أداء صمامات الكرة ذات الضغط العالي في خطوط نقل الغاز الطبيعي وشبكات إمداد المياه

تُعد صمامات الكرة ذات الضغط العالي من العناصر الأساسية في البنية التحتية الحيوية، حيث تضمن التحكم الموثوق بالتدفق في أنظمة نقل الغاز الطبيعي وإمدادات المياه الصالحة للشرب. تعمل هذه الصمامات تحت ظروف صارمة تتطلب دقة في الإحكام، ومقاومة للتآكل، ومتانة ميكانيكية عالية.

خطوط نقل الغاز الطبيعي: الأداء في البيئات الحمضية (Sour Gas Environments)
في شبكات نقل الغاز الطبيعي، يجب أن تكون صمامات الكرة قادرة على تحمل ضغوط عالية (تصل إلى 10 ميغاباسكال في بعض القطاعات) وبيئة غاز حمضي (تركيز كبريتيد الهيدروجين H₂S ≥ 300 جزء في المليون)، مما يتطلب الالتزام الصارم بمعايير API 6D وNACE MR0175.

الامتثال للمواد والتصميم
المقاومة للغاز الحمضي: يتم عادةً تصنيع أجسام الصمامات وأجزائها الداخلية من الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج الطور (ASTM A890 Gr. 5A) أو سبائك النيكل (Inconel 625)، مع شهادة مطابقة لمعيار NACE MR0175 لمنع التشقق الناتج عن إجهاد الكبريتيد (SSC) والتشقق الناتج عن الهيدروجين (HIC).

تحديات التركيب والتشغيل
اللحام وإدارة الإجهاد: يتم تركيب الصمامات باللحام (ASME B31.8) أو الربط باستخدام الفلنكات (ANSI B16.5) في خطوط الأنابيب، مع ضرورة التحالف الدقيق لمنع تشويه المقعد الناتج عن إجهاد حراري. في حادثة عام 2022، تسبب الفلنكات غير المحاذية في انحراف مقعد بمقدار 0.5 مم، مما أدى إلى فشل الختم أثناء زيادة الضغط.

أنظمة إمدادات المياه: المتانة في البيئات المكلورة
في شبكات توزيع المياه البلدية، يجب أن تكون صمامات الكرة قادرة على التعامل مع التدفق المستمر (بسرعة ≤3 م/ث) والمياه المكلورة (كلور حر 0.5–1.5 مغ/ل)، مع الالتزام بمعايير AWWA C507 وNSF/ANSI 61 الخاصة بسلامة المياه الصالحة للشرب.

الاستنتاج
تتفوق صمامات الكرة ذات الضغط العالي في تطبيقات حرجة متنوعة عندما تُستخدم مع هندسة المواد والامتثال للمعايير والصيانة الوقائية. في أنظمة الغاز الطبيعي، تكون مقاومة الغاز الحامضي (sour gas) وختم بدون تسرب أمراً بالغ الأهمية، بينما تتطلب الأنظمة المائية تحمل الكلورة وموثوقية العمر الافتراضي. من خلال دمج بيانات الموقع ومعايير الصناعة (API, AWWA, ISO) والتكنولوجيا الناشئة، يمكن للمشغلين تحسين أداء الصمامات، مما يضمن السلامة والكفاءة في شبكات البنية التحتية.