סוגים ומבחר שסתומי מתכת המשמשים בדרך כלל במפעלים כימיים

שסתומים הם חלק חשוב במערכת הצינורות, ושסתומי מתכת הם הנפוצים ביותר במפעלים כימיים. תפקיד השסתום הוא פתיחה וסגירה, ויסות והבטחת פעולה בטוחה של צינורות וציוד. לכן, בחירה נכונה וסבירה של שסתומי מתכת ממלאת תפקיד חשוב במערכות בטיחות ובקרת נוזלים במפעל.

1. סוגי ושימושים של שסתומים

ישנם סוגים רבים של שסתומים בהנדסה. עקב ההבדל בלחץ הנוזל, בטמפרטורה ובתכונות הפיזיקליות והכימיות, דרישות הבקרה למערכות נוזלים שונות גם הן, כולל שסתומי שער, שסתומי עצירה (שסתומי מצערת, שסתומי מחט), שסתומי אל-חזור ופקקים. שסתומים, שסתומי כדור, שסתומי פרפר ושסתומי דיאפרגמה הם הנפוצים ביותר במפעלים כימיים.

1.1שסתום שער

משמש בדרך כלל לשליטה בפתיחה וסגירה של נוזלים, עם התנגדות נוזלים קטנה, ביצועי איטום טובים, כיוון זרימה בלתי מוגבל של המדיום, כוח חיצוני קטן הנדרש לפתיחה וסגירה, ואורך מבנה קצר.

גזע השסתום מחולק לגזע בהיר וגזע נסתר. שסתום שער גזע חשוף מתאים לסביבות קורוזיביות, ושסתום שער גזע חשוף משמש בעיקר בהנדסה כימית. שסתומי שער גזע נסתר משמשים בעיקר בנתיבי מים, ומשמשים בעיקר באירועים של לחץ נמוך, שאינם קורוזיביים, כגון שסתומי ברזל יצוק ונחושת מסוימים. מבנה השער כולל שער טריז ושער מקביל.

שערי טריז מחולקים לשער יחיד ושער כפול. אילים מקבילים משמשים בעיקר במערכות הובלת נפט וגז ואינם נמצאים בשימוש נפוץ במפעלים כימיים.

1.2שסתום עצירה

משמש בעיקר לחיתוך. לשסתום העצירה יש התנגדות נוזל גדולה, מומנט פתיחה וסגירה גדול, ויש לו דרישות כיוון זרימה. בהשוואה לשסתומי שער, לשסתומי כדור יש את היתרונות הבאים:

(1) כוח החיכוך של משטח האיטום קטן יותר מזה של שסתום השער במהלך תהליך הפתיחה והסגירה, והוא עמיד בפני שחיקה.

(2) גובה הפתיחה קטן יותר מגובה שסתום השער.

(3) לשסתום הגלובוס יש בדרך כלל רק משטח איטום אחד, ותהליך הייצור שלו טוב, מה שנוח לתחזוקה.

לשסתום גלובוס, בדומה לשסתום שער, יש גם מוט בהיר ומוט כהה, לכן לא אחזור עליהם כאן. בהתאם למבנה גוף השסתום השונה, לשסתום העצירה יש סוגים ישרים, זוויתיים ושסתום Y. הסוג הישר הוא הנפוץ ביותר, וסוג הזווית משמש כאשר כיוון זרימת הנוזל משתנה ב-90 מעלות.

בנוסף, שסתום המצערת ושסתום המחט הם גם סוג של שסתום עצירה, שיש לו פונקציית ויסות חזקה יותר משסתום עצירה רגיל.

1.3שסתום צ'בק

שסתום אל-חזור נקרא גם שסתום חד-כיווני, המשמש למניעת זרימה הפוכה של נוזל. לכן, בעת התקנת שסתום אל-חזור, יש לשים לב שכיוון הזרימה של המדיום צריך להיות עקבי עם כיוון החץ שעל שסתום האל-חזור. ישנם סוגים רבים של שסתומי אל-חזור, ויצרנים שונים מציעים מוצרים שונים, אך הם מחולקים בעיקר לסוגים מתנדנדים וסוגים מתרוממים לפי המבנה. שסתומי אל-חזור מתנדנדים כוללים בעיקר סוגים של שסתום יחיד ושסתום כפול.

