من بين المستخدمين الذين يستخدمون الصمامات الكروية ذات القطر الكبير بشكل يومي، غالبًا ما يبلغون عن مشكلة تتمثل في صعوبة إغلاق الصمامات الكروية ذات القطر الكبير عند استخدامها في الوسائط ذات فرق الضغط الكبير نسبيًا، مثل البخار والضغط العالي الماء، إلخ. عند الإغلاق بالقوة، نجد دائمًا أنه سيكون هناك تسرب، ومن الصعب الإغلاق بإحكام. يرجع سبب هذه المشكلة إلى التصميم الهيكلي للصمام وعدم كفاية عزم الدوران الناتج لمستوى الحد البشري.

تحليل صعوبة تبديل الصمامات ذات القطر الكبير

متوسط ​​الحد الأفقي لقوة الإخراج للبالغين هو 60-90 كجم، اعتمادًا على اللياقة البدنية المختلفة.

بشكل عام، تم تصميم اتجاه تدفق الصمام الكروي ليكون منخفضًا للداخل ومرتفعًا للخارج. عندما يغلق الشخص الصمام، يقوم جسم الإنسان بدفع العجلة اليدوية لتدور أفقيًا، بحيث يتحرك رفرف الصمام إلى الأسفل لتحقيق الإغلاق. في هذا الوقت، لا بد من التغلب على مزيج من ثلاث قوى، وهي:

(1) قوة الدفع المحورية Fa؛

(2) قوة الاحتكاك Fb بين التعبئة وساق الصمام؛

(3) قوة الاحتكاك التلامسية Fc بين ساق الصمام ونواة قرص الصمام

مجموع العزوم هو ∑M=(Fa+Fb+Fc)R

ويمكن ملاحظة أنه كلما زاد القطر، زادت قوة الدفع المحورية. عندما تكون قريبة من الحالة المغلقة، تكون قوة الدفع المحورية قريبة تقريبًا من الضغط الفعلي لشبكة الأنابيب (بسبب P1-P2≈P1، P2=0)

على سبيل المثال، يتم استخدام صمام كروي من عيار DN200 في أنبوب بخار 10 بار، فقط الدفع المحوري الأول للإغلاق Fa=10×πr2=3140kg، والقوة الدائرية الأفقية المطلوبة للإغلاق قريبة من القوة الدائرية الأفقية التي يمكن للأجسام البشرية العادية الإخراج. حد القوة، لذلك يصعب جدًا على شخص واحد إغلاق الصمام بالكامل في ظل هذه الحالة.

وبالطبع توصي بعض المصانع بتركيب مثل هذه الصمامات بشكل عكسي، مما يحل مشكلة صعوبة إغلاقها، ولكن هناك أيضًا مشكلة صعوبة فتحها بعد إغلاقها.

تحليل أسباب التسرب الداخلي للصمامات الكروية ذات القطر الكبير

تُستخدم الصمامات الكروية ذات القطر الكبير عمومًا في منافذ الغلايات والأسطوانات الرئيسية وأنابيب البخار وغيرها من المواقع. هذه المواقع لديها المشاكل التالية:
(1) بشكل عام، يكون فرق الضغط عند مخرج الغلاية كبيرًا نسبيًا، وبالتالي يكون معدل تدفق البخار أكبر أيضًا، ويكون ضرر التآكل على سطح الختم أكبر أيضًا. بالإضافة إلى ذلك، لا يمكن أن تصل كفاءة احتراق الغلاية إلى 100٪، مما سيؤدي إلى احتواء البخار عند مخرج الغلاية على محتوى مائي كبير، مما سيؤدي بسهولة إلى تلف التجويف والتجويف لسطح إغلاق الصمام.

(2) للصمام الحابس بالقرب من مخرج الغلاية والأسطوانة الفرعية، لأن البخار الذي خرج للتو من الغلاية له ظاهرة التسخين المتقطع، في عملية تشبعه، إذا تمت معالجة تليين ماء الغلاية ليست جيدة جدًا، فغالبًا ما يترسب جزء من الماء. سوف تسبب المواد الحمضية والقلوية تآكلًا وتآكلًا لسطح الختم. قد تلتصق بعض المواد القابلة للتبلور أيضًا بسطح إغلاق الصمام وتتبلور، مما يؤدي إلى عدم قدرة الصمام على الغلق بإحكام.

(3) بالنسبة لصمامات الدخول والخروج للأسطوانات الفرعية، يكون استهلاك البخار بعد الصمام كبيرًا وأحيانًا صغيرًا بسبب متطلبات الإنتاج وأسباب أخرى. تسبب التآكل والتجويف والأضرار الأخرى لسطح ختم الصمام.

(4) بشكل عام، عند فتح خط أنابيب بقطر كبير، يجب تسخين خط الأنابيب مسبقًا، وتتطلب عملية التسخين المسبق بشكل عام تدفقًا صغيرًا من البخار للمرور، بحيث يمكن تسخين خط الأنابيب ببطء وبشكل متساوٍ إلى حد معين قبل أن يتم فتح الصمام الحابس بالكامل لتجنب التسبب في تلف خط الأنابيب. يؤدي التسخين السريع إلى تمدد مفرط، مما يؤدي إلى إتلاف بعض أجزاء التوصيل. ومع ذلك، في هذه العملية، غالبًا ما يكون فتح الصمام صغيرًا جدًا، مما يتسبب في أن يكون معدل التآكل أكبر بكثير من تأثير الاستخدام العادي، ويقلل بشكل خطير من عمر الخدمة لسطح ختم الصمام.

حلول للصعوبات في تبديل الصمامات الكروية ذات القطر الكبير

(1) أولاً وقبل كل شيء، يوصى باختيار صمام كروي مغلق منفاخ، والذي يتجنب تأثير مقاومة الاحتكاك لصمام المكبس وصمام التعبئة، ويجعل التبديل أسهل.

(2) يجب أن يكون قلب الصمام ومقعد الصمام مصنوعين من مواد ذات مقاومة جيدة للتآكل وأداء تآكل، مثل كربيد الأقمار الصناعية؛

(3) يوصى باستخدام هيكل القرص ذو الصمام المزدوج، والذي لن يسبب تآكلًا مفرطًا بسبب الفتح الصغير، مما سيؤثر على عمر الخدمة وتأثير الختم.