صمام بوابة مسطح

الحجم: 2" - 48" (DN50 - DN1200)

الضغط: الفئة 150 - 900 / PN 10-150

المعيار: API 6D، خاص بالشركة المصنعة لتصاميم البوابة المسطحة/الشريحة

مواد الهيكل: A216 WCB، A351 CF8M، فولاذ مطروق (A182 F316/F22)، يتوفر هيكل ملحوم بالكامل

البوابة: بوابة شريحة مسطحة (لوحة واحدة) أو بوابة متوسعة (ختم ميكانيكي بلوحتين)

المقعد: معدن إلى معدن (حلقات مقعد متوازية) أو مقعد ناعم (إدراج مطاطي/PTFE)

الغطاء: غطاء مثبت بمسامير أو غطاء بختم ضغط

التصميم: ممر كامل عبر القناة — تحتوي البوابة على فتحة بحجم التجويف تتماشى مع الأنبوب عند الفتح

الممر الكامل يعني مرور كاسحة الأنابيب (Pig) من خلاله

صمامات البوابة المسطحة — التي تسمى أيضًا صمامات البوابة الشريحية عبر القناة — موجودة لسبب لا تستطيع صمامات البوابة الإسفينية معالجته. عندما يكون الصمام مفتوحًا، تحتوي لوحة البوابة على فتحة تطابق قطر تجويف الأنبوب تمامًا. تتماشى تلك الفتحة مع تجويف خط الأنابيب، وتصبح البوابة جزءًا من مسار التدفق غير المعاق. لا تقليل في المقطع العرضي، ولا مناطق جيبية تتراكم فيها الحطام، ولا تقييد للتدفق يكلف طاقة ضخ على مدى سنوات من التشغيل المستمر.

هذا الممر الكامل هو السبب في هيمنة صمامات البوابة المسطحة على عزل خطوط الأنابيب. يتم فحص خطوط الأنابيب بإرسال كاسحات الأنابيب عبر الخط — أدوات الفحص، أدوات التنظيف، كاسحات ذكية تقيس سمك الجدار وتكتشف التآكل. تتحرك الكاسحة عبر تجويف الأنبوب مدفوعة بتدفق المنتج بسرعة الخط. إذا قيّد صمام البوابة التجويف ولو قليلاً، تصطدم الكاسحة بالتقييد وتتوقف. أو تتعرض للتلف. أو تعلق داخل جسم الصمام، وهو النوع من المشاكل الذي يوقف تشغيل قسم من خط الأنابيب لأيام ويكلف مئات الآلاف من الدولارات في فقدان الإنتاجية.

صمامات البوابة الإسفينية الصلبة في بعض الأحجام لها أجسام بممر مخفض — التجويف عبر الجسم أصغر من القطر الاسمي للأنبوب. هذا التخفيض لا يهم في معظم عزل العمليات حيث تكتفي بمنع التدفق، دون تشغيل كاسحات. لكن لخدمة خطوط الأنابيب، الممر المخفض غير مقبول. صمام البوابة المسطحة عبر القناة لديه صفر تخفيض في التجويف في الوضع المفتوح. تمر الكاسحة عبر جسم الصمام كما لو أن الصمام غير موجود. قطر كامل، مساحة تدفق كاملة، لا عوائق.

السبب الثاني لأهمية الممر الكامل — خطوط أنابيب النفط الخام والغاز الطبيعي تعمل بشكل مستمر لسنوات. انخفاض الضغط عبر صمام مقيد جزئيًا يتراكم كتكلفة طاقة ضخ خلال فترة التشغيل. صمام بوابة بممر مخفض على خط نقل غاز طبيعي بقطر 36 بوصة قد يخلق انخفاض ضغط من 2-3 رطل لكل بوصة مربعة عند معدلات التدفق التشغيلية. لا يبدو ذلك كثيرًا، لكن عبر خط أنابيب بطول 200 ميل مع عشرات صمامات العزل، انخفاض الضغط التراكمي يضيف تكلفة وقود للضواغط تصل إلى ستة أرقام سنويًا. صمامات البوابة المسطحة عبر القناة تلغي ذلك التقييد تمامًا.

البوابة الشريحية مقابل البوابة المتوسعة — طريقتان للختم

البوابة الشريحية هي لوحة مسطحة واحدة تنزلق عموديًا بين حلقتين مقعد متوازيتين. عندما تنزل اللوحة بين المقاعد، يمنع القسم الصلب التجويف. عندما ترتفع اللوحة، تتماشى الفتحة بحجم التجويف في اللوحة مع خط الأنابيب ويمر التدفق دون عوائق. تصميم بسيط، أجزاء متحركة قليلة، تشغيل موثوق في خدمة خطوط الأنابيب.

آلية الختم للبوابة الشريحية تعتمد على ضغط الخط الذي يدفع لوحة البوابة ضد حلقة المقعد السفلي. المقعد العلوي ملامس للوحة، لكن الختم الأساسي يحدث على الجانب السفلي حيث يدفع ضغط الخط اللوحة ضد سطح المقعد. ذلك الختم المُفعَّل بالضغط يعمل جيدًا عند ضغوط التشغيل العادية. عند فرق الضغط المنخفض — ضغط خط قريب من الصفر أثناء بدء التشغيل، أو معادلة الضغط عبر الصمام أثناء التشغيل الالتفافي — تكون قوة الختم ضئيلة وقد لا تحقق البوابة الشريحية إغلاقًا محكمًا تمامًا ضد الفقاعات.

البوابة المتوسعة تحل ذلك القصور في الختم عند الضغط المنخفض. لوحتان متصلتان بآلية إسفينية — عندما تنزل البوابة إلى الوضع المغلق، يدفع الإسفين الداخلي اللوحتين للخارج ضد حلقات المقعد المتوازية. تتمدد اللوحتان ميكانيكيًا، بشكل مستقل عن ضغط الخط. عندما تصل البوابة إلى الإغلاق الكامل، تُضغط كلتا اللوحتين بقوة ضد حلقات المقعد الخاصة بهما بواسطة آلية الإسفين، مما يخلق ختمًا لا يعتمد على ضغط الخط ليعمل. إغلاق محكم تمامًا ضد الفقاعات عند أي ضغط، بما في ذلك الصفر.

البوابة المتوسعة تكلف أكثر وتضيف تعقيدًا ميكانيكيًا — لوحتان، آلية إسفينية، أسطح ختم أكثر للصيانة. لكن لعزل خطوط الأنابيب حيث يكون الإغلاق المحكم ضد الفقاعات متطلبًا تنظيميًا — خطوط نقل الغاز الطبيعي، خطوط أنابيب السوائل الخطرة الخاضعة لامتثال DOT — توفر البوابة المتوسعة يقين الختم الذي لا تستطيع البوابات الشريحية ضمانه عند فرق ضغط منخفض أو صفر.

مقاعد متوازية — وليست مستدقة

جميع تصاميم صمامات البوابة المسطحة تستخدم حلقات مقعد متوازية، وليست مقاعد إسفينية مستدقة. حلقات المقعد متوازية مع بعضها البعض وتنزلق لوحة البوابة بينها بحركة عمودية مستقيمة. لا تأثير إسفيني، ولا أسطح جلوس زاوية، ولا إجبار للبوابة على الدخول في تجويف جسم مستدق. هندسة المقاعد المتوازية تعني أن البوابة لا تنضغط داخل المقاعد — بل تنزلق بينها وتما إما يمنع التجويف أو يحاذي فتحة المرور.

الإصدارات ذات المقاعد الناعمة تستخدم إدراجات مطاطية أو PTFE على أسطح حلقات المقعد. المادة الناعمة تنضغط ضد لوحة البوابة عندما يغلق الصمام، مما يوفر إغلاقًا محكمًا تمامًا ضد الفقاعات عند درجات حرارة معتدلة. المقاعد الناعمة تعمل جيدًا لتوزيع الغاز الطبيعي، وعزل خطوط أنابيب المياه، والخدمات التي يتطلب فيها صفر تسرب مطلق ولكن درجة حرارة التشغيل تبقى تحت حد تصنيف المطاط أو PTFE.

المقاعد المعدنية-إلى-معدنية تستخدم...