ما هو تصنيف الضغط لصمام البوابة فئة 150؟

في أنظمة الأنابيب الصناعية، يحدد تصنيف ضغط صمام البوابة بشكل مباشر ما إذا كانت المعدات يمكن أن تعمل بأمان. بالنسبة للتصنيف الشائع للفئة 150، ما هي قيمة الضغط المحددة الخاصة به؟ هل جميع صمامات البوابة من الفئة 150 المصنوعة من مواد مختلفة لها نفس التصنيف؟

 

✔️استنادًا إلى معيار ASME B16.34 والبيانات الهندسية الفعلية، تشرح هذه المقالة معنى تصنيف ضغط صمام البوابة فئة 150 وتوفر إرشادات اختيار مرجعية باستخدام صمام بوابة فولاذي مصبوب فئة 150 كمثال نموذجي.

 

I. تصنيف الضغط الأساسي عند درجة الحرارة المحيطة

✅وفقًا لـ ASME B16.34 – 2021الصمامات – ذات الحواف، والملولبة، ونهاية اللحام، لصمام البوابة من الفئة 150 ضمن نطاق درجة الحرارة من -20 درجة فهرنهايت إلى 100 درجة فهرنهايت (-29 درجة إلى 3 درجة فهرنهايت)8 درجة)، الحد الأقصى لضغط العمل المسموح به هو 285 رطل لكل بوصة مربعة (حوالي . 19.6 بار). هذه هي النقطة المرجعية المشتركة لجميع الصمامات التي تنطبق عليها هذه الفئة، بغض النظر عن المادة.

 

✅من المهم ملاحظة: 285 رطل لكل بوصة مربعة ينطبق فقط على الظروف المحيطة. بمجرد ارتفاع درجة الحرارة المتوسطة، تنخفض قوة المادة، ويجب تعديل ضغط العمل المسموح به وفقًا لمنحنى التخفيض في المعيار.

 

ثانيا. تأثير المواد المختلفة على تصنيف الضغط

✅على الرغم من أن الفئة 150 تحدد نفس فئة درجة حرارة الضغط-، إلا أن حدود الضغط العلوي المسموح بها للصمامات المصنوعة من مواد مختلفة - مثل الفولاذ المصبوبصمام البوابةستختلف الفئة 150 مقابل الفولاذ المقاوم للصدأ (CF8M) أو الحديد المرن عند درجات حرارة مختلفة. وذلك لأن ASME B16.34 يوفر جداول تصنيف منفصلة لكل مجموعة مواد.

 

✅أخذ ثلاث مواد شائعة كأمثلة (جميعها مصنفة بـ 285 رطل لكل بوصة مربعة عند درجة الحرارة المحيطة):

مادة جسم الصمام	الدرجة القياسية النموذجية	الضغط عند 500 درجة فهرنهايت (260 درجة)	الضغط عند 750 درجة فهرنهايت (399 درجة)
صب الصلب الكربوني	WCB	230 رطل لكل بوصة مربعة	غير مستحسن (يتجاوز نطاق الزحف)
الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ	CF8 / CF8M	205 رطل لكل بوصة مربعة	150 رطل لكل بوصة مربعة
الصلب مزورة	A105 (للأطراف الملحومة)	240 رطل لكل بوصة مربعة	180 رطل لكل بوصة مربعة

 

✅بالنسبة لصمام البوابة الفولاذي المصبوب فئة 150، تستخدم معظم الشركات المصنعة الفولاذ المصبوب WCB. تعمل هذه المادة بشكل ثابت عند درجة حرارة أقل من 350 درجة فهرنهايت، وهي خيار اقتصادي لاستخدامات الماء والنفط والغاز والبخار ذو الضغط المنخفض-. ومع ذلك، إذا تجاوزت درجة الحرارة المتوسطة 450 درجة فهرنهايت لفترات طويلة، يوصى بالترقية إلى الفئة 300 أو التبديل إلى فولاذ الكروم -المولي (على سبيل المثال، WC6).

 

✅سيحتوي منتج تصنيف الضغط فئة 150 لصمام البوابة المؤهل على 285 رطل لكل بوصة مربعة (محيط) وضغط اختبار يبلغ 427.5 رطل لكل بوصة مربعة على لوحة الاسم - ولا ينبغي فقدان أي منهما.

 

ثالثا. القضايا والحلول المشتركة

✅المشكلة 1: هل يمكن استخدام صمام البوابة من الفئة 150 في نظام بخار مشبع بقدرة 200 رطل لكل بوصة مربعة (حوالي . 380 درجة فهرنهايت)؟

 

✔️يستخدم العديد من المهندسين الميدانيين عن طريق الخطأ معدل الضغط المحيط (285 رطل لكل بوصة مربعة) لتقدير درجة الحرارة المرتفعة-. في الواقع، عند درجة حرارة بخار مشبع تبلغ حوالي 380 درجة فهرنهايت، ينخفض ​​ضغط العمل المسموح به لصمام البوابة فئة 150 WCB إلى حوالي 200-210 رطل لكل بوصة مربعة (لكل استيفاء خطي من ASME B16.34). إذا كان ضغط البخار 200 رطل لكل بوصة مربعة بالضبط، يكون الصمام في حالة حرجة بدون هامش أمان.

 

حل:

✔️راجع جدول تصنيف درجة حرارة الضغط-الخاص بالشركة المصنعة. بالنسبة لتطبيقات البخار المشبع، يوصى بتخفيض معدل ضغط الصمام بنسبة 10%-15%.

✔️أثناء اختيار الصمام، اطلب بوضوح من المورد تقديم التصنيف المحدد لمواد WCB عند 380 درجة فهرنهايت (يمكن لمعظم العلامات التجارية توفير البيانات عند 375 درجة فهرنهايت بما يعادل 210 رطل لكل بوصة مربعة).

 

✅المشكلة 2: هل يمكن استخدام ضغط اختبار هيدروستاتيكي يبلغ 500 رطل لكل بوصة مربعة للتحقق من قوة صمام البوابة من الفئة 150 في الموقع؟

✔️يستخدم بعض مقاولي التركيب ضغوطًا هيدروستاتيكية أعلى بكثير من 427.5 رطل لكل بوصة مربعة، معتقدين أنه "كلما زاد الضغط، كان أكثر أمانًا". تفرض هذه الممارسة ضغطًا زائدًا على جسم الصمام أو غطاء المحرك، مما قد يؤدي إلى حدوث شقوق - دقيقة، خاصة في مكونات الحديد الزهر أو الفولاذ المصبوب.

 

حل:

✔️اتبع بدقة API 598: يجب ألا يتجاوز ضغط اختبار الغلاف 1.5 مرة من تصنيف الضغط المحيط، أي الحد الأقصى 427.5 رطل لكل بوصة مربعة. ويعتبر أي اختبار يتجاوز هذه القيمة مدمراً ويتطلب موافقة كتابية من مصمم الصمام.

✔️للكشف عن التسرب بشكل أكثر صرامة، استخدم -اختبار ختم الهواء ذو ​​الضغط المنخفض (80 رطل لكل بوصة مربعة) أو قم بتمديد وقت الانتظار (من 15 ثانية إلى 60 ثانية) بدلاً من زيادة الضغط.

 

رابعا. توصيات الاختيار: متى يتم اختيار صمامات البوابة من الفئة 150

✅استنادًا إلى خصائص تصنيف ضغط صمام البوابة فئة 150 الموصوفة أعلاه، فإن الظروف التالية تفضل هذه الفئة:

✅درجة الحرارة المحيطة أو الوسائط لا تتجاوز 200 درجة (حوالي . 392 درجة فهرنهايت) - الماء والنفط والغاز؛

✅أقصى ضغط عمل للنظام أقل من 250 رطل لكل بوصة مربعة (مع ترك هامش 10%)؛

✅أقطار أنابيب أكبر (على سبيل المثال، 6 بوصات وما فوق)، حيث تزيد تكلفة الصمامات من الفئة الأعلى -بشكل حاد؛

✅خدمة عزل التشغيل/الإيقاف غير المتكررة، مع عدم وجود متطلبات صارمة للوزن.

✅على العكس من ذلك، بالنسبة للتطبيقات التي تزيد درجات الحرارة فيها عن 400 درجة فهرنهايت، أو يقترب الضغط من 285 رطل لكل بوصة مربعة، أو التدوير الحراري الشديد، يجب تخطي الفئة 150 بالكامل لصالح الفئة 300 أوصمام البوابة الفولاذية المصبوبة فئة 800(بنية من الفولاذ المطروق-عالية الضغط). قد يؤدي سوء استخدام صمام الضغط المنخفض-الذي يتسرب بشكل غير متوقع عند درجات الحرارة المرتفعة إلى إغلاق المصنع بالكامل أو وقوع حوادث تتعلق بالسلامة.

ملخص

📝جوهرصمام البوابة فئة 150 تصنيف الضغطيكون285 رطل لكل بوصة مربعة @ درجة الحرارة المحيطةمع انخفاض خطي مع ارتفاع درجة الحرارة. يستخدم صمام البوابة الفولاذي المصبوب فئة 150 بشكل شائع مادة WCB، مما يوفر فعالية من حيث التكلفة-أقل من 350 درجة فهرنهايت.

📌*تعتمد البيانات الواردة في هذه المقالة بشكل أساسي على ASME B16.34-2021 وAPI 598-2016 وتحليل فئات الضغط في دليل اختيار الصمامات (الإصدار الخامس). من الناحية العملية، ارجع دائمًا إلى لوحة اسم الصمام وأوراق البيانات الفنية المحددة.*