1.4שסתום פרפר

שסתום פרפר יכול לשמש לפתיחה, סגירה ומצערת של נוזלים עם מוצקים מרחפים. יש לו התנגדות נוזלים קטנה, משקל קל, גודל מבנה קטן, פתיחה וסגירה מהירה. הוא מתאים לצינורות בקוטר גדול. לשסתום הפרפר יש פונקציית כוונון מסוימת והוא יכול להעביר תרחיף. בשל טכנולוגיית עיבוד לאחור בעבר, שסתומי פרפר שימשו במערכות מים, אך לעתים רחוקות במערכות תהליך. עם שיפור החומרים, התכנון והעיבוד, שסתומי פרפר נמצאים בשימוש גובר במערכות תהליך.

לשסתומי פרפר שני סוגים: אטם רך ואטם קשיח. הבחירה בין אטם רך לאטם קשיח תלויה בעיקר בטמפרטורת המדיום הנוזלי. באופן יחסי, ביצועי האיטום של אטם רך טובים יותר מאלה של אטם קשיח.

ישנם שני סוגים של אטמים רכים: מושבי שסתום מגומי ו-PTFE (פוליטטרפלואורואתילן). שסתומי פרפר בעלי מושב גומי (גופי שסתום מרופדים בגומי) משמשים בעיקר במערכות מים ובעלי מבנה קו מרכז. ניתן להתקין שסתום פרפר מסוג זה ללא אטמים מכיוון שאוגן ריפוד הגומי יכול לשמש כאטם. שסתומי פרפר בעלי מושב PTFE משמשים בעיקר במערכות תהליכים, בדרך כלל בעלי מבנה אקסצנטרי יחיד או אקסצנטרי כפול.

ישנם סוגים רבים של אטמים קשים, כגון טבעות אטם קשות קבועות, אטמים רב שכבתיים (אטמים למינציה) וכו'. מכיוון שתכנון היצרן שונה לעיתים קרובות, גם קצב הדליפה שונה. מבנה שסתום הפרפר בעל האטם הקשיח רצוי להיות בעל מבנה משולש אקסצנטרי, מה שפתר את בעיות פיצוי ההתפשטות התרמית ופיצוי הבלאי. לשסתום הפרפר בעל האטם הקשיח בעל המבנה הכפול האקסצנטרי או המשולש האקסצנטרי יש גם פונקציית איטום דו-כיוונית, ולחץ האיטום ההפוך שלו (צד הלחץ הנמוך לצד הלחץ הגבוה) לא צריך להיות פחות מ-80% מהכיוון החיובי (צד הלחץ הגבוה לצד הלחץ הנמוך). יש לנהל משא ומתן על התכנון והבחירה עם היצרן.

שסתום זין 1.5

לשסתום התקע עמידות נוזלים קטנה, ביצועי איטום טובים, חיי שירות ארוכים וניתן לאטום אותו בשני הכיוונים, כך שהוא משמש לעתים קרובות על חומרים מסוכנים מאוד או במיוחד, אך מומנט הפתיחה והסגירה גדול יחסית והמחיר גבוה יחסית. חלל שסתום התקע אינו צובר נוזלים, במיוחד החומר במכשיר לסירוגין לא יגרום לזיהום, ולכן יש להשתמש בשסתום התקע במקרים מסוימים.

ניתן לחלק את מעבר הזרימה של שסתום התקע לשסתום ישר, תלת-כיווני וארבע-כיווני, המתאים להפצה רב-כיוונית של גז ונוזל.

ניתן לחלק שסתומי זין לשני סוגים: לא משומנים ושסתומי משומנים. שסתומי פקק אטומים בשמן עם שימון כפוי יוצרים שכבת שמן בין הפקק למשטח האיטום של הפקק עקב שימון כפוי. בדרך זו, ביצועי האיטום טובים יותר, הפתיחה והסגירה חוסכות עבודה, ומונעים נזק למשטח האיטום, אך יש לקחת בחשבון האם השימון מזהם את החומר, והסוג הלא משומן עדיף לתחזוקה שוטפת.

אטם השרוול של שסתום התקע הוא רציף ומקיף את כל התקע, כך שהנוזל לא יבוא במגע עם הציר. בנוסף, לשסתום התקע יש שכבה של דיאפרגמה מרוכבת מתכתית כאיטום שני, כך ששסתום התקע יכול לשלוט בקפדנות בדליפות חיצוניות. לשסתומי תקע בדרך כלל אין אטימה. כאשר יש דרישות מיוחדות (כגון דליפות חיצוניות אסורות וכו'), נדרשת אטימה כאיטום שלישי.

