صمام التحكم تُصنف الضوضاء إلى ثلاثة أشكال.

• الاهتزاز الميكانيكي للمكونات
• الضوضاء الهيدروديناميكية
• ضوضاء الديناميكية الهوائية

الضوضاء الميكانيكية في صمام التحكم

تحدث الضوضاء الميكانيكية الناتجة عن صمام التحكم بسبب:

• تهتز الصمامات بسبب تغيرات الضغط العشوائية داخل جسم الصمام و/أو اصطدام السوائل بالعناصر المتحركة أو المرنة.
• الاهتزاز في نظام الأنابيب.
• تصميم الصمامات غير مناسب
• مشكلة هيكلية

يعد الاهتزاز الميكانيكي مؤشرًا على تدهور مكون الصمام. تردد وشدة الاهتزاز منخفضان. مشاكل الاهتزاز الميكانيكية تصيب الصمامات الجذعية أكثر من الصمامات القفصية. يحتوي الصمام القفصي على مساحة دعم أكبر ويقل احتمال حدوث اهتزاز.

الضوضاء الهيدروديناميكية

تولد التدفقات السائلة ضوضاء هيدروديناميكية. عندما ينتقل السائل عبر مسار محصور، تحدث فقاعات بخار. وينتج عن ذلك تغير في الضغط. ويُعرف هذا بالوميض. المرحلة الأولية للتجويف هي الوميض. ومع ذلك، يمكن أن يحدث الوميض دون وجود تجويف.

يتشابه التجويف مع الوميض من حيث استعادة الضغط في تيار التدفق الخارج. ويدل ذلك على عودة الفقاعات إلى الحالة السائلة. يولد تبدد طاقة الفقاعات المنفجرة ضوضاء. يولد التجويف ضوضاء في الصمام بنطاق تردد واسع. ومع ذلك، فإن لها طاقة كبيرة عند ترددات أقل من 600 هرتز. ويعد التجويف الهيدروديناميكي مؤشرًا على احتمال تدهور مكون القطع.

لا تشكل الضوضاء الهيدروديناميكية مصدر قلق كبير من حيث السلامة البشرية لأنها غالبًا ما تكون منخفضة التردد والشدة، وبالتالي لا تعرض العمال للخطر.

الضوضاء الهوائية

التدفق غير المستقر هو المصدر الرئيسي لضوضاء الصمامات الهوائية. يحدث الاضطراب في تيار التدفق بسبب التدفق غير المستقر. وغالباً ما يشار إليه باسم الضوضاء الهوائية أو ضوضاء التدفق.

يعتمد الضجيج الديناميكي الهوائي على ما يلي:

• حجم صمام التحكم
• الضغط التفاضلي عبر صمام التحكم
• معدل التدفق

كيفية تقليل ضوضاء صمام التحكم؟

هناك طريقتان أساسيتان للتحكم في معالجة مصدر ضوضاء الصمام ومعالجة المسار. يتم كبح الضوضاء المفرطة المتولدة داخل صمام التحكم بواسطة ضوضاء معالجة المصدر. يتم تقليل الضوضاء التالية لتوليد الضوضاء في الصمام بواسطة معالجة المسار.

لا يمكننا القضاء على الضوضاء في الصمام، ولكن يمكننا تقليلها إلى حد كبير يمكن لمشغلي المصنع تحمله. يمكننا تحسين كفاءة المصنع وعمر الصمام من خلال تقليل الضوضاء إلى الحد الأدنى.

هناك طرق قليلة جدًا للقضاء على صمام التحكم الضوضاء.

كيف تقلل من الضوضاء؟

معالجة المصدر ومعالجة المسار هي طرق للحد من ضوضاء الصمامات.

1. النهج المباشر (معالجة المصدر)

يمكن تقليل توليد الضوضاء باستخدام معالجة المصدر.

تشمل علاجات المصادر الشائعة ما يلي:

• زخارف صمام التحكم في توهين الضوضاء
• ناشرات الهواء المضمنة
• ناشرات تهوية تقلل من الاضطراب.
• تُعرف عملية التخلص من مصدر الضجيج، وهو عادةً تقليم الصمام، وتشتيت انخفاض الضغط في منطقة منفذ الصمام عن طريق استخدام تقليمات منخفضة الضجيج باسم معالجة المصدر. للحد من إنتاج الضوضاء في الصمامات، نستخدم تقليم الحد من الضوضاء. يتم تقليل الطاقة الصوتية عن طريق الحد من تأثير وقوة موجة الصدمة.
• تعتبر معالجة المصدر لتقليل طاقة الصوت عند المصدر هي الطريقة الأكثر فعالية وتستخدم على نطاق واسع.
• تحتوي صمامات القطع القفصية منخفضة الضوضاء على عدد من الأجزاء الاصطناعية الصغيرة. مفهوم الصمام الهادئ لتقسيم الطاقة الصوتية إلى مسارات تدفق أصغر مناسب.

• يتم تقليل الطاقة الصوتية عن طريق الحد من تأثير موجة الصدمة وقوتها. وتتمثل المشكلة الأكثر شيوعًا في هذا الإجراء في وقوع المواد الصلبة داخل الفتحات المجهرية. يؤدي الانتقام إلى انتقال الطاقة الصوتية إلى نطاق تردد أعلى. وبسبب محدودية مسارات التدفق، فإن المشكلة الأكثر شيوعًا التي تتم مواجهتها أثناء استخدام هذه التقنية هي ملء المادة الصلبة العالقة بالداخل.
• يمكننا تقليل توليد ضوضاء الصمام عن طريق تقليل انخفاض الضغط عبر الأجزاء الاصطناعية الجدارية على مراحل. وتفرض كل مرحلة قيدًا محددًا على التدفق، مما يسمح له بنزع فتيل الضغط أو التمدد. يتم تثبيت هذا النوع من التقييد أسفل مخرج الصمام مباشرةً. ونتيجة لذلك، يأخذ القيد شكل صفيحة ذات عدة فتحات.

يشار إلى الجهاز عادةً باسم صفيحة التمدد السفلي أو الناشر. الناشر عرضة للانسداد بالجسيمات المباعة.

2. النهج غير المباشر (علاج المسار)

إن معالجة المسار هي وسيلة لخفض الضوضاء بعد توليدها من حافة الصمام إلى مخرج الأنبوب. مبدأ معالجة المسار هو تقليل انتشار الصوت وانتقاله إلى مجال الصوت الخارجي.

تشمل معالجات المسار النموذجي ما يلي:

• زيادة سُمك الأنبوب,
• إضافة العزل الصوتي أو الحراري,
• إضافة كواتم صوت الأنابيب المضمنة.

التحجيم المناسب للصمامات

التحديد الصحيح لحجم الصمام أمر بالغ الأهمية. قد يؤدي الاختيار غير الصحيح لصمام التحكم إلى ضوضاء مفرطة.

كاتم صوت مضمن

هناك نوعان من كواتم الصوت.

• كاتم صوت الرنان
• الصمت الاستيعابي

الغرض الرئيسي من كاتم الصوت الرنان هو تقليل ضوضاء صمام التحكم. تحتوي العديد من الغرف في كاتم صوت الرنان على ترددات مختلفة مضبوطة. يعمل كاتم الصوت الرنان بشكل جيد مع نطاق تردد صغير.

التصميم الأكثر شيوعًا هو كاتم الصوت الماص. تختلف مواد التعبئة الليفية في كاتم الصوت الماص. تمتص مواد التعبئة الليفية الضوضاء. يتم تحويل الطاقة الصوتية إلى كميات متواضعة من الحرارة أثناء تحرك الموجات الصوتية عبر ألياف المادة الماصة.

سُمك خط الأنابيب

تنتقل الضوضاء المتولدة في صمام التحكم من مخرج الصمام إلى أنابيب المصب. تعد زيادة سمك جدار الأنبوب طريقة يمكننا استخدامها لتقليل إشعاع الضوضاء الكلي.

العزل الصوتي

يؤدي وضع عازل بسماكة 50 مم على الأنابيب إلى تقليل الضوضاء.

حاجز الصوت أو الضميمة

لتقليل الضوضاء، فإن صمام التحكم والأنابيب قد تكون محاطة بحاجز صوتي.

المعايير التي يمكنك الرجوع إليها:

• التعرض للضوضاء المهنية، OSHA -1910.95
• التنبؤ بالضوضاء الديناميكية الهوائية لصمام التحكم (ISA 75.17)
• صمامات التحكم في العمليات الصناعية IEC 60534-8-4:2015
• تحديد حجم صمام التحكم وفقًا للمعيار ISA 75.01
• إيسا 75.07 قياس الضوضاء في المختبر