يؤدي السائل إلى تآكل الفولاذ الكربوني، ببساطة. عند حدوث ذلك، يُستبدل بصمام كروي من الفولاذ المقاوم للصدأ. المواد الكيميائية المسببة للتآكل، وخطوط الإنتاج عالية النقاء، ودرجات الحرارة المنخفضة جدًا، كلها عوامل تجعل الفولاذ الكربوني غير مناسب للاستخدام لأسباب مختلفة. بينما يبقى الفولاذ المقاوم للصدأ صالحًا للاستخدام. يعتمد اختيار النوع المناسب على نوع السائل وتركيزه ودرجة حرارة التشغيل. هذه هي معضلة الاختيار برمتها.
لماذا الفولاذ المقاوم للصدأ لصمامات الكرة الأرضية
يُعدّ الفولاذ الكربوني مناسبًا للاستخدام مع البخار والهيدروكربونات وفي درجات الحرارة المتوسطة. لكنه يتلف عند استخدام سائل أكّال، أو عند تلوث العملية بالمعادن بشكل غير مقبول، أو عند انخفاض درجة الحرارة إلى ما دون -29 درجة مئوية. فعند انخفاض درجة الحرارة عن هذا الحد، يصبح الفولاذ الكربوني هشًا ويفقد مقاومته للصدمات.
يشكّل الفولاذ المقاوم للصدأ طبقةً واقيةً من أكسيد الكروم على سطحه، تقاوم هذه الطبقة المحاليل المائية والأحماض الخفيفة، كما أنها تتجدد عند خدشها. أما الفولاذ الكربوني، فلا مثيل له، فهو يفتقر إلى خاصية التئام السطح الذاتي، ولا يمتلك طبقةً واقيةً. فبمجرد بدء التآكل على الفولاذ الكربوني في بيئة تحتوي على سوائل قوية، يستمر التآكل. بينما يتوقف التآكل على الفولاذ المقاوم للصدأ في بيئة مماثلة عند الطبقة الواقية. هذا هو الفرق الجوهري الذي يبرر ارتفاع سعره.
الدرجات الشائعة: 304، 316، CF8M
تغطي ثلاث درجات معظم التطبيقات الصناعية لصمامات الكرة المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ.
304 (CF8) هي الدرجة الأساسية. 18% كروم، 8% نيكل. مناسبة للاستخدام في المياه العذبة، والمواد الكيميائية الخفيفة، وفي الظروف الجوية العادية. لا تتحمل الكلوريدات بتركيزات أعلى من المنخفضة، حيث تبدأ عملية التنقر. CF8 هو المكافئ المصبوب. معظم أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ مصنعي صمامات الكرة الأرضية يُستخدم CF8 كدرجة قياسية في الكتالوج للخدمة الخالية من الكلوريد.
316 (CF8M) يُضيف هذا النوع من الفولاذ من 2 إلى 3% الموليبدينوم إلى تركيبة الفولاذ 304، مما يُحسّن مقاومته للتنقر الناتج عن الكلوريدات. يُستخدم في البيئات البحرية، وأنظمة مياه البحر، والتطبيقات الصيدلانية، والخدمات الكيميائية التي تحتوي على الكلوريدات. يُعدّ CF8M المكافئ المصبوب لهذا النوع. وهو النوع الأكثر شيوعًا للاستخدام في البيئات الكيميائية المسببة للتآكل وفي المنصات البحرية.
الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج يتحمل ما لا يتحمله الفولاذ 316. يتميز بقوة أعلى ومقاومة أفضل لتشقق التآكل الإجهادي في البيئات الكلوريدية. مناسب للاستخدام تحت سطح البحر، وفي المنصات البحرية، وفي البيئات الكيميائية عالية الكلوريد. تكلفته أعلى. يصعب لحامه. يُوصى باستخدامه عندما يكون الفولاذ 316 غير كافٍ فعلاً لظروف التشغيل.
مقاومة التآكل حسب نوع الوسائط
نفس النوع. سائل مختلف. طريقة فشل مختلفة. هذا هو الخطأ الذي يُسبب تنقرًا أو تشققًا في صمام كان من المفترض أن يكون مقاومًا.
يوضح الجدول أدناه أنواع الوسائط الشائعة مع الدرجة الصحيحة لاختيار جسم صمام الكرة الأرضية والتشطيبات.
| نوع الوسائط | الدرجة الموصى بها | ملحوظات |
| ماء عذب، مواد كيميائية خفيفة | 304 / CF8 | تركيزات منخفضة من الكلوريد فقط |
| مياه البحر، محاليل الكلوريد | 316 / CF8M | يحسّن الموليبدينوم مقاومة التنقر |
| الأحماض المركزة | دوبلكس أو هاستيلوي | يتآكل الرقم 316 في بيئة حمضية قوية |
| خدمة التبريد العميق | CF3 / CF3M | انخفاض نسبة الكربون يمنع التحسس |
| صيدلاني، عالي النقاء | 316L / CF3M | مصقول كهربائيا، محتوى منخفض من الكربون |
| تحت سطح البحر وفي عرض البحر | دوبلكس | مقاومة تشقق التآكل الناتج عن الإجهاد |
يُعدّ كلٌّ من CF3 وCF3M بديلين منخفضَي الكربون لـ CF8 وCF8M. ويمنع انخفاض محتوى الكربون حدوثَ التحسس في المناطق المتأثرة بالحرارة في اللحام. يفقد الفولاذ المقاوم للصدأ المُحسَّس مقاومته للتآكل عند حدود الحبيبات دون ظهور علامات خارجية مرئية. بالنسبة للتجميعات الملحومة والخدمات في درجات الحرارة المنخفضة جدًا، يُعدّ CF3 أو CF3M هو المواصفة الصحيحة، بينما لا يُعدّ CF8 أو CF8M كذلك.
التطبيقات
تستخدم عمليات المعالجة الكيميائية صمامات كروية من الفولاذ المقاوم للصدأ في خطوط تغذية المفاعلات، وأنظمة نقل المنتجات، ودوائر حقن المواد الكيميائية. وذلك في أي مكان يتعرض فيه الفولاذ الكربوني لتأثير سائل العملية. يتطلب اختيار الصمام الكروي المناسب للاستخدام في البيئات الكيميائية معرفة الاسم الكيميائي الفعلي، والتركيز، ودرجة الحرارة. ولا يُعد وصف "الخدمة العامة في بيئات أكالة" كافيًا.
لا تسمح صناعات الأدوية والأغذية بتلوث سوائل المعالجة بالمعادن. ويُعدّ الفولاذ المقاوم للصدأ 316L ذو الأسطح الداخلية المصقولة كهربائياً هو المعيار. كما يفرض تصميم صمام الكرة الأرضية الصحي متطلبات تشطيب السطح ووصلات الأطراف وفقاً للوائح الأغذية والأدوية، والتي تتجاوز مواصفات الصمامات القياسية.
تستخدم خدمات التبريد العميق في الغاز الطبيعي المسال، وفصل الهواء، وتخزين الغازات السائلة صمامات كروية من الفولاذ المقاوم للصدأ من نوع CF3M مزودة بأغطية ممتدة. تحافظ هذه الصمامات على حشوة منع التسرب بعيدًا عن درجات حرارة التشغيل المنخفضة التي تصل إلى -196 درجة مئوية. لا يُنصح باستخدام الفولاذ الكربوني عند درجات حرارة أقل من -29 درجة مئوية في أي فئة ضغط.
تستخدم التطبيقات البحرية والبحرية صمامات كروية من الفولاذ المقاوم للصدأ 316 أو المزدوج في تبريد مياه البحر، وأنظمة التوازن، وأنابيب العمليات السطحية. ويؤدي التعرض للكلوريدات إلى تآكل الفولاذ الكربوني بسرعة في هذه البيئات.
ما هي درجة الفولاذ المقاوم للصدأ التي يجب أن أحددها لصمام كروي في خدمة الكلوريد؟
يتحمل الفولاذ المقاوم للصدأ 316 أو CF8M تركيزات متوسطة من الكلوريد في درجات حرارة تتراوح بين المحيطة والمرتفعة. أما الفولاذ المزدوج فيتحمل تركيزات عالية من الكلوريد، ودرجات حرارة مرتفعة، أو في الحالات التي يكون فيها خطر تشقق التآكل الإجهادي قائماً. لا يُناسب الفولاذ المقاوم للصدأ 304 أو CF8 الخدمة في بيئات ذات تركيزات كلوريد أعلى من المنخفضة. يبدو فشل التنقر الذي يلي ذلك مفاجئاً، ولكنه في الواقع يتطور منذ بدء التشغيل.
كيفية اختيار الدرجة المناسبة
ابدأ بتحليل كيمياء السوائل. حدد آلية التآكل الأساسية. يتطلب كل من تنقر الكلوريد، والتآكل العام، وتصدع التآكل الإجهادي، والحساسية، استجابة مختلفة. ثم حدد درجة حرارة التشغيل. بعد ذلك، تأكد من فئة الضغط وفقًا لجداول الضغط ودرجة الحرارة في معيار ANSI B16.34.
ثم تحقق من المعيار المطبق. معيار API 600 لصمامات الكرة الأرضية الفولاذية ذات الغطاء المثبت بمسامير في خدمة المصافي. معيار API 602 للفولاذ المطروق المضغوط ذي الأقطار الصغيرة. معيار API 603 لصمامات الكرة الأرضية المقاومة للتآكل ذات الغطاء المثبت بمسامير والمصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك معدنية. بالنسبة لمصنعي صمامات الكرة الأرضية المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ والذين يوردون صمامات متوافقة مع معيار API 603، فإن تتبع المواد وتقارير اختبار الضغط وفقًا لمعيار API 598 من المتطلبات الإلزامية مع كل طلب.
تصنع شركة CTGV صمامات كروية من الفولاذ المقاوم للصدأ بنمط مستقيم،, المنفاخ محكم الإغلاق, ، و زاوية تتوفر بتكوينات مختلفة. مواد الهيكل: CF8، CF8M، CF3، CF3M، WC6، وWC9. من 1/2 بوصة إلى 24 بوصة. فئة الضغط: من 150 إلى 2500 رطل. شهادات المواد وتقارير اختبار الضغط API 598 مرفقة مع كل شحنة. تواصل معنا للحصول على توصية فنية خلال ساعتين.
نطاق الحجم: 1/2 بوصة - 8 بوصة (15 مم - 200 مم)
الأسئلة الشائعة
ما هي استخدامات صمام الكرة الأرضية؟
التحكم في التدفق والتحكم فيه. خدمة دورية متكررة. التحكم في البخار، ومعايرة المواد الكيميائية، ومياه التبريد، والتحكم في مياه التغذية في محطات الطاقة. عزل في صناعات الأدوية والأغذية حيث يُفتح الصمام ويُغلق بشكل متكرر، ويتطلب الأمر ضبطًا دقيقًا للتدفق بدلاً من مجرد تشغيل/إيقاف بسيط.
ما الفرق بين API 600 و API 602 و API 603؟
ثلاثة معايير منفصلة. يغطي معيار API 600 صمامات كروية فولاذية ذات غطاء ملولب للاستخدام في مصافي النفط. ويغطي معيار API 602 صمامات كروية فولاذية مطروقة مدمجة لأقطار صغيرة. أما معيار API 603 فيغطي صمامات كروية مقاومة للتآكل ذات غطاء ملولب مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك معدنية للاستخدام في التطبيقات التي تنطوي على تآكل.
ما هو الضغط الذي يتحمله صمام الكرة الأرضية من سلسلة ANSI 300؟
يبلغ ضغط الشد حوالي 740 رطل لكل بوصة مربعة عند درجة حرارة الغرفة في الفولاذ الكربوني المقاوم للصدأ. وينخفض هذا الضغط مع ارتفاع درجة الحرارة. أما درجات الفولاذ المقاوم للصدأ المصنفة ضمن نفس الفئة 300، فلها منحنيات ضغط-حرارة مختلفة. يُرجى مراجعة جداول ANSI B16.34 للدرجة المحددة. لا تفترض أن تصنيفات الفولاذ الكربوني تنطبق على الفولاذ المقاوم للصدأ.
ما هي تصنيفات صمامات الكرة الأرضية؟
ثلاث طرق لتصنيفها. حسب شكل الجسم: مستقيم، زاوي، على شكل حرف Y. حسب نوع غطاء المحرك: غطاء مثبت بمسامير، مانع تسرب بالضغط، مانع تسرب بالمنفاخ. حسب القطر: قطر كامل وقطر مخفض. كل تركيبة تناسب متطلبات مختلفة من حيث الضغط ودرجة الحرارة ودورات التشغيل في التطبيق.
