جسم الصمام أو تشكيله بأشكال مختلفة، وكل مكون له وظيفة محددة ويتم تصنيعه من مواد مناسبة لتلك الوظيفة.
غطاء الصمام
غطاء فتحة جسم الصمام هو الغطاء، وهو ثاني أهم حدود صمام الضغط. مثل جسم الصمام، يتوفر الغطاء بتصميمات ونماذج عديدة.
يعمل الغطاء كغطاء على جسم الصمام، وهو مصبوب أو مطروق من نفس مادة جسم الصمام. وعادة ما يتم ربطه بالجسم الرئيسي من خلال وصلات ملولبة أو مثبتة بمسامير أو ملحومة. في عملية تصنيع الصمامات، يتم وضع الأجزاء الداخلية مثل السيقان والأقراص وما إلى ذلك في جسم الصمام، ثم يتم توصيل الغطاء لربط جميع الأجزاء معًا.
في جميع الأحوال، يُعتبر اتصال غطاء المحرك بالجسم بمثابة حد الضغط. وهذا يعني أن الوصلات الملحومة أو البراغي التي تربط غطاء المحرك بجسم الصمام هي أجزاء تحمل الضغط. وقد جذبت أغطية الصمامات، على الرغم من كونها ضرورية لمعظم الصمامات، الانتباه. ويمكن أن تؤدي أغطية الصمامات إلى تعقيد تصنيع الصمامات وزيادة حجم الصمام وتمثل جزءًا كبيرًا من تكلفة الصمام، كما أنها مصدر للتسربات المحتملة.
زخارف الصمامات
يُشار إلى الأجزاء الداخلية القابلة للإزالة والاستبدال للصمام والتي تلامس الوسط المتدفق بشكل جماعي باسم الزخارف. تتضمن هذه المكونات المقاعد والأقراص والغدد والحشيات والقضبان والبطانات والينابيع الداخلية. كما أن جسم الصمام والغطاء والحشوة وما إلى ذلك على اتصال بالوسط المتدفق ولا تعتبر زخارف.
يعتمد أداء تعديل الصمام على واجهة القرص والمقعد وموضع القرص بالنسبة للمقعد. يمكن التحكم الأساسي في الحركة والتدفق بفضل الزخرفة. في تصميم الزخرفة ذات الحركة الدورانية، ينزلق القرص بإحكام عبر المقعد لإحداث تغيير في فتحة التدفق. في تصميم الزخرفة الرياضية الخطية، يرتفع القرص عموديًا بعيدًا عن المقعد، مما ينتج عنه فتحة دائرية.
يمكن تصنيع أجزاء تقليم الصمامات من مجموعة متنوعة من المواد، حيث تتطلب خصائص مختلفة لتحمل القوى والظروف المختلفة. لا تخضع البطانات والغدد الحشوية لنفس القوى والظروف مثل الأقراص والمقاعد.
تُعد خصائص وسائط التدفق والتركيب الكيميائي والضغط ودرجة الحرارة ومعدل التدفق والسرعة واللزوجة من الاعتبارات المهمة لاختيار مادة الديكور المناسبة. قد تكون مادة الزخرفة هي نفس مادة الهيكل أو غطاء المحرك وقد لا تكون كذلك.
قرص الصمام
القرص هو الجزء الذي يسمح بالتدفق أو يخنقه أو يوقفه، حسب موقعه. في حالة الصمام الكروي أو الصمام السدادي، يُطلق على القرص اسم السدادة أو الكرة. القرص هو ثالث أهم حد ضغط رئيسي. مع إغلاق الصمام، يتم ممارسة ضغط النظام بأكمله على القرص، وبالتالي، فإن القرص هو مكون يعتمد على الضغط.
الأقراص عادة ما تكون مزورة، وفي بعض التصميمات، يكون لها سطح صلب لتوفير مقاومة جيدة للتآكل. يتم تسمية معظم الصمامات وفقًا لتصميم أقراصها.
مقعد
يوفر المقعد أو حلقة الختم سطح المقعد للقرص. يمكن أن يحتوي الصمام على مقعد واحد أو أكثر. في حالة صمامات الفحص الكروية أو صمامات البدء المتأرجحة، يوجد عادةً مقعد يشكل ختمًا مع القرص لإيقاف التدفق. في حالة صمامات البوابة، يوجد مقعدان؛
يوجد أحدهما على الجانب العلوي والآخر على الجانب السفلي. يحتوي قرص صمام البوابة على سطحين للمقعد على اتصال بالمقعد لتشكيل ختم يوقف التدفق.
لتحسين مقاومة التآكل لحلقة الختم، يتم عادةً تقوية السطح عن طريق اللحام ثم تشغيل سطح التلامس لحلقة الختم. عند إغلاق الصمام، يلزم وجود تشطيب سطحي ناعم لمنطقة الجلوس للحصول على ختم جيد. لا تُعتبر حلقات الختم عمومًا مكونات حدود الضغط لأن الجسم يحتوي على سمك جدار كافٍ لتحمل ضغوط التصميم ولا يعتمد على سمك حلقة الختم.