Auswahlprinzipien und anwendbare Anlässe von Absperrklappen

Die Absperrklappe ist eine kompakte, einfach zu bedienende Absperr- und Regelarmatur. Aufgrund seiner geringen Größe, seines geringen Gewichts und seines geringen Strömungswiderstands wird es häufig in verschiedenen industriellen Rohrleitungssystemen eingesetzt. Eine falsche Auswahl kann jedoch leicht zu Medienlecks und Dichtungsversagen führen und in schweren Fällen den sicheren und stabilen Betrieb des Prozesssystems beeinträchtigen. Im Folgenden werden die Auswahlprinzipien und anwendbaren Anlässe von Absperrklappen nur als Referenz vorgestellt.

I. Auswahlgrundsätze

Dichtungsauswahl nach Medieneigenschaften

Für nicht korrosive oder schwach korrosive Reinmedien wie Wasser, Luft und allgemeines Mineralöl können weichdichtende Absperrklappen mit Gummiauskleidung (NBR≤90℃, EPDM≤120℃) oder PTFE-Auskleidung (≤ 230℃, kurzzeitig bis 260℃) gewählt werden, die sich durch zuverlässige Dichtleistung und Wirtschaftlichkeit auszeichnen.

Für Hochtemperaturdampf (≥250℃), heißes Öl oder stark korrosive chemische Medien wie Säuren, Alkalilösungen und starke Oxidationsmittel müssen Absperrklappen mit Metallsitz eingesetzt werden. Bevorzugt werden Hartlegierungs-Dichtflächen mit Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit, wie z. B. Stellite-Aufpanzerung und Hastelloy-Legierung. Es ist zu beachten, dass die Temperaturbeständigkeit des WCB-Gussstahlkörpers ≤425 °C beträgt. Gehäuse aus legiertem Stahl (WC6, WC9, CF8C) in Kombination mit Metallsitzen können Arbeitsbedingungen bis zu 600 °C standhalten. Für Temperaturen über 600 °C sind Nickelbasislegierungen wie Inconel zusammen mit speziellen Graphit-Dichtungsstrukturen erforderlich.

Für Medien mit festen Partikeln und faserigen Stoffen wie Abwasser, Zellstoff und Mineralschlamm sind doppelexzentrische oder dreifach exzentrische Absperrklappen die erste Wahl. Diese Konstruktion verhindert das Einklemmen von Partikeln und ein Verkratzen der Dichtungsoberfläche und ist mit verschleißfesten Dichtungspaaren ausgestattet.

Auswahl des Ventilkörpermaterials nach Druck und Temperatur

Normale Temperatur und niedriger Druck (≤1,6 MPa, ≤80℃): Grauguss (HT200) oder Sphäroguss (QT450-10), geeignet für Wasserversorgung, Entwässerung und Niederdruck-Luftleitungen.

Mittlere Temperatur und mittlerer Druck (≤4,0 MPa, ≤250℃): Kohlenstoffstahlguss (WCB) oder Edelstahl (304/316L). Die Verträglichkeit zwischen Auskleidungsmaterialien (PTFE, Gummiauskleidung) und dem Medium ist zu prüfen.

Für Hochdruckbedingungen (>4,0 MPa) mit einer Größe von DN150 und höher werden doppelexzentrische oder dreifach-exzentrische Absperrklappen empfohlen.

Hinweis: Bei Größen über DN400 und Drücken über 4,0 MPa bieten Absperrklappen eine geringere Dichtungszuverlässigkeit als Absperrschieber oder Kugelhähne, und eine umfassende Bewertung ist erforderlich.

Für häufiges Öffnen und Schließen werden doppelexzentrische oder dreifach exzentrische Konstruktionen bevorzugt, die sich durch geringen Dichtungsverschleiß und niedriges Betätigungsdrehmoment auszeichnen.

Auswahl des Strukturtyps basierend auf den Anforderungen der Flusskontrolle

Nur für den vollständig geöffneten oder vollständig geschlossenen Betrieb sind konzentrische Absperrklappen ausreichend, kostengünstig und einfach zu installieren.

Wenn eine Durchflussregulierung erforderlich ist, sollten doppelexzentrische oder dreifach exzentrische Absperrklappen gewählt werden. Sie zeichnen sich durch eine annähernd gleichprozentige Durchflusscharakteristik und eine hohe Regelgenauigkeit aus. Wenn die Regelgenauigkeit innerhalb von ±5 % liegen muss, werden Absperrklappen nicht empfohlen; Stattdessen sind Regelventile oder Kugelhähne einzusetzen.

Aufgrund des hohen spezifischen Dichtungsdrucks sind konzentrische Absperrklappen im Allgemeinen nicht für den Drosselbetrieb geeignet. Bei einer Öffnung von 30°~70° bilden sich Wirbelbereiche auf der Rückseite der Scheibe, was zu einer gestörten Strömungsleistung führt. Darüber hinaus führt wiederholtes Extrudieren zu Ermüdungsschäden an Gummidichtungskomponenten.

Berücksichtigung der Installations- und Wartungsfreundlichkeit

Wafer-Absperrklappen zeichnen sich durch eine kompakte Struktur, ein geringes Gewicht und einen geringen Platzbedarf aus. Bei der Demontage müssen jedoch die Flansche an beiden Enden gelöst werden, sodass sie für Arbeitsbedingungen mit geringer Wartungshäufigkeit geeignet sind.

Absperrklappen mit Flansch lassen sich leicht montieren und demontieren, eignen sich ideal für Positionen, die häufige Inspektionen und Wartungsarbeiten erfordern, und sind der am häufigsten verwendete Typ in Industrieanlagen.

Geschweißte Absperrklappen werden nur bei besonderen Arbeitsbedingungen mit hohem Druck oder Anforderungen an die Leckagefreiheit eingesetzt und sind nach der Installation schwer auszutauschen. Es ist zu beachten, dass geschweißte Absperrklappen selten unter extremen Bedingungen eingesetzt werden, wie z. B. in Frischdampfleitungen in Kraftwerken, wo meist geschweißte Absperrschieber oder Kugelventile zum Einsatz kommen.

II. Anwendbare Anlässe

• Wasserversorgungs-, Entwässerungs- und Wasseraufbereitungsindustrie
• Konzentrische weichdichtende Absperrklappen sind die Hauptprodukte, die häufig in Wassereinlass- und -auslassleitungen, Belüftungs-, Schlammableitungs- und Umlaufwassersystemen von Wasserwerken und Kläranlagen eingesetzt werden.
• HVAC-Systeme
• Absperrklappen werden in Kühlwasser- und Kaltwasser-Hauptleitungen zentraler Klimaanlagen und Heizungsanlagen eingesetzt und sind üblicherweise mit Hebel-, Schneckengetriebe- oder Elektroantrieben ausgestattet.
• Chemische und pharmazeutische Industrie
• Für Medien wie Säure-Base-Lösungen und organische Lösungsmittel werden mit PTFE oder PFA ausgekleidete korrosionsbeständige Absperrklappen bevorzugt. Sie zeichnen sich durch glatte Innenwände, keine Totzonen und eine einfache Reinigung aus.
• Lebensmittel- und Getränkeindustrie
• Sanitär-Absperrklappen aus poliertem Edelstahl mit Klemm-Schnellanschluss werden eingesetzt, um die CIP- und SIP-Reinigungs- und Sterilisationsanforderungen zu erfüllen.
• Metallurgie und Energieindustrie
• Dreifach exzentrische Absperrklappen mit Metallsitz sind die erste Wahl für Umlaufwasser-, Entschwefelungs- und Denitrifikationsleitungen sowie Hochtemperatur-Rauchgassysteme. Der Temperaturbeständigkeitsgrad des Ventilkörpermaterials muss bestätigt werden.
• Marinearchitektur und Meerestechnik
• Es werden spezielle Absperrklappen mit Salzsprühkorrosionsbeständigkeit und Vibrationsbeständigkeit ausgewählt. Bevorzugt wird Bronze oder seewasserbeständiger Edelstahl (z. B. 2205 Duplexstahl).

Die Auswahl der Absperrklappen ist nicht festgelegt. Es ist notwendig, die tatsächlichen Arbeitsbedingungen genau zu bewerten, einschließlich der Eigenschaften des Mediums, des Arbeitsdrucks, der Auslegungstemperatur und der Abstimmung der Dichtungsstrukturen. In Kombination mit Installationsraum, Wartungshäufigkeit und anderen Bedingungen vor Ort ist eine unangemessene Auswahl zu vermeiden.