עקרון איטום השסתומים

ישנם סוגים רבים של שסתומים, אך תפקידם הבסיסי זהה, והוא לחבר או לנתק את זרימת המדיה. לכן, בעיית האיטום של שסתומים הופכת בולטת מאוד.

כדי להבטיח שהשסתום יוכל לחסום את זרימת המדיום היטב ולמנוע דליפה, יש לוודא שאיטום השסתום שלם. ישנן סיבות רבות לדליפה מהשסתום, כולל תכנון מבני לא סביר, משטחי מגע פגומים באיטום, חלקי הידוק רופפים, התאמה רופפת בין גוף השסתום למכסה השסתום וכו'. כל הבעיות הללו עלולות להוביל לאיטום לא תקין של השסתום. ובכן, ובכך ליצור בעיית דליפה. לכן,טכנולוגיית איטום שסתומיםהיא טכנולוגיה חשובה הקשורה לביצועי ואיכות השסתומים, ודורשת מחקר שיטתי ומעמיק.

מאז יצירתם של שסתומים, גם טכנולוגיית האיטום שלהם עברה התפתחות רבה. עד כה, טכנולוגיית איטום השסתומים באה לידי ביטוי בעיקר בשני היבטים עיקריים, כלומר איטום סטטי ואיטום דינמי.

מה שנקרא אטם סטטי מתייחס בדרך כלל לאיטום בין שני משטחים סטטיים. שיטת האיטום של אטם סטטי משתמשת בעיקר באטמים.

מה שנקרא אטם דינמי מתייחס בעיקר לאיטום גזע השסתום, אשר מונע דליפת המדיום בשסתום עם תנועת גזע השסתום. שיטת האיטום העיקרית של אטימה דינמית היא שימוש בתיבת סתימה.

1. אטם סטטי

איטום סטטי מתייחס ליצירת אטם בין שני חלקים נייחים, ושיטת האיטום משתמשת בעיקר באטמים. ישנם סוגים רבים של דיסקיות. הדיסקיות הנפוצות כוללות דיסקיות שטוחות, דיסקיות בצורת O, דיסקיות עטופות, דיסקיות בצורת מיוחדת, דיסקיות גליות ודיסקיות מלופפות. ניתן לחלק כל סוג עוד יותר לפי החומרים השונים שבהם נעשה שימוש.
①מכונת כביסה שטוחהדיסקיות שטוחות הן דיסקיות שטוחות הממוקמות שטוח בין שני חלקים נייחים. באופן כללי, בהתאם לחומרים המשמשים, ניתן לחלק אותן לדסקיות שטוחות מפלסטיק, דיסקיות שטוחות מגומי, דיסקיות שטוחות ממתכת ודסקיות שטוחות מרוכבות. לכל חומר טווח יישומים משלו.
②טבעת O. טבעת O מתייחסת לאטם בעל חתך רוחב בצורת O. מכיוון שחתך הרוחב שלו בצורת O, יש לו אפקט הידוק עצמי מסוים, כך שאפקט האיטום טוב יותר מזה של אטם שטוח.
③ כולל דיסקיות. אטם עטוף מתייחס לאטם שעוטף חומר מסוים על חומר אחר. לאטם כזה יש בדרך כלל גמישות טובה ויכול לשפר את אפקט האיטום. ④ דיסקיות בצורת מיוחדת. דיסקיות בצורת מיוחדת מתייחסות לאטמים בעלי צורות לא סדירות, כולל דיסקיות אליפטיות, דיסקיות יהלום, דיסקיות מסוג גלגל שיניים, דיסקיות מסוג זנב יונה וכו'. לדסקיות אלו יש בדרך כלל אפקט הידוק עצמי והן משמשות בעיקר בשסתומי לחץ גבוה ובינוני.
⑤ דיסקית גל. אטמים גליים הם אטמים בעלי צורת גל בלבד. אטמים אלה מורכבים בדרך כלל משילוב של חומרים מתכתיים וחומרים שאינם מתכתיים. בדרך כלל יש להם מאפיינים של כוח לחיצה קטן ואפקט איטום טוב.
⑥ עטפו את הדיסקית. אטמים פצועים מתייחסים לאטמים הנוצרים על ידי עטיפה הדוקה של רצועות מתכת דקות ורצועות לא מתכתיות. לסוג זה של אטם יש גמישות ותכונות איטום טובות. החומרים לייצור אטמים כוללים בעיקר שלוש קטגוריות, כלומר חומרים מתכתיים, חומרים לא מתכתיים וחומרים מרוכבים. באופן כללי, לחומרי מתכת יש חוזק גבוה ועמידות חזקה בטמפרטורות. חומרי מתכת נפוצים כוללים נחושת, אלומיניום, פלדה וכו'. ישנם סוגים רבים של חומרים לא מתכתיים, כולל מוצרי פלסטיק, מוצרי גומי, מוצרי אסבסט, מוצרי קנבוס וכו'. חומרים לא מתכתיים אלה נמצאים בשימוש נרחב וניתן לבחור אותם בהתאם לצרכים ספציפיים. ישנם גם סוגים רבים של חומרים מרוכבים, כולל למינציה, פאנלים מרוכבים וכו', אשר נבחרים גם הם בהתאם לצרכים ספציפיים. באופן כללי, משתמשים בעיקר בדסקיות גליות ודסקיות ספירליות פצועות.

