مسامير الشفةوصواميل الشفةتُعدُّ هذه المسامير مكوناتٍ أساسيةً في توصيل أنظمة الأنابيب وأوعية الضغط. تنعكس خصائصها الهيكلية في سطح الشفة المُدمج عند رأس البرغي أو أسفل الصمولة. يجمع هذا التصميم المُتكامل بين وظائف البراغي التقليدية والغسالات المُسطحة. عادةً ما يكون قطر سطح الشفة أكبر من قطر البرغي بمقدار 2.5 إلى 3 أضعاف. على سبيل المثال، يتراوح قطر سطح شفة مسمار M20 في الغالب بين 50 و60 مم، مما يُقلل بفعالية من إجهاد الضغط على سطح التوصيل عن طريق زيادة مساحة التلامس. ووفقًا لمعيار ASME B18.2.6، يزداد حجم الجانب المُقابل السداسي لمسمار الشفة بنحو 15% مُقارنةً بالبراغي العادية، ليُناسب المتانة الهيكلية لسطح الشفة.
فيما يتعلق باختيار المعايير الفنية، يُشترط عادةً أن تصل قوة مسامير الشفة إلى 8.8 أو 10.9، وأن لا تقل قوة الشد عن 800 ميجا باسكال و1040 ميجا باسكال على التوالي. في ظل ظروف درجات الحرارة والضغط العاليين، تُستخدم مسامير الفولاذ السبائكي المصنوعة من ASTM A193 Gr.B7 غالبًا، والتي يمكنها الحفاظ على أداء مستقر في بيئة 450 درجة مئوية. يجب أن تلبي صواميل الشفة المطابقة مبدأ مطابقة القوة المتساوية. تتضمن المواصفات النموذجية ASTM A194 Gr.2H، ويتم التحكم في صلابتها بين HRC22 و32. أما فيما يتعلق بتقنية معالجة السطح، فيمكن لطلاء داكروميت توفير أكثر من 1000 ساعة من الحماية من رذاذ الملح، بينما يتم التحكم في سمك الطبقة المجلفنة بالغمس الساخن عادةً عند 50-80 ميكرومتر، مما يضمن مقاومة للتآكل لأكثر من 10 سنوات في البيئات الخارجية.
تتركز تطبيقات هذا النوع من المثبتات عادةً في أجزاء التوصيل التي تتطلب إحكامًا عاليًا ومقاومة للاهتزاز. تُستخدم مجموعات مسامير الشفة عادةً في توصيلات شفة خطوط الأنابيب في صناعة البتروكيماويات. في خطوط الأنابيب التي يزيد قطرها عن DN300، يجب تجهيز كل صفيحة شفة بـ 16-24 مجموعة من المسامير، ويجب التحكم في قوة التحميل المسبق ضمن 30%-70% من مقاومة خضوع مادة المسامير. تتميز وصلات شفة المعدات الدوارة مثل التوربينات والضواغط بأداء مضاد للفك. في الوقت الحالي، عند استخدامها مع صواميل Spirax المضادة للفك، يمكن التحكم في فقدان قوة التحميل المسبق في ظروف الاهتزاز ضمن 5%. بالنسبة لشفاه المبادل الحراري ذات التمدد الحراري، من الضروري حساب الإجهاد الحراري عند درجة حرارة التشغيل واختيار مواد المسامير ذات معاملات التمدد الحراري المطابقة. على سبيل المثال، يبلغ معامل التمدد الحراري لمسامير الفولاذ المقاوم للصدأ 304 17.3×10^-6/℃. عندما يكون هناك اختلاف مع حواف الفولاذ الكربوني، فمن الضروري إجراء حسابات التعويض.
من منظور تحليل فوائد الاستخدام، تتمثل الميزة الرئيسية لمسامير الشفة في توزيع ضغط التلامس بشكل متساوٍ. يقلل سطح الشفة من عامل تركيز الإجهاد بنحو 40%، وهو مناسب بشكل خاص لتوصيل المواد منخفضة القوة مثل الحديد الزهر والبلاستيك. في الوقت نفسه، يقلل التصميم المتكامل من عدد الأجزاء ويمكن أن يقلل من وقت التركيب بنسبة 30% مقارنةً بمجموعة حشية البراغي التقليدية في توصيل شفة DN500. ومع ذلك، فإن القيود واضحة أيضًا. يزيد هيكل سطح الشفة من وزن القطعة الواحدة بنسبة 20%-25%، مما قد يؤثر على التركيب في المعدات المدمجة ذات المساحة المحدودة. من حيث التكلفة، فإن سعر مسامير الشفة من نفس المواصفات أعلى بنسبة 15%-30% من سعر المسامير العادية، ولكن في وضع منفذ الفحص حيث يلزم التفكيك المتكرر، يمكن أن يقلل أدائها المضاد للانقباض من تكاليف الصيانة. في التطبيقات العملية، تجدر الإشارة إلى أن خطأ التوازي بين سطح الشفة وسطح التوصيل يجب أن يكون أقل من 0.05 مم، وإلا فقد يتسبب ذلك في حدوث حمل زائد من جانب واحد ويسبب فشلًا مبكرًا.
وقت النشر: ٢٥ مارس ٢٠٢٥