מבנה העיצוב של שסתום התקע מאפשר לו לכוונן את מושב השסתום האטימה באופן מקוון. עקב פעולה ארוכת טווח, משטח האיטום נשחק. מכיוון שהתקע מחודד, ניתן ללחוץ על התקע כלפי מטה באמצעות בורג מכסה השסתום כדי שיתאים היטב למושב השסתום ולהשיג אפקט איטום.

שסתום כדור 1.6

תפקידו של שסתום הכדור דומה לשסתום פקק (שסתום הכדור הוא נגזרת של שסתום פקק). לשסתום הכדור אפקט איטום טוב, ולכן הוא נמצא בשימוש נרחב. שסתום הכדור נפתח ונסגר במהירות, מומנט הפתיחה והסגירה קטן יותר מזה של שסתום הפקק, ההתנגדות קטנה מאוד והתחזוקה נוחה. הוא מתאים לצינורות של תרחיף, נוזל צמיג ומדיום עם דרישות איטום גבוהות. ובגלל מחירו הנמוך, שסתומי כדור נמצאים בשימוש נרחב יותר משסתומי פקק. ניתן לסווג שסתומי כדור באופן כללי לפי מבנה הכדור, מבנה גוף השסתום, תעלת הזרימה וחומר המושב.

על פי המבנה הכדורי, ישנם שסתומי כדור צפים ושסתומי כדור קבועים. הראשון משמש בעיקר לקטרים קטנים, השני משמש לקטרים גדולים, בדרך כלל DN200 (CLASS 150), DN150 (CLASS 300 ו- CLASS 600) כגבול.

בהתאם למבנה גוף השסתום, ישנם שלושה סוגים: סוג מקשה אחת, סוג שני חלקים וסוג שלושה חלקים. ישנם שני סוגים של סוג מקשה אחת: סוג הרכבה עליונה וסוג הרכבה צדדית.

לפי צורת הרץ, ישנם שסתומי כדור בקוטר מלא וקוטר מצומצם. שסתומי כדור בקוטר מצומצם משתמשים בפחות חומרים מאשר שסתומי כדור בקוטר מלא והם זולים יותר. אם תנאי התהליך מאפשרים זאת, ניתן לשקול אותם כמועדפים. ניתן לחלק את תעלות הזרימה של שסתומי כדור לישרים, תלת-כיווניים וארבע-כיווניים, המתאימים לפיזור רב-כיווני של גז ונוזלים. לפי חומר המושב, ישנם אטמים רכה ואטמים קשים. כאשר משתמשים בהם במדיה דליקה או בסביבה חיצונית שעלולה להישרף, שסתום הכדור בעל האטימה הרכה צריך להיות בעל עיצוב אנטי-סטטי ועמיד באש, ומוצרי היצרן צריכים לעבור בדיקות אנטי-סטטיות ועמידות באש, כגון בהתאם לתקן API607. אותו הדבר חל על שסתומי פרפר אטומים רכים ושסתומי פקק (שסתומי פקק יכולים לעמוד בדרישות הגנה מפני אש חיצוניות רק במבחן האש).

שסתום דיאפרגמה 1.7

שסתום דיאפרגמה יכול להיות אטום בשני הכיוונים, מתאים ללחץ נמוך, תרחיף קורוזיבי או נוזל צמיג מרחף. ומכיוון שמנגנון ההפעלה מופרד מערוץ המדיום, הנוזל מנותק על ידי דיאפרגמה אלסטית, המתאימה במיוחד למדיום בתעשיות המזון, הרפואה והבריאות. טמפרטורת ההפעלה של שסתום הדיאפרגמה תלויה בעמידות הטמפרטורה של חומר הדיאפרגמה. מהמבנה, ניתן לחלק אותו לסוג ישר וסוג סכר.

2. בחירת צורת חיבור הקצה

צורות החיבור הנפוצות של קצוות שסתומים כוללות חיבור אוגן, חיבור הברגה, חיבור ריתוך קת וחיבור ריתוך שקע.

