Feuersicherer Kugelhahn 

Was ist ein feuersicherer Kugelhahn? 

Feuersichere Kugelhähne sind Armaturen zur Verringerung von Leckagen und flüchtigen Emissionen, wenn sie Bränden mit hohen Temperaturen ausgesetzt sind. Da die meisten Armaturen aus unlegierten Werkstoffen für die Abdichtung bestehen, müssen sie auch bei hohen Temperaturen funktionsfähig bleiben oder auf vorhersehbare Weise versagen, wodurch sich feuersichere Kugelhähne von anderen Arten von Kugelhähnen unterscheiden. Es gibt bestimmte Konstruktions- und Prüfnormen, die bei feuersicheren Kugelhähnen berücksichtigt werden. Diese Normen werden von den Herstellern feuersicherer Kugelhähne befolgt, um sicherzustellen, dass die Armatur wie gewünscht funktioniert. Feuersichere Kugelhähne werden manuell mit einem Handhebel oder mit einem Stellantrieb betätigt. Für feuersichere Kugelhähne kann ein elektrischer oder pneumatischer Antrieb verwendet werden. Ein feuersicherer Kugelhahn sollte in der Lage sein, den Druck während und nach einer bestimmten Dauer der Brandeinwirkung zu halten. Ein feuersicherer Kugelhahn wird verwendet, weil im Falle eines Brandes entflammbare oder gefährliche Flüssigkeiten aus dem Ventil austreten können. Wenn ein nicht brandsicherer Kugelhahn verwendet wird und ein Feuer ausbricht, tritt Flüssigkeit aus dem Ventilschaft aus. Der Flüssigkeitsaustritt unterstützt das Feuer und lässt es größer werden als zuvor. Daher wird ein feuersicherer Kugelhahn benötigt, damit keine Flüssigkeit austritt, wenn er einem Feuer ausgesetzt wird. Feuersichere Kugelhähne werden vor allem in Raffinerien und chemischen Verarbeitungsanlagen eingesetzt, um den Umgang mit brennbaren Flüssigkeiten zu erleichtern. Feuersicher Kugelhahnhersteller haben die Aufgabe, bei und nach Brandausbrüchen für ein dichtes Absperren des Ventils zu sorgen. 

Wie funktioniert ein feuersicherer Kugelhahn? 

Zwei Arten von Flüssigkeitsleckagen werden durch die Verwendung eines feuersicheren Kugelhahns vor und nach dem Feuer vermieden. Die Leckage kann an der Spindel oder am Sitz auftreten. Es gibt zwei Methoden, um einen feuersicheren Kugelhahn zu konstruieren. Eine Methode ist die Verwendung eines feuerfesten Bauteils und die andere Methode ist die Verwendung eines nicht feuerfesten Bauteils, das durch eine spezielle Konstruktion unterstützt wird, die eine Leckage nach dem Schmelzen des Materials verhindert. Bei der Verwendung eines feuerfesten Bauteils werden ein Metallsitz, ein Graphitsitzeinsatz und eine Graphitpackung an der Spindel verwendet. Bei einem feuersicheren Kugelhahn mit Spindelpackung und Sitzeinsatz bleibt der Graphit auch dann erhalten, wenn der Hahn einem Feuer ausgesetzt wird. Die andere Methode verwendet eine thermoplastische Spindelpackung und ein thermoplastisches Sitzmaterial wie PTFE. Bei der Sitzkonstruktion schmilzt der Thermoplast bei hohen Temperaturen, und die Abdichtung des Ventils wird durch einen Körper erreicht, der so bearbeitet ist, dass er als Sekundärdichtung dient. Bei der Spindelpackung wird das thermoplastische Dichtungsmaterial durch die Verwendung einer Graphitdichtung als Sekundärdichtung im Brandfall unterstützt. 

Abbildung: Komponenten eines feuersicheren Kugelhahns.

