كيفية اختيار الحجم المناسب من صمامات البوابة في أنظمة المياه ومكافحة الحرائق

تُعد صمامات البوابة من المكونات الأساسية في أداء أنظمة نقل المياه ومكافحة الحرائق. وغالبًا ما يتم اختيارها لتصميمها البسيط، وانخفاض فقدان الضغط عبرها، وقدرتها على السماح بتدفق كامل للمياه دون إحداث اضطرابات كبيرة. ومع ذلك، فإن خطوة حاسمة كثيرًا ما يتم تجاهلها في تصميم النظام هي تحديد الحجم الصحيح للصمام.

قد يؤدي اختيار حجم غير مناسب إلى تقييد التدفق، أو حدوث فقدان مفرط في الضغط، أو صعوبة في التشغيل، أو مشاكل في الموثوقية على المدى الطويل. يوضح هذا الدليل كيفية اختيار حجم صمام البوابة المناسب من خلال دمج الحسابات الهيدروليكية، ومتطلبات ضغط النظام، وظروف التركيب – لضمان الكفاءة والسلامة على المدى الطويل.

ما معنى “الحجم الصحيح” لصمام البوابة؟

من الناحية الفنية، تعني عملية تحديد حجم صمام البوابة تحديد القطر الداخلي للصمام بحيث:

• يتطابق مع قطر الأنبوب المتصل به

• يتحمل التدفق والضغط المصمم عليه النظام

• يحافظ على سرعة تدفق وفقدان ضغط مقبولين

• يفي بالمعايير التنظيمية (مثل UL، FM، AWWA، ISO)

في معظم الحالات، يتم تحديد حجم الصمام ليتطابق مع قطر الأنبوب، ولكن هذا وحده غير كافٍ. إليك التفاصيل.

الخطوة 1: مطابقة القطر الاسمي للأنبوب

هذه هي الخطوة الأولى والأساسية. يتم تصنيع صمامات البوابة بأقطار اسمية قياسية (مثل 2″، 4″، 6″، 8″، 10″، 12″، 16″)، وفي أغلب التطبيقات، يجب أن يتطابق الصمام مع قطر الأنبوب المتصل به لضمان انتقال التدفق دون قيود.

أمثلة:

• أنبوب حديد دكتايل مدفون بقطر 6 بوصة → صمام بوابة 6 بوصة (نوع NRS)

• رأس مضخة بقطر 8 بوصة → صمام بوابة OS&Y أو صمام فراشة حسب المساحة ومتطلبات التحكم بالتدفق

ملاحظة: تأكد من تحديد نوع الوصلة المطلوبة (مفلنجة، أو ميكانيكية، أو مجعدة) لتتناسب مع نظام الأنابيب المستخدم. صمامات BIMEX متوفرة بوصلات مفلنجة أو ميكانيكية وفق معايير ANSI B16.1 و B16.5.

الخطوة 2: التأكد من معدل التدفق وسرعة المياه

في حين أن مطابقة حجم الأنبوب هي خطوة مهمة، إلا أن ظروف التدفق يجب أخذها في الاعتبار أيضًا. فرغم أن صمامات البوابة تُعد “فتحة كاملة” (Full-Port)، فإن الأداء الهيدروليكي يتأثر بعوامل مثل اضطراب التدفق، وشكل المقعد الداخلي، وسرعة المياه.

يجب استخدام معادلة Hazen-Williams أو برامج نمذجة هيدروليكية لتقدير:

• أقصى معدل تدفق (بالـ GPM أو L/s)

• سرعة التدفق (بالمتر/الثانية أو القدم/الثانية)

• فقدان الضغط (بالمتر أو بالـ psi)

التوجيهات التصميمية:

• يُفضل أن تكون سرعة المياه أقل من 3 م/ث في أنظمة مكافحة الحرائق

• يجب أن يكون فقدان الضغط أقل من 10% من إجمالي ضغط النظام

• في خطوط تصريف المضخات، يمكن قبول سرعات أعلى، لكن يجب التحقق منها هندسيًا

الخطوة 3: التأكد من تصنيف الضغط

في أنظمة مكافحة الحرائق، خصوصًا المدفونة منها، يجب أن تتحمل صمامات البوابة:

• ضغط تشغيل يصل عادة إلى 250 psi

• ضغط اختبار يعادل 1.5 × ضغط التشغيل

جميع صمامات BIMEX معتمدة من UL وFM وتتحمل ضغط تشغيل 250 psi، وتخضع لاختبار هيدروليكي حتى 500 psi، مما يفي بمعايير AWWA C515/C509 ومعايير السلامة الدولية.

تذكير: لا يُنصح باستخدام صمامات بضغط أقل من متطلبات النظام، خاصة في الأنظمة المعرضة للطرق الهيدروليكي (Water Hammer).

الخطوة 4: مراعاة ظروف التركيب

• للتركيب تحت الأرض: يُفضل استخدام صمامات NRS (غير ظاهرة الجذع)، والتي لا تتطلب مساحة رأسية كبيرة ويمكن تشغيلها باستخدام مؤشرات أو صناديق سطحية.

• للتركيب فوق الأرض: يُستخدم عادة صمام OS&Y (ذو الجذع الظاهر) في غرف المضخات، إذ يُظهر موضع الصمام ويُسهّل الفحص البصري والصيانة.

ينبغي أيضًا أخذ عوامل مثل عرض الخندق، وعمق التثبيت، وسهولة الوصول في المستقبل، ومساحة العمل في الاعتبار.

مجموعة صمامات BIMEX

تقدم BIMEX مجموعة واسعة من صمامات البوابة المعتمدة من UL/FM والمطابقة لمعايير AWWA، والمناسبة لأنظمة المياه ومكافحة الحرائق.

المواصفات الأساسية:

• جسم وغطاء من الحديد الدكتايل

• طلاء إيبوكسي بالرش الحراري وفق معيار AWWA C550 بسمك لا يقل عن 250 ميكرون

• جذع من الفولاذ المقاوم للصدأ

• إسفين مرن للإغلاق المحكم

• مانع تسرب مزدوج (Double O-Ring)

• خيار مفتاح إنذار لربط نظام الإنذار بالحالة التشغيلية

الخلاصة: تحديد الحجم هو قرار هندسي

اختيار حجم صمام البوابة ليس مجرد اختيار رقم من كتالوج. إنه قرار هندسي دقيق يجب أن يأخذ في الاعتبار القطر الاسمي للأنبوب، معدل التدفق، تصنيف الضغط، وظروف التركيب.

الاختيار الخاطئ قد يؤدي إلى خسائر مالية أو فشل في مطابقة معايير السلامة. بالتعاون مع مصنعين موثوقين مثل BIMEX، والرجوع إلى بيانات التصميم والمعايير الدولية، يمكن للمهندسين والمقاولين اتخاذ قرارات واعية تضمن الأداء والاعتمادية.

📩 بحاجة إلى مساعدة في اختيار حجم الصمام؟
تواصل مع فريق BIMEX للحصول على البيانات الفنية، ونماذج التقديم، والدعم الهندسي لمشروعك.