חיבור אוגן 2.1

חיבור אוגן תורם להתקנה ופירוק של שסתומים. צורות משטח האטימה של אוגן קצה השסתום כוללות בעיקר משטח מלא (FF), משטח מורם (RF), משטח קעור (FM), משטח חריץ לשון (TG) ומשטח חיבור טבעתי (RJ). תקני האוגן שאומצו על ידי שסתומי API הם סדרות כמו ASMEB16.5. לפעמים ניתן לראות דרגות Class 125 ו-Class 250 על שסתומים עם אוגן. זוהי דרגת הלחץ של אוגני ברזל יצוק. היא זהה לגודל החיבור של Class 150 ו-Class 300, אלא שמשטחי האטימה של שני הראשונים הם מלאים (FF).

שסתומי פרוסה ו-Lug גם הם עם אוגנים.

2.2 חיבור ריתוך קת

בשל החוזק הגבוה של החיבור המולחם בקת והאטימה הטובה, השסתומים המחוברים באמצעות ריתוך קת במערכת הכימית משמשים בעיקר בתנאים של טמפרטורה גבוהה, לחץ גבוה, מדיה רעילה ביותר, דליקה ונפיצה.

2.3 ריתוך שקעים וחיבור הברגה

משמש בדרך כלל במערכות צנרת שגודלן הנומינלי אינו עולה על DN40, אך לא ניתן להשתמש בו עבור מדיה נוזלית עם קורוזיה בסדקים.

אין להשתמש בחיבור הברגה בצנרת עם חומרים רעילים ודליקים ביותר, ובמקביל, יש להימנע משימוש בתנאי עומס מחזוריים. כיום, הוא משמש במקרים בהם הלחץ בפרויקט אינו גבוה. צורת ההברגה בצנרת היא בעיקר הברגה מחודדת. ישנם שני מפרטים של הברגה מחודדת בצנרת. זוויות קודקוד החרוט הן 55° ו-60° בהתאמה. לא ניתן להחליף ביניהם. בצנרת עם חומרים דליקים או מסוכנים ביותר, אם ההתקנה דורשת חיבור הברגה, הגודל הנומינלי לא יעלה על DN20 בשלב זה, ויש לבצע ריתוך אטמים לאחר חיבור ההברגה.

3. חומר

חומרי השסתומים כוללים את בית השסתומים, החלקים הפנימיים, אטמים, חומרי אריזה וחומרי הידוק. מכיוון שישנם חומרים רבים לשסתומים, ובשל מגבלות מקום, מאמר זה מציג בקצרה רק חומרים אופייניים לבית השסתומים. חומרי מעטפת מתכת ברזלית כוללים ברזל יצוק, פלדת פחמן, נירוסטה וסגסוגת פלדה.

3.1 ברזל יצוק

ברזל יצוק אפור (A1262B) משמש בדרך כלל בשסתומי לחץ נמוך ואינו מומלץ לשימוש בצנרת תהליך. הביצועים (חוזק וקשיחות) של ברזל רקיע (A395) טובים יותר מברזל יצוק אפור.

3.2 פלדת פחמן

חומרי פלדת הפחמן הנפוצים ביותר בייצור שסתומים הם A2162WCB (יציקה) ו-A105 (חישול). יש להקדיש תשומת לב מיוחדת לפלדת פחמן העומדת בטמפרטורה גבוהה מ-400 מעלות צלזיוס למשך זמן רב, דבר שישפיע על חיי השסתום. עבור שסתומים בטמפרטורה נמוכה, משתמשים בדרך כלל ב-A3522LCB (יציקה) ו-A3502LF2 (חישול).

3.3 פלדת אל-חלד אוסטניטית

חומרי פלדת אל-חלד אוסטניטית משמשים בדרך כלל בתנאים קורוזיביים או בתנאי טמפרטורה נמוכים במיוחד. יציקות נפוצות הן A351-CF8, A351-CF8M, A351-CF3 ו-A351-CF3M; יציקות נפוצות הן A182-F304, A182-F316, A182-F304L ו-A182-F316L.

חומר פלדת סגסוגת 3.4

עבור שסתומים בטמפרטורה נמוכה, משתמשים בדרך כלל ב-A352-LC3 (יציקות) וב-A350-LF3 (חומר חישול).

עבור שסתומים בטמפרטורה גבוהה, נפוצים A217-WC6 (יציקה), A182-F11 (חישול) ו-A217-WC9 (יציקה), A182-F22 (חישול). מכיוון ש-WC9 ו-F22 שייכים לסדרת 2-1/4Cr-1Mo, הם מכילים יותר Cr ו-Mo מאשר WC6 ו-F11 השייכים לסדרת 1-1/4Cr-1/2Mo, ולכן יש להם עמידות טובה יותר לזחילה בטמפרטורה גבוהה.