Der normale Betrieb eines feuersicheren Kugelhahns, der den Flüssigkeitsstrom öffnet und schließt, bleibt ebenfalls erhalten. Die Funktion eines feuersicheren Kugelhahns, der den Durchfluss von Flüssigkeiten ermöglicht, hängt von einer Kugel mit einer Bohrung in der Mitte ab. Um einen feuersicheren Kugelhahn zu öffnen, wird der Griff um 90 Grad gedreht.^o. Dadurch wird der Griff, der über eine Ventilstange mit der Kugel verbunden ist, zum Drehen der Kugel veranlasst. Wenn die Kugel um 90 Grad gedreht wird^o wird er in eine Linie mit der Rohrleitung gebracht und ermöglicht so den Durchfluss der Flüssigkeit. Um den feuersicheren Kugelhahn zu schließen, wird der Griff um weitere 90^o entgegengesetzt zur Drehrichtung beim Öffnen des Ventils. Dies führt dazu, dass sich die Kugelbohrung dreht und senkrecht zur Rohrleitung steht und somit den Flüssigkeitsstrom blockiert. 

Abbildung: Funktionsweise eines feuersicheren Kugelhahns.

Arten von feuersicheren Kugelhähnen

Geschmiedete feuersichere Kugelhähne 

Dies ist ein feuersicherer Kugelhahn, der im Schmiedeverfahren hergestellt wird. Bei der Schmiedemethode zur Herstellung eines feuersicheren Kugelhahns wird ein metallisches Material in fester Form geformt. Bei diesem Verfahren werden industrielle Werkzeuge und Wärme eingesetzt, um das metallische Material durch Druck zu biegen. Mit Hilfe von Gesenken werden die Materialien so geformt und geschnitten, dass der gewünschte feuersichere Kugelhahn entsteht. Geschmiedete Kugelhähne haben den Vorteil, dass sie eine hohe Festigkeit aufweisen und daher für Hochtemperatur- und Hochdruckanwendungen geeignet sind. Bei der Herstellung eines geschmiedeten feuersicheren Kugelhahns wird das Korngefüge verfeinert, was die Gesamtschlagfestigkeit des Endprodukts erhöht. Durch das Schmiedeverfahren haben feuersichere Kugelhähne außerdem eine geringere Dicke, was dazu beiträgt, die thermische Ermüdung beim Betrieb des Hahns zu minimieren. 

Gegossene feuersichere Kugelhähne

Dies sind feuersichere Kugelhähne, die im Gießverfahren hergestellt werden. Bei der Gussmethode wird geschmolzenes Metall verwendet, um den Kugelhahn zu formen. Das metallische Material wird auf eine hohe Temperatur erhitzt, so dass es schmilzt. Das geschmolzene Material wird in Gussformen gegossen. Das geschmolzene Material muss abkühlen und erstarren, bevor es aus der Form ausgestoßen wird. Mit dem Gießverfahren lassen sich feuersichere Kugelhähne mit komplexen Mustern, Formen und Größen. Gegossene feuersichere Kugelhähne sind kosteneffizienter und machen die Armaturen billiger, da sie im Gegensatz zum Schmiedeverfahren weniger Bearbeitungskosten verursachen. 

Einteiliger feuersicherer Kugelhahn 

Dies ist ein feuersicherer Kugelhahn mit einem massiven Gusskörper. Der einteilige Gusskörper trägt dazu bei, das Risiko eines Flüssigkeitsaustritts zu verringern. Einteilige feuersichere Kugelhähne sind am preiswertesten. Einteilige feuersichere Kugelhähne können nicht gereinigt oder repariert werden, da sie nicht geöffnet werden können. Diese Ventile werden entsorgt, wenn sie ein Problem entwickeln. 

Abbildung: Einteiliger feuersicherer Kugelhahn.

Zweiteiliger feuersicherer Kugelhahn 

Es handelt sich um einen feuersicheren Kugelhahn, der aus zwei Teilen besteht: ein Teil besteht aus dem Gehäuse und einem Endanschluss und das zweite Teil aus der Verkleidung und dem zweiten Endanschluss. Ein zweiteiliger feuersicherer Kugelhahn hat den Vorteil, dass er bei Bedarf zur Reinigung, Reparatur und Inspektion geöffnet werden kann. Ein zweiteiliger feuersicherer Kugelhahn muss aus der Rohrleitung ausgebaut werden, damit die beiden Teile für Reparaturen oder Reinigung getrennt werden können. 

Abbildung: Zweiteiliger feuersicherer Kugelhahn.

Dreiteiliger feuersicherer Kugelhahn 

Es handelt sich um einen feuersicheren Kugelhahn, der aus drei Teilen besteht, nämlich dem Gehäuse und zwei Endstücken. Die drei Teile werden mit Schrauben und Muttern zusammengeklemmt. Ein dreiteiliger feuersicherer Kugelhