גורמים לדליפת שסתום פרפר ופתרונות תואמים

שסתומי פרפר נמצאים בשימוש נרחב בתעשיות כגון טיפול במים, נפט וגז, HVAC ועיבוד כימי בזכות העיצוב הקומפקטי שלהם, הזרימה היעילה והבקרה החסכונית שלהם.

עם זאת, אחת הבעיות הנפוצות ביותר עםשסתומי פרפרדליפה. דליפות יכולות להתרחש באופן פנימי (דרך מושב השסתום) או חיצוני (סביב גזע השסתום או גוף השסתום). דליפות יכולות להיות קלות או גדולות, וכתוצאה מכך לפחתת יעילות המערכת, או לסיכוני בטיחות חמורים, בעיות סביבתיות או זמן השבתה יקר.
לכן, הבנת הגורמים לדליפות אלו ויישום פתרונות יעילים הם קריטיים כדי להבטיח ביצועים אמינים של שסתומים.

---

סוגי דליפות בשסתומי פרפר

לפני שנצלול לתוך הגורמים והפתרונות, בואו נסווג תחילה את הדליפות הנפוצות בשסתומי פרפר:
א. דליפה פנימית: נוזל עובר דרך השסתום כאשר הוא במצב סגור, דבר המצביע על כך שמושב השסתום או הדיסק אינם יכולים ליצור אטימה הדוקה.
ב. דליפה חיצונית: נוזל דולף מגוף השסתום, בדרך כלל סביב גזע השסתום, האריזה או חיבור האוגן, ופוגע באיטום.

שני סוגי הדליפות יכולים לנבוע מגורמים הקשורים לתכנון, התקנה, תפעול או תחזוקה.
להלן, נסקור את הגורמים העיקריים והפתרונות המתאימים לכל סוג של דליפה.

---

1. אטמים שחוקים או פגומים

סיבה נפוצה לדליפה פנימית היא התדרדרות של רכיבי איטום השסתומים (כגון בטנות אלסטיות או מושבי מתכת).

1.1 גורמים

- התדרדרות חומרים: חשיפה ממושכת לנוזלים קורוזיביים, טמפרטורות גבוהות או קרינה אולטרה סגולה עלולה לגרום לאטמים להתקשות, להיסדק או לאבד גמישות.

- חומרים שוחקים: נוזלים המכילים חול, חצץ או חלקיקים אחרים יפגעו באטמים עם הזמן.

- הזדקנות: אפילו בתנאים פחות תובעניים, האטמים יתבלו באופן טבעי עם הזמן, ויפחיתו את יכולתם להתאים לדיסק השסתום. זוהי הזדקנות טבעית בלתי נמנעת.

- מומנט מוגזם: מומנט המפעילים החשמליים, הפנאומטיים ואחרים שנבחרו גדול מדי, ודיסקית השסתום מפעילה לחץ רב מדי על מושב השסתום בעת הסגירה, מה שגורם לעיוות או אפילו קריעה של מושב השסתום. אפילו בעת הפעלה ידנית, הפעלת מומנט מוגזם על שסתומי פרפר בקוטר גדול עלולה לגרום לעיוות או נזק למושב השסתום.

1.2 פתרונות

- בחירת חומרים: בחרו חומרי איטום התואמים לנוזל ולתנאי ההפעלה. לדוגמה, השתמשו ב-PTFE לעמידות כימית, EPDM ליישומי מים, ו-Viton לנוזלים מבוססי שמן.
- תחזוקה שוטפת: יש ליישם תוכנית תחזוקה מונעת לבדיקה והחלפה של אטמים לפני שהם כושלים. זה חשוב במיוחד בסביבות קשות.
- ציפוי מגן: ביישומים שוחקים, יש לשקול שימוש בשסתומים עם מושבים מצופים או מוקשים כדי להאריך את חיי האטמים.
- אופטימיזציה של המפעיל: בהתאם לנתוני מומנט שסתום הפרפר שניתנו על ידי היצרן, בחר מפעיל עם מומנט מתאים, או בחר מפעיל עם הגנת מומנט. בנוסף, בעת הפעלה ידנית, יש להימנע מכוח מופרז. Zfa ממליצה שאם אינך בטוח, תוכל להשתמש במפעיל ידית או גלגל תולעת עם הגבלת מומנט.
----

2. התקנה לא נכונה

דליפה נגרמת לעיתים קרובות עקב שגיאות במהלך התקנת השסתומים, המשפיעות על אטמים פנימיים וחיצוניים.

2.1 גורמים

- חוסר יישור: אם השסתום אינו מיושר כראוי עם הצינור, ייתכן שהדיסק לא יושב כראוי, וכתוצאה מכך נזילה פנימית.
- מומנט לא מספיק: הידוק לא מספק של ברגי האוגן עלול לגרום לדליפה חיצונית בממשק צינור השסתום.
- הידוק יתר: מומנט יתר עלול לגרום לעיוות של גוף השסתום או המושב, מה שעלול למנוע סגירה מלאה של הדיסק ולגרום לדליפה פנימית.

2.2 פתרון

- בדיקת יישור: במהלך ההתקנה, השתמשו בכלי יישור כדי לוודא שהברז ממורכז בצינור. כמו כן, יש לוודא שהדיסקה נעה בחופשיות מבלי לגעת בדופן הצינור.
- מפרט מומנט: יש לפעול לפי ערך המומנט המומלץ של היצרן עבור ברגי אוגן ולהשתמש במפתח מומנט מכויל כדי להשיג דחיסה אחידה של האטם.
- בחירת אטם: השתמשו באטמים איכותיים ובעלי אלסטיות גבוהה התואמים לחומרי השסתום והצינור. כמו כן, ודאו שגודל האטם מתאים כדי למנוע דחיסה מוגזמת או פערים.
----

3. הפרעות דיסק

דליפה פנימית עלולה להתרחש כאשר הדיסק אינו יכול להיסגר לחלוטין עקב הפרעה פיזית לצינור או לאוגן שמסביב.

3.1 סיבה

- אי התאמה בקוטר הצינור: אם קוטר הצינור קטן מדי, הדיסק עלול לפגוע בדופן הצינור בעת הסגירה.
- עיצוב אוגן: אוגנים בעלי פנים מורמים או משטחי חיבור בגודל לא תקין עלולים להפריע לדיסק לנוע.
- הצטברות פסולת: מוצקים או אבנית המצטברים בתוך השסתום עלולים למנוע מהדיסק להתיישב כראוי.

3.2 פתרון

- אימות תאימות: לפני ההתקנה, יש לוודא שקוטר דיסקת השסתום תואם לקוטר הפנימי של הצינור.
- כוונון אוגן: יש לפעול לפי תקנים כגון ANSI או DIN כדי להשתמש באוגנים שטוחים או אטמים כדי להבטיח מרווח דיסק.
- עבודות ניקוי: יש לשטוף את המערכת לפני הפעלת השסתום כדי להסיר פסולת, ולהתקין מסננים במעלה הזרם אם התנאים מאפשרים זאת כדי למנוע הצטברות עתידית.

4. אריזה כושלת של גזע

דליפה חיצונית מתרחשת בדרך כלל סביב גזע השסתום, הנובעת מבעיות באריזה או באטמים המונעים זרימה של נוזל לאורך הציר.

4.1 סיבה

- בלאי: עם הזמן, חומרי אריזה כגון PTFE או גרפיט נשחקים עקב תנועת גזע או לחץ.
- תנודות טמפרטורה: בהתבסס על עקרון ההתפשטות וההתכווצות התרמית, תנודות טמפרטורה חוזרות ונשנות עלולות לגרום לאריזה להתכווץ, להתרופף ואף להיקרע.
- כוונון לא נכון: אם בלוטת האריזה רופפת מדי, הנוזל עלול לדלוף; אם היא הדוקה מדי, היא עלולה לגרום נזק לגזע השסתום או להגביל את התנועה.

4.2 פתרון

- תחזוקת אריזה: יש לבדוק ולהחליף באופן קבוע חומרי אריזה בלויים.
- שיקולי טמפרטורה: בחרו חומרי אריזה המתאימים לטווח טמפרטורות המערכת, כגון חומרי גרפיט גמישים ליישומים בחום גבוה.
- כוונון בלוטה: הדקו את בלוטת האריזה למומנט שצוין על ידי היצרן, בדקו דליפות לאחר הכוונון והימנעו מדחיסה יתרה.

---

5. לחץ או טמפרטורה מוגזמים

כאשר תנאי ההפעלה חורגים ממגבלת התכנון של השסתום, עלולה להתרחש דליפה, שתשפיע על האטמים הפנימיים והחיצוניים.

5.1 גורמים

- לחץ מוגזם: לחץ העולה על דירוג השסתום עלול לעוות את מושב השסתום או את הדיסק, ולהפוך אותו לבלתי אפשרי לאטום.
- התפשטות תרמית: טמפרטורות גבוהות עלולות לגרום לרכיבים להתפשט בצורה לא אחידה, ולגרום להזדקנות, ריכוך או אפילו לפחמן של האטמים, מה שעלול להשפיע על התאמת משטח האיטום, לשחרר את האטם או לגרום לדליפה חיצונית בחיבור.
- שבירות בקור: בתנאים מתחת ל-10- מעלות, האטם עלול להפוך לשביר ולהיסדק, ולגרום לדליפה.

5.2 פתרונות

- דירוגי לחץ וטמפרטורה מתאימים: בחרו שסתומים בעלי דירוגי לחץ וטמפרטורה העולים על תנאי המערכת המרביים וקחו בחשבון את שולי הבטיחות.
- שחרור לחץ: התקן שסתום שחרור לחץ או וסת במעלה הזרם כדי למנוע לחץ יתר.
- בידוד/חימום: השתמשו בשרוולי בידוד או בחוטי חום באקלים קר כדי למנוע קיפאון.

5.3 טבלת השוואת טמפרטורות חומרים

להלן טווחי המדיה והטמפרטורות המתאימים לאטמים מחומרים שונים.

 

---

6. קוויטציה וקורוזיה

6.1 מהי קוויטציה

קוויטציה נגרמת מירידה פתאומית בלחץ של המדיום הנוזלי ללחץ האדים של הנוזל בחלק המצער של השסתום (כגון בין לוח הפרפר למושב השסתום), וכתוצאה מכך נוצרת גיזוז מקומי של הנוזל ליצירת בועות. כאשר בועות אלו עוברות לאזור הלחץ הגבוה עם הנוזל, הן קורסות במהירות, ויוצרות גלי הלם ומיקרו-סילונים, אשר בתורם גורמים לשחיקה ונזק למשטח איטום השסתום, מושב השסתום וגוף השסתום.
למרות שקביטציה וקורוזיה הן בעיקר בעיית ביצועים, הן יכולות לגרום בעקיפין לדליפה על ידי פגיעה במשטח האיטום.

6.2 מהי קורוזיה?

קורוזיה נגרמת כתוצאה מתגובות כימיות או אלקטרוכימיות על פני החומר של שסתום הפרפר עקב מגע ארוך טווח עם חומרים קורוזיביים (כגון חומצה, בסיס, תמיסת מלח או קיטור בטמפרטורה גבוהה), וכתוצאה מכך נגרם נזק למשטח איטום השסתום, גזע השסתום, מושב השסתום או גוף השסתום.

6.3 גורמים

- ירידת לחץ גבוהה: שינויי לחץ מהירים ייצרו בועות מתפוצצות, אשר ישחיתו את דיסק השסתום או את מושב השסתום.
- זרימה קורוזיבית: המדיום מכיל חומצות, בסיסים, מלחים וכו', אשר מגיבים ישירות עם פני המתכת, וגורמים להמסה הדרגתית של משטח האיטום וגוף השסתום או להידלדלותם.
- חומרים שוחקים: נוזלים במהירות גבוהה המכילים חלקיקים ישחקו את קצה האיטום לאורך זמן.

6.4 פתרונות

בקרת זרימה: קבעו נכון את גודל השסתום כדי למזער את ירידת הלחץ והשתמשו בחישובי מקדם הזרימה (Cv) כדי לעמוד בדרישות המערכת.
- שדרוג חומרים: בחרו חומרים עמידים בפני קורוזיה כגון נירוסטה או ציפויי משטח קשים עבור דיסקיות שסתומים ומושבי שסתומים.
- תכנון מערכת: הפחתת קצב הזרימה על ידי הגדלת קוטר הצינור או הוספת התקן להפחתת לחץ במעלה הזרם.

טבלת ערכי CV 6.5

---

7. פגמי ייצור

לעיתים, דליפות נובעות מפגמים במבנה השסתומים שניתן לאתר במהלך השימוש הראשוני או הבדיקה.

7.1 גורמים

- פגמי יציקה: נקבוביות או סדקים בגוף השסתום עלולים לגרום לדליפה חיצונית.
- בעיות במשטח האיטום: עיבוד לא אחיד של הדיסק או המושב עלול למנוע איטום תקין, וכתוצאה מכך לדליפה פנימית.
- שגיאות הרכבה: התקנה לא נכונה של אטמים או חוסר יישור של רכיבים במהלך הייצור עלולים לגרום לדליפות.

7.2 פתרונות

- אבטחת איכות: קנו מיצרנים בעלי מוניטין ובעלי הסמכות כגון ISO 9001, ובקשו דוח בדיקת לחץ (למשל, לפי API 598) כדי לוודא אטימות לדליפות.
- בדיקות טרום התקנה: ביצוע בדיקות דליפה הידרוסטטיות או פנאומטיות לפני ההתקנה כדי לזהות פגמים, והחזרת יחידות פגומות לספק.
- תביעות אחריות: ודאו שהשסתום מגיע עם אחריות המכסה פגמי ייצור כך שניתן יהיה להחליפו אם מתגלות דליפות מוקדם.

---

8. סיכום

שסתום פרפרדליפה, פתרון בעיות אלו דורש שילוב של בחירת השסתום הנכון, התקנה זהירה, תחזוקה שוטפת ואופטימיזציה של המערכת. על ידי בחירת חומרים המתאימים ליישום, ביצוע הנחיות ההתקנה וניטור תנאי ההפעלה, משתמשים יכולים להפחית משמעותית את הסיכון לדליפה.
דליפת שסתום פרפרבעיות עלולות להיגרם ממגוון גורמים, ונדרשים פתרונות שונים עבור סוגי דליפות שונים. בין אם מדובר בדליפה פנימית או חיצונית, בדרך כלל ניתן לייחס אותה לאטמים שחוקים, שגיאות התקנה, הפרעות בדיסקית השסתום, בעיות באריזת גזע השסתום, לחץ/טמפרטורה מוגזמים, פגמי ייצור או קורוזיה. ניתן להפחית ביעילות את הסיכון לדליפה משסתומי פרפר באמצעות בחירה סבירה, התקנה נכונה, תחזוקה שוטפת ותפעול אופטימלי. עבור יישומים קריטיים, התייעצות עם יצרני שסתומים או מהנדסי מערכת יכולה להבטיח פעולה נטולת דליפות ולשפר את בטיחות המערכת ויעילות התפעול.