2. אטם דינמי

אטם דינמי מתייחס לאטם המונע מזרימת המדיום בשסתום לדלוף עם תנועת גזע השסתום. זוהי בעיית איטום במהלך תנועה יחסית. שיטת האיטום העיקרית היא תיבת סתימה. ישנם שני סוגים בסיסיים של תיבות סתימה: סוג בלוטה וסוג אום דחיסה. סוג הבלוטה הוא הצורה הנפוצה ביותר כיום. באופן כללי, מבחינת צורת הבלוטה, ניתן לחלק אותה לשני סוגים: סוג משולב וסוג אינטגרלי. למרות שכל צורה שונה, הן כוללות בעיקר ברגים לדחיסה. סוג אום הדחיסה משמש בדרך כלל עבור שסתומים קטנים יותר. בשל גודלם הקטן של סוג זה, כוח הדחיסה מוגבל.
בתיבת הסתימה, מכיוון שהאריזה נמצאת במגע ישיר עם גזע השסתום, נדרשת אטימה טובה, מקדם חיכוך קטן, יכולת התאמה ללחץ ולטמפרטורה של המדיום ועמידות בפני קורוזיה. כיום, חומרי מילוי נפוצים כוללים טבעות O מגומי, אריזה קלועה מפוליטטראפלואורואתילן, אריזה מאסבסט ומילויים מפלסטיק. לכל חומר מילוי תנאים וטווח רלוונטיים משלו, ויש לבחור אותו בהתאם לצרכים הספציפיים. האיטום נועד למנוע דליפה, ולכן עקרון איטום השסתום נחקר גם מנקודת מבט של מניעת דליפה. ישנם שני גורמים עיקריים הגורמים לדליפה. האחד הוא הגורם החשוב ביותר המשפיע על ביצועי האיטום, כלומר, הפער בין זוגות האיטום, והשני הוא הפרש הלחצים בין שני צידי זוג האיטום. עקרון איטום השסתום מנותח גם מארבעה היבטים: איטום נוזלים, איטום גזים, עקרון איטום תעלות דליפה וזוג איטום שסתום.

אטימות נוזלים

תכונות האיטום של נוזלים נקבעות על ידי הצמיגות ומתח הפנים של הנוזל. כאשר הקפילר של שסתום דולף מלא בגז, מתח הפנים עלול לדחות את הנוזל או להכניס נוזל לתוך הקפילר. זה יוצר זווית משיקית. כאשר זווית המשיק קטנה מ-90°, נוזל יוזרק לתוך הקפילר, ותתרחש דליפה. דליפה מתרחשת עקב תכונות שונות של המדיה. ניסויים המשתמשים במדיה שונה יניבו תוצאות שונות באותם תנאים. ניתן להשתמש במים, אוויר או נפט וכו'. כאשר זווית המשיק גדולה מ-90°, תתרחש גם דליפה. מכיוון שזה קשור לסרט השומן או השעווה על פני המתכת. לאחר שסרטים אלה מתמוססים, תכונות פני המתכת משתנות, והנוזל שנדחה במקור ירטיב את פני השטח וידלף. לאור המצב הנ"ל, על פי נוסחת פואסון, ניתן להשיג את המטרה של מניעת דליפה או הפחתת כמות הדליפה על ידי הקטנת קוטר הקפילר והגדלת צמיגות המדיום.

אטימות גז

על פי נוסחת פואסון, אטימות הגז קשורה לצמיגות של מולקולות הגז והגז עצמו. הדליפה היא ביחס הפוך לאורך צינור הקפילר ולצמיגות הגז, וביחס ישר לקוטר צינור הקפילר ולכוח המניע. כאשר קוטר צינור הקפילר זהה לדרגת החופש הממוצעת של מולקולות הגז, מולקולות הגז יזרמו לתוך צינור הקפילר בתנועה תרמית חופשית. לכן, כאשר אנו מבצעים את בדיקת איטום השסתום, המדיום חייב להיות מים כדי להשיג את אפקט האיטום, ואוויר, כלומר גז, אינו יכול להשיג את אפקט האיטום.

אפילו אם נקטין את קוטר הקפילרי מתחת למולקולות הגז באמצעות דפורמציה פלסטית, עדיין לא נוכל לעצור את זרימת הגז. הסיבה לכך היא שגזים עדיין יכולים להתפזר דרך דפנות המתכת. לכן, כאשר אנו מבצעים בדיקות גז, עלינו להיות מחמירים יותר מאשר בדיקות נוזלים.

עקרון האיטום של תעלת הדליפה

אטם השסתום מורכב משני חלקים: חוסר אחידות הפריסה על פני הגל וחוסר החספוס של הגליות במרחק בין שיאי הגל. במקרה בו לרוב חומרי המתכת במדינה שלנו יש מאמץ אלסטי נמוך, אם ברצוננו להשיג מצב אטום, עלינו להעלות דרישות גבוהות יותר לכוח הדחיסה של חומר המתכת, כלומר, כוח הדחיסה של החומר חייב לעלות על גמישותו. לכן, בעת תכנון השסתום, זוג האטימות מותאם להפרש קשיות מסוים. תחת פעולת הלחץ, תיווצר דרגה מסוימת של אפקט איטום דפורמטיבי פלסטי.

אם משטח האיטום עשוי מחומרי מתכת, אזי נקודות בולטות לא אחידות על פני השטח יופיעו מוקדם יותר. בהתחלה, ניתן להשתמש בעומס קטן בלבד כדי לגרום לעיוות פלסטי של נקודות בולטות לא אחידות אלו. כאשר משטח המגע גדל, חוסר האחידות של פני השטח הופך לעיוות פלסטי-אלסטי. בשלב זה, יתקיים חספוס משני הצדדים בשקע. כאשר יש צורך להפעיל עומס שעלול לגרום לעיוות פלסטי חמור של החומר הבסיסי, וליצור מגע הדוק בין שני המשטחים, ניתן ליצור את הנתיבים הנותרים קרובים לאורך הקו הרציף ובכיוון ההיקפי.

זוג אטמי שסתומים

זוג איטום השסתום הוא החלק של מושב השסתום וחלק הסגירה שנסגר כאשר הם באים במגע זה עם זה. במהלך השימוש, משטח איטום המתכתי ניזוק בקלות על ידי חומרים נסחפים, קורוזיה של חומרים, חלקיקי שחיקה, קוויטציה ושחיקה. כגון חלקיקי שחיקה. אם חלקיקי הבלאי קטנים יותר מחספוס פני השטח, דיוק פני השטח ישתפר ולא יתדרדר כאשר משטח האיטום נשחק. להיפך, דיוק פני השטח יתדרדר. לכן, בעת בחירת חלקיקי שחיקה, יש לקחת בחשבון באופן מקיף גורמים כגון חומריהם, תנאי העבודה, סיכה וקורוזיה על משטח האיטום.

בדיוק כמו חלקיקי שחיקה, כאשר אנו בוחרים אטמים, עלינו לשקול באופן מקיף גורמים שונים המשפיעים על ביצועיהם על מנת למנוע דליפה. לכן, יש צורך לבחור חומרים עמידים בפני קורוזיה, שריטות ושחיקה. אחרת, היעדר כל דרישה תפחית משמעותית את ביצועי האיטום שלהם.