4. מצב נהיגה

פעולת השסתום בדרך כלל מאמצת מצב ידני. כאשר לשסתום לחץ נומינלי גבוה יותר או גודל נומינלי גדול יותר, קשה להפעיל את השסתום באופן ידני, ניתן להשתמש בתיבת הילוכים ובשיטות פעולה אחרות. בחירת מצב הנעת השסתום צריכה להיקבע בהתאם לסוג, ללחץ נומינלי ולגודל הנומינלי של השסתום. טבלה 1 מציגה את התנאים שבהם יש לשקול הנעת הילוכים עבור שסתומים שונים. עבור יצרנים שונים, תנאים אלה עשויים להשתנות מעט, דבר שניתן לקבוע באמצעות משא ומתן.

5. עקרונות בחירת שסתומים

5.1 פרמטרים עיקריים שיש לקחת בחשבון בבחירת שסתום

(1) אופי הנוזל המסופק ישפיע על בחירת סוג השסתום וחומר מבנה השסתום.

(2) דרישות תפקוד (ויסות או ניתוק), אשר משפיעות בעיקר על בחירת סוג השסתום.

(3) תנאי הפעלה (בין אם תכופים), אשר ישפיעו על בחירת סוג השסתום וחומר השסתום.

(4) מאפייני זרימה ואובדן חיכוך.

(5) הגודל הנומינלי של השסתום (שסתומים בעלי גודל נומינלי גדול ניתן למצוא רק במגוון מוגבל של סוגי שסתומים).

(6) דרישות מיוחדות אחרות, כגון סגירה אוטומטית, איזון לחץ וכו'.

5.2 בחירת חומרים

(1) בדרך כלל משתמשים בחומרי חישול עבור קטרים קטנים (DN≤40), ובדרך כלל משתמשים בחומרי יציקה עבור קטרים גדולים (DN>40). עבור אוגן הקצה של גוף השסתום המחושל, יש להעדיף את גוף השסתום המחושל המובנה. אם האוגן מרותך לגוף השסתום, יש לבצע בדיקה רדיולוגית של 100% על הריתוך.

(2) תכולת הפחמן של גופי שסתומים מפלדת פחמן מרותכת בקת ובשקע לא תעלה על 0.25%, ותכולת הפחמן לא תעלה על 0.45%

הערה: כאשר טמפרטורת העבודה של פלדת אל-חלד אוסטניטית עולה על 425 מעלות צלזיוס, תכולת הפחמן לא צריכה להיות פחות מ-0.04%, ומצב טיפול החום גדול מקירור מהיר של 1040 מעלות צלזיוס (CF8) וקירור מהיר של 1100 מעלות צלזיוס (CF8M).

(4) כאשר הנוזל קורוזיבי ולא ניתן להשתמש בפלדת אל-חלד אוסטניטית רגילה, יש לשקול חומרים מיוחדים, כגון 904L, פלדת דופלקס (כגון S31803 וכו'), מונל והסטלוי.

5.3 בחירת שסתום שער

(1) שער יחיד קשיח משמש בדרך כלל כאשר DN≤50; שער יחיד אלסטי משמש בדרך כלל כאשר DN>50.

(2) עבור שסתום שער יחיד גמיש של מערכת קריוגנית, יש לפתוח פתח אוורור בשער בצד הלחץ הגבוה.

(3) יש להשתמש בשסתומי שער בעלי דליפה נמוכה בתנאי עבודה הדורשים דליפה נמוכה. לשסתומי שער בעלי דליפה נמוכה יש מגוון מבנים, ביניהם שסתומי שער מסוג מפוח משמשים בדרך כלל במפעלים כימיים.

(4) למרות ששסתום השער הוא הסוג הנפוץ ביותר בציוד ייצור פטרוכימי, אין להשתמש בשסתומי שער במצבים הבאים:

① מכיוון שגובה הפתיחה גבוה והשטח הנדרש להפעלה גדול, הוא אינו מתאים לאירועים עם שטח הפעלה קטן.

② זמן הפתיחה והסגירה ארוך, ולכן אינו מתאים לאירועי פתיחה וסגירה מהירים.

③ אינו מתאים לנוזלים עם משקעים מוצקים. מכיוון שמשטח האיטום יתבלה, השער לא ייסגר.

④ לא מתאים לכוונון זרימה. מכיוון שכאשר שסתום השער פתוח חלקית, המדיום ייצור זרם מערבולת בחלקו האחורי של השער, מה שיגרום בקלות לשחיקה ורעידות של השער, וגם משטח האטימה של מושב השסתום ניזוק בקלות.

⑤ הפעלה תכופה של השסתום תגרום לבלאי מוגזם על פני מושב השסתום, ולכן הוא מתאים בדרך כלל לפעולות נדירות בלבד.

5.4 בחירת שסתום גלובוס

(1) בהשוואה לשסתום שער בעל אותו מפרט, לשסתום הסגירה אורך מבנה גדול יותר. הוא משמש בדרך כלל בצנרת עם DN≤250, מכיוון שעיבוד וייצור שסתום הסגירה בקוטר גדול הם בעייתיים יותר, וביצועי האיטום אינם טובים כמו של שסתום הסגירה בקוטר קטן.

(2) עקב התנגדות הנוזלים הגדולה של שסתום הסגירה, הוא אינו מתאים למוצקים מרחפים ולמדיה נוזלית בעלת צמיגות גבוהה.

(3) שסתום המחט הוא שסתום סגירה עם פקק מחודד דק, שניתן להשתמש בו לכוונון עדין של זרימה קטנה או כשסתום דגימה. הוא משמש בדרך כלל לקטרים קטנים. אם הקליבר גדול, נדרשת גם פונקציית כוונון, וניתן להשתמש בשסתום מצערת. בשלב זה, לקליק השסתום יש צורה כמו פרבולה.

(4) עבור תנאי עבודה הדורשים דליפה נמוכה, יש להשתמש בשסתום עצירה בעל דליפה נמוכה. לשסתומי ניתוק בעלי דליפה נמוכה יש מבנים רבים, ביניהם שסתומי ניתוק מסוג מפוח משמשים בדרך כלל במפעלים כימיים.

שסתומי מפוח מסוג מפוח נמצאים בשימוש נרחב יותר מאשר שסתומי שער מסוג מפוח, מכיוון שלשסתומי מפוח יש מפוח קצר יותר וחיי מחזור ארוכים יותר. עם זאת, שסתומי מפוח יקרים, ואיכות המפוח (כגון חומרים, זמני מחזור וכו') והריתוך משפיעים ישירות על חיי השירות והביצועים של השסתום, לכן יש להקדיש תשומת לב מיוחדת בעת בחירתם.

5.5 בחירת שסתום אל-חזור

(1) שסתומי אל-חזור אופקיים משמשים בדרך כלל במקרים עם DN≤50 וניתנים להתקנה רק על צינורות אופקיים. שסתומי אל-חזור אנכיים משמשים בדרך כלל במקרים עם DN≤100 ומותקנים על צינורות אנכיים.

(2) ניתן לבחור את שסתום בדיקת ההרמה עם צורת קפיץ, וביצועי האיטום בשלב זה טובים יותר מאשר אלה ללא קפיץ.

(3) הקוטר המינימלי של שסתום אל-חזור מתנדנד הוא בדרך כלל DN>50. ניתן להשתמש בו על צינורות אופקיים או אנכיים (הנוזל חייב להיות מלמטה למעלה), אך קל לגרום לפטיש מים. שסתום אל-חזור כפול דיסק (Double Disc) הוא לרוב מסוג פרוסה, שהוא שסתום האל-חזור החוסך ביותר במקום, נוח לתכנון צינורות, ונמצא בשימוש נרחב במיוחד בקטרים גדולים. מכיוון שהדיסק של שסתום אל-חזור מתנדנד רגיל (סוג דיסק יחיד) לא ניתן לפתוח במלואו עד 90°, יש התנגדות זרימה מסוימת, ולכן כאשר התהליך דורש זאת, נדרשות דרישות מיוחדות (דורשת פתיחה מלאה של הדיסק) או שסתום אל-חזור מסוג Y.

(4) במקרה של פטיש מים אפשרי, ניתן לשקול שסתום אל-חזור עם התקן סגירה איטית ומנגנון ריסון. שסתום מסוג זה משתמש בתווך בצנרת לצורך חציצה, וברגע שסתום האיל-חזור סגור, הוא יכול לבטל או להפחית את פטיש המים, להגן על הצינור ולמנוע מהמשאבה לזרום לאחור.

5.6 בחירת שסתום פקק

(1) עקב בעיות ייצור, אין להשתמש בשסתומי פקק שאינם משומנים בגודל DN>250.

(2) כאשר נדרש שחלל השסתום לא יצבור נוזלים, יש לבחור בשסתום פקק.

(3) כאשר האטימה של שסתום הכדור בעל האטימה הרכה אינה עומדת בדרישות, אם מתרחשת דליפה פנימית, ניתן להשתמש בשסתום פקק במקום זאת.

(4) בתנאי עבודה מסוימים, כאשר הטמפרטורה משתנה לעתים קרובות, לא ניתן להשתמש בשסתום פקק רגיל. מכיוון ששינויי טמפרטורה גורמים להתפשטות והתכווצות שונות של רכיבי השסתום ואלמנטי האיטום, הצטמקות ארוכת טווח של האריזה תגרום לדליפה לאורך גזע השסתום במהלך מחזורי תרמיה. בשלב זה, יש צורך לשקול שסתומי פקק מיוחדים, כגון סדרת Severe service של XOMOX, שלא ניתנים ליייצור בסין.

5.7 בחירת שסתום כדור

(1) ניתן לתקן את שסתום הכדור המותקן עליון באופן מקוון. שסתומי כדור תלת-חלקיים משמשים בדרך כלל לחיבור הברגה וחיבור עם ריתוך שקעים.

(2) כאשר לצינור יש מערכת מעבר כדורים, ניתן להשתמש רק בשסתומי כדור בעלי קוטר מלא.

(3) אפקט האיטום של איטום רך טוב יותר מאשר איטום קשה, אך לא ניתן להשתמש בו בטמפרטורה גבוהה (עמידות הטמפרטורה של חומרי איטום לא מתכתיים שונים אינה זהה).

(4) אין להשתמש במקרים בהם הצטברות נוזלים בחלל השסתום אסורה.

5.8 בחירת שסתום פרפר

(1) כאשר יש צורך לפרק את שני קצוות שסתום הפרפר, יש לבחור שסתום פרפר בעל הברגה או שסתום פרפר אוגן.

(2) הקוטר המינימלי של שסתום פרפר בקו האמצע הוא בדרך כלל DN50; הקוטר המינימלי של שסתום פרפר אקסצנטרי הוא בדרך כלל DN80.

(3) בעת שימוש בשסתום פרפר בעל מושב PTFE אקסצנטרי משולש, מומלץ להשתמש במושב בצורת U.

5.9 בחירת שסתום דיאפרגמה

(1) לסוג הישיר יש התנגדות נוזלים נמוכה, מהלך פתיחה וסגירה ארוך של הסרעפת, וחיי השירות של הסרעפת אינם טובים כמו אלה של סוג הסכר.

(2) לסוג הסכר יש התנגדות גדולה לנוזלים, מהלך פתיחה וסגירה קצר של הסרעפת, וחיי השירות של הסרעפת טובים יותר מאלה של הסוג הישיר.

5.10 השפעת גורמים אחרים על בחירת שסתום

(1) כאשר ירידת הלחץ המותרת של המערכת קטנה, יש לבחור סוג שסתום בעל התנגדות נוזלים נמוכה יותר, כגון שסתום שער, שסתום כדורי ישר וכו'.

(2) כאשר נדרשת סגירה מהירה, יש להשתמש בשסתומי תקיעה, שסתומי כדור ושסתומי פרפר. עבור קטרים קטנים, יש להעדיף שסתומי כדור.

(3) לרוב השסתומים המופעלים באתר יש גלגלי יד. אם יש מרחק מסוים מנקודת ההפעלה, ניתן להשתמש בגלגל שיניים או במוט הארכה.

(4) עבור נוזלים צמיגים, תרחיפים ומדיה עם חלקיקים מוצקים, יש להשתמש בשסתומי פקק, שסתומי כדור או שסתומי פרפר.

(5) עבור מערכות נקיות, בדרך כלל נבחרים שסתומי פקק, שסתומי כדור, שסתומי דיאפרגמה ושסתומי פרפר (נדרשות דרישות נוספות, כגון דרישות ליטוש, דרישות איטום וכו').

(6) בנסיבות רגילות, שסתומים בעלי דירוג לחץ העולה על (כולל) Class 900 ו-DN≥50 משתמשים במכסה אטום ללחץ (Pressure Seal Bonnet); שסתומים בעלי דירוג לחץ נמוך מ-(כולל) Class 600 משתמשים במכסה ברגים (Bolted Bonnet). עבור תנאי עבודה מסוימים הדורשים מניעת דליפות קפדנית, ניתן לשקול כיסוי מרותך. בפרויקטים ציבוריים מסוימים בלחץ נמוך ובטמפרטורה רגילה, ניתן להשתמש במכסה חיבור (Union Bonnet), אך מבנה זה אינו נפוץ בדרך כלל.

(7) אם יש צורך לשמור על השסתום חם או קר, יש להאריך את ידיות שסתום הכדור ושסתום התקע בחיבור עם גזע השסתום כדי למנוע שכבת בידוד של השסתום, בדרך כלל לא יותר מ-150 מ"מ.

(8) כאשר הקליבר קטן, אם מושב השסתום מעוות במהלך ריתוך וטיפול בחום, יש להשתמש בשסתום עם גוף שסתום ארוך או צינור קצר בקצה.

(9) שסתומים (למעט שסתומי אל-חזור) למערכות קריוגניות (מתחת ל-46°C-) צריכים להשתמש במבנה צוואר מכסה מורחב. יש לטפל בגזע השסתום בטיפול פני שטח מתאים כדי להגביר את קשיות פני השטח ולמנוע מגזע השסתום, מהאריזה ובלוטה האריזה לשרוט ולהשפיע על האטם.

בנוסף לשקילת הגורמים הנ"ל בעת בחירת המודל, יש לשקול באופן מקיף גם את דרישות התהליך, גורמי הבטיחות והכלכלה על מנת לקבל את הבחירה הסופית של צורת השסתום. ויש צורך לכתוב גיליון נתונים של שסתום, שגיליון הנתונים הכללי של השסתום צריך להכיל את התוכן הבא:

(1) שם, לחץ נומינלי וגודל נומינלי של השסתום.

(2) תקני תכנון ובדיקה.

(3) קוד שסתום.

(4) מבנה השסתום, מבנה מכסה המנוע וחיבור קצה השסתום.

(5) חומרי בית השסתום, חומרי איטום של מושב השסתום וצלחת השסתום, גבעולי שסתום וחומרים לחלקים פנימיים אחרים, אריזה, אטמים וחומרי מחברים של כיסוי השסתום וכו'.

(6) מצב נהיגה.

(7) דרישות אריזה והובלה.

(8) דרישות פנימיות וחיצוניות למניעת קורוזיה.

(9) דרישות איכות ודרישות חלקי חילוף.

(10) דרישות הבעלים ודרישות מיוחדות אחרות (כגון סימון וכו').

6. הערות סיכום

שסתומים תופסים מקום חשוב במערכת הכימית. בחירת שסתומי הצינור צריכה להתבסס על היבטים רבים כגון מצב הפאזה (נוזל, אדים), תכולת מוצקים, לחץ, טמפרטורה ותכונות קורוזיה של הנוזל המועבר בצינור. בנוסף, התפעול אמין וללא בעיות, העלות סבירה ומחזור הייצור הוא גם שיקול חשוב.

בעבר, בעת בחירת חומרי שסתומים בתכנון הנדסי, בדרך כלל נלקח בחשבון רק חומר המעטפת, ובחירת חומרים כמו חלקים פנימיים התעלמה. בחירה לא נכונה של חומרים פנימיים תוביל לעיתים קרובות לכשל באיטום הפנימי של השסתום, באריזת גזע השסתום ובאטם מכסה השסתום, דבר שיפגע באורך החיים, לא ישיג את אפקט השימוש הצפוי במקור ויגרום בקלות לתאונות.

אם לשפוט לפי המצב הנוכחי, לשסתומי API אין קוד זיהוי אחיד, ולמרות שלשסתומי התקן הלאומיים יש סט של שיטות זיהוי, הם אינם יכולים להציג בבירור את החלקים הפנימיים וחומרים אחרים, כמו גם דרישות מיוחדות אחרות. לכן, בפרויקט ההנדסי, יש לתאר בפירוט את השסתום הנדרש על ידי עריכת גיליון נתונים של השסתום. זה מספק נוחות לבחירת שסתומים, רכש, התקנה, הפעלה וחלקי חילוף, משפר את יעילות העבודה ומפחית את ההסתברות לטעויות.