صمامات الكرة وصمامات البوابة نوعان شائعان من الصمامات. فيما يلي شرح مفصل للفرق بينهما.
١. تختلف مبادئ العمل. صمام الكرة الأرضية من نوع الصمام الصاعد، حيث تدور عجلة اليد وترتفع مع ساق الصمام. أما صمام البوابة، فهو من نوع الصمام الصاعد، حيث تدور عجلة اليد، ويرتفع ساق الصمام. يختلف معدل التدفق. يتطلب صمام البوابة فتحًا كاملًا، بينما لا يتطلب صمام الكرة الأرضية ذلك. لا يتطلب صمام البوابة أي شروط لاتجاهات الدخول والخروج، بينما يحتوي صمام الكرة الأرضية على مداخل ومخارج محددة! صمام البوابة المستورد وصمام الكرة الأرضية هما صماما إغلاق، وهما الصمامان الأكثر شيوعًا.
٢. من حيث المظهر، يتميز صمام البوابة بأقصر وأعلى من صمام الكرة، وخاصةً صمام الساق الصاعد الذي يتطلب مساحة أكبر. يتميز سطح إحكام صمام البوابة بقدرة إحكام ذاتية معينة، ويتصل قلب الصمام بإحكام بسطح إحكام مقعد الصمام تحت ضغط متوسط لضمان إحكامه ومنع التسرب. يتراوح ميل قلب صمام البوابة الإسفينية عادةً بين ٣ و٦ درجات. عند زيادة قوة الإغلاق القسري أو تغير درجة الحرارة بشكل كبير، يكون قلب الصمام سهل الالتصاق. لذلك، اتخذت صمامات البوابة الإسفينية عالية الضغط ودرجة الحرارة إجراءات معينة لمنع انحشار قلب الصمام في الهيكل. عند فتح صمام البوابة وإغلاقه، يكون قلب الصمام وسطح إحكام مقعد الصمام على اتصال دائم ويحتكان ببعضهما البعض، مما يجعل سطح الإحكام سهل التآكل، خاصةً عندما يكون الصمام في حالة إغلاق قريبة، حيث يكون فرق الضغط بين مقدمة ومؤخرة قلب الصمام كبيرًا، ويكون تآكل سطح الإحكام أكثر خطورة.
٣. بالمقارنة مع صمام الكرة المستورد، فإن الميزة الرئيسية لصمام البوابة هي انخفاض مقاومة تدفق السوائل. يتراوح معامل مقاومة التدفق لصمام البوابة العادي بين ٠.٠٨ و٠.١٢، بينما يتراوح معامل مقاومة صمام الكرة العادي بين ٣.٥ و٤.٥. قوة الفتح والإغلاق صغيرة، ويمكن للوسط التدفق في اتجاهين. من عيوبه هيكله المعقد، وارتفاعه الكبير، وسهولة تآكل سطح الختم. يجب إغلاق سطح ختم صمام الكرة بقوة إجبارية لتحقيق الختم. عند نفس العيار وضغط العمل ونفس جهاز التشغيل، يكون عزم دوران صمام الكرة ٢.٥ إلى ٣.٥ ضعف عزم دوران صمام البوابة. يجب مراعاة هذه النقطة عند ضبط آلية التحكم في عزم الدوران للصمام الكهربائي المستورد.
رابعًا، لا تلامس أسطح إحكام صمام الكرة الأرضية بعضها البعض إلا عند الإغلاق الكامل. يكون الانزلاق النسبي بين قلب الصمام المغلق قسرًا وسطح الإحكام ضئيلًا جدًا، وبالتالي يكون تآكل سطح الإحكام ضئيلًا جدًا. يحدث تآكل سطح إحكام صمام الكرة الأرضية غالبًا بسبب وجود شوائب بين قلب الصمام وسطح الإحكام، أو بسبب فرك الوسيط بسرعة عالية بسبب حالة الإغلاق الرخوة. عند تركيب صمام الكرة الأرضية، يمكن للوسيط الدخول من أسفل قلب الصمام ومن أعلى. تكمن ميزة دخول الوسيط من أسفل قلب الصمام في عدم تعرض الحشوة للضغط عند إغلاق الصمام، مما يُطيل عمر الحشوة ويُمكن استبدالها عند تعرض خط الأنابيب أمام الصمام للضغط. أما عيب دخول الوسيط من أسفل قلب الصمام فهو أن عزم دوران الصمام كبير، حوالي 1.05 إلى 1.08 مرة من عزم دوران المدخل العلوي، وقوة محورية كبيرة على ساق الصمام، وسهولة ثنيه. لهذا السبب، عادةً ما يكون دخول الوسط من الأسفل مناسبًا فقط لصمامات الكرة اليدوية صغيرة القطر، ولا تتجاوز قوة تأثير الوسط على قلب الصمام عند إغلاقه 350 كجم. عادةً ما تستخدم صمامات الكرة الكهربائية المستوردة طريقة دخول الوسط من الأعلى. أما عيب دخول الوسط من الأعلى فهو عكس طريقة دخول الوسط من الأسفل.
٥. بالمقارنة مع صمامات البوابة، تتميز صمامات الكرة ببنيتها البسيطة، وأدائها الممتاز في الغلق، وسهولة تصنيعها وصيانتها؛ أما عيوبها فتتمثل في مقاومتها العالية للسوائل وقوى فتح وإغلاق كبيرة. صمامات البوابة والصمامات الكروية هي صمامات مفتوحة ومغلقة بالكامل. تُستخدم لقطع أو توصيل الوسط، وهي غير مناسبة للاستخدام كصمامات تنظيم الاستيراد. يتحدد نطاق استخدام صمامات الكرة والصمامات البوابية بناءً على خصائصها. في القنوات الصغيرة، عندما يتطلب الأمر إغلاقًا أفضل، تُستخدم صمامات الكرة غالبًا؛ أما في أنابيب البخار وأنابيب إمداد المياه ذات القطر الكبير، فتُستخدم صمامات البوابة نظرًا لانخفاض مقاومة السوائل المطلوبة عادةً.
وقت النشر: ١٩ نوفمبر ٢٠٢٤