ما هي الصمامات المبردة

صُممت الصمامات المبردة لتعمل بفعالية في درجات حرارة شديدة البرودة، مما يجعلها لا غنى عنها في صناعات البتروكيماويات والفضاء حيث تكون مناولة السوائل في درجات الحرارة المنخفضة ضرورية. ويختلف تعريف درجة الحرارة المبردة باختلاف الصناعة، ولكن بشكل عام، يمكن للصمامات المبردة أن تعمل بكفاءة بين -40℉ (-40 ℃) ودرجات حرارة أقل بكثير من -320℉ (-196 ℃). ستناقش هذه المقالة استخدامات الصمامات المبردة، وأنواعها المختلفة، والمعايير التي تنطبق عليها، والاختبارات التي تضمن موثوقيتها.

استخدامات الصمامات المبردة

تُعد الصمامات المبردة مكونات أساسية للمنشآت الصناعية لتسخير قوة درجات الحرارة المبردة لمختلف التطبيقات الفريدة. ومن خلال استخدام هذه الصمامات، يمكن للشركات الاستفادة من تحسين جودة المنتج وخفض التكاليف وزيادة الكفاءة. وفيما يلي بعض التطبيقات الهامة التي يمكن استخدام الصمامات المبردة فيها:

• غازات التسييل مثل الأكسجين والنيتروجين والأرجون
• تبريد وتخزين المغناطيس فائق التوصيل في العديد من التطبيقات العلمية والصناعية
• تخزين الغاز الطبيعي السائل ونقله
• الطحن بالتبريد للمواد
• فصل مكونات مخاليط الغازات  
• مكونات إلكترونيات التبريد  
• معالجة العينات البيولوجية وتخزينها

أنواع الصمامات المبردة

تتطلب مجموعة من التطبيقات المبردة أنواع صمامات مناسبة لضمان الأداء الأمثل. يعد اختيار نوع الصمام الصحيح المناسب للتطبيق المحدد أمرًا ضروريًا، حيث يجب أن توفر جميع الصمامات المبردة إغلاقًا محكمًا للحماية من التسرب المكلف والخطير المحتمل. مع وجود نوع الصمام الصحيح، يمكن للأنظمة المبردة أن تضمن سلامة وفعالية التطبيق.

• صمامات الفراشة المبردة

تعد صمامات الفراشة المبردة خيارًا ممتازًا للتطبيقات المبردة. يوفر تصميمها الثلاثي الإزاحة ومانع التسرب من المعدن إلى المعدن إغلاقًا محكمًا للفقاعات مع سلامة طويلة الأجل. وهي توفر حركة فتح وإغلاق سريعة، مما يجعلها مثالية للتشغيل عن بُعد. بالإضافة إلى ذلك، فهي تقدم أداءً فائقًا في درجات الحرارة القصوى وتتميز بالمتانة الشديدة، مما يجعلها خيارًا مثاليًا لأي استخدام مبرد.

• صمامات الكرة الأرضية المبردة

توفر الصمامات الكروية المبردة أداءً فائقًا وموثوقية عالية في درجات الحرارة القصوى. وبفضل الشكل الكروي والقرص الذي يدور بزاوية 90 درجة على مقعد جسمها، توفر هذه الصمامات إحكامًا موثوقًا على المدى الطويل. بالإضافة إلى ذلك، تم تصميم صمامات الكرة الأرضية المبردة لمقاومة التآكل على مدى فترات طويلة، مما يجعلها مثالية للأنظمة ذات معدلات التدفق العالية.

• الصمامات الكروية المبردة

تُعد الصمامات الكروية المبردة مثالية للتطبيقات التي تتطلب إحكامًا موثوقًا وقطرات ضغط منخفضة وخصائص تدفق فعالة. يشتمل تصميمها الفريد على مساحة بخار بارتفاع كافٍ يسمح بالتغويز أسفل الغدة، مما يضمن أن تحافظ تعبئة الغدة على درجة حرارة قريبة من درجة حرارة البيئة المحيطة، مما يحد من التوصيل الحراري بين الجزء الداخلي والخارجي للصمام. وبالإضافة إلى ذلك، يقلل هيكلها القوي من مخاوف التآكل على طول الموانع والكرة مما يجعلها الخيار المفضل لمسارات التدفق غير المقيدة.

• صمامات البوابة المبردة

تعد الصمامات ذات البوابات المبردة خيارًا ممتازًا للتطبيقات التي تتطلب الحد الأدنى من انخفاض الضغط وخصائص التدفق المرغوبة. تسمح البوابة ذات الشكل الإسفيني بالتشغيل السلس والفعال ولكن لها بعض القيود. صمامات البوابة أكثر تكلفة وصعوبة في التشغيل من صمامات الفراشة، مما يجعلها أقل ملاءمة للتشغيل عن بُعد. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يكون البلى مشكلة عند تشغيل الصمامات بشكل متكرر. وعلى الجانب الإيجابي، فإن صمامات البوابة أقل عرضة لفشل مانع التسرب بسبب التدفق البارد من الصمامات الكروية المزودة بموانع تسرب تفلون.

معايير الصمامات المبردة

ولضمان أعلى جودة لخدمات الصمامات المبردة، تلتزم معظم الشركات بالمتطلبات الهندسية القياسية في الصناعة مثل MSS SP-134 وBS 6364 وASME 16.34 وISO 21011. توفر هذه المعايير المبادئ التوجيهية اللازمة لضمان سلامة الصمامات المبردة وموثوقيتها وأدائها. ومن خلال الالتزام بهذه المعايير، تضمن الشركات الحصول على أفضل خدمة ممكنة لاحتياجاتها من الصمامات المبردة.

• MSS SP-134

MSS SP-134 هو كود الصمامات المبردة المستخدم في أمريكا الشمالية. وهو يوفر متطلبات شاملة للمواد والتصميم والأبعاد والتصنيع واختبار الضغط والفحص غير التدميري للصمامات ذات امتدادات الجسم/الشبكة.      

• BS 6364

تم تطوير المواصفة القياسية البريطانية BS 6364 كمعيار بريطاني لتصميم وتصنيع واختبار الصمامات للاستخدام في التطبيقات المبردة. تضمن هذه المواصفة القياسية أن هذه الصمامات يتم تصنيعها وتصميمها وفقًا لأعلى معايير السلامة والجودة، مما يوفر أداءً موثوقًا وقويًا في درجات الحرارة القصوى.

• ASME 16.34

ASME 16.34 هو معيار أساسي يحدد المواصفات الهامة لأجزاء الصمامات، مثل الفلنجات والخيوط الملولبة ونهايات اللحام وغيرها. تضمن هذه المواصفة القياسية سلامة وموثوقية الصمامات من خلال توفير متطلبات اختبار الضغط، واختيار المواد، وإزالة الشفة، والاستمرارية الكهربائية. وعلاوة على ذلك، تحدد المواصفة القياسية الحجم الاسمي للأنابيب ومتطلبات وضع العلامات على الأنابيب.

• ISO 21011

المواصفة القياسية ISO 21011 هي مواصفة قياسية دولية توفر إرشادات ومتطلبات شاملة لتصميم الصمامات وتصنيعها واختبارها لتشغيل السوائل المبردة. وتغطي هذه المواصفة القياسية العمليات في درجات الحرارة المحيطة إلى درجات الحرارة المبردة القصوى، مما يضمن سلامة وموثوقية أي صمام مستخدم في هذه التطبيقات. بالإضافة إلى ذلك، توجه المواصفات أي تعديلات ضرورية للصمامات لتشغيل السوائل المبردة. وباستخدام هذه المواصفة القياسية يمكن للمهندسين والمصنعين ضمان أعلى مستويات السلامة والموثوقية والأداء عند العمل مع السوائل المبردة.

معايير أخرى

بالإضافة إلى المعايير المتعلقة بتشغيل الصمامات المبردة، يمكن أن تكون المعايير الأخرى مفيدة عند العمل مع هذه الأجهزة. وتشمل هذه المعايير:

• آيزو 5208: اختبار ضغط الصمامات المبردة
• ISO 10434: الصمامات المبردة عبارة عن بوابات فولاذية ذات غطاء محرك مثبت بمسامير للصناعات البترولية والبتروكيماوية والصناعات ذات الصلة
• الأيزو 11114-1 ISO 11114-1:: توافق المواد مع محتويات الغاز لأسطوانات الغاز القابلة للنقل والصمامات المعدنية
• أيزو 11114-2 ISO 11114-2: توافق أسطوانة الغاز القابلة للنقل ومواد الصمامات غير المعدنية مع محتويات الغاز
• ISO 15761: بوابات معدنية وصمامات كروية وصمامات فحص من الفولاذ حتى حجم DN 100 لصناعة النفط والغاز
• الأيزو 17292 ISO 17292: الصمامات الكروية المعدنية للبترول والبتروكيماويات والصناعات المرتبطة بها
• ISO 21010 ISO 21010: الأوعية المبردة وتوافق الغاز/المواد
• ISO 21028-1 ISO 21028-1و ISO 21028-2 ISO 21028-2: متطلبات الصلابة للمواد في نطاق درجات الحرارة المنخفضة
• أيزو 23208: نظافة الأوعية الخاصة بالخدمة المبردة

اختبار الصمامات المبردة

يعد اختبار الصمامات المبردة خطوة حاسمة لضمان عملها بشكل صحيح. تخضع جميع الصمامات لاختبارات صارمة، والصمامات المبردة ليست استثناءً. ولضمان التشغيل السليم، يجب إجراء الاختبارات التالية دائمًا عند اختبار الصمامات المبردة عند اختبار الصمامات المبردة:

1. اختبار قوة الصدفة: اعتمادًا على ضغط عمل النظام وخصائصه الأخرى، يمكن أن يكون هذا اختبارًا هيدروستاتيكيًا أو هوائيًا. ولضمان أداء موثوق به، ينبغي إجراء الاختبار إلى مستوى 1.5 مرة من ضغط التشغيل الأقصى للنظام - وفقاً للمبادئ التوجيهية للصناعة.
2. اختبار تسرب الغلاف والمقعد:لضمان بيئة آمنة ومأمونة، من الضروري إجراء اختبارات تسرب الغلاف والمقعد. يتم ضغط النظام إلى 1.1 ضعف ضغط التشغيل الأقصى للاختبارات الهوائية. يتم رفع الضغط إلى 1.3 ضعف ضغط التشغيل الأقصى للاختبار الهيدروستاتيكي. وهذا يضمن اختبار جميع المكونات بدقة، واكتشاف أي تسربات أو أوجه قصور وتصحيحها.
3. النموذج الأولي المبرد واختبار الإنتاج: ضمان الامتثال لمعايير BS 6364 من خلال اختبار النموذج الأولي الصارم واختبار الإنتاج. سيستخدم المهندسون المتمرسون أحدث بروتوكولات ومعدات الاختبار لضمان أن منتجك يلبي أعلى معايير الجودة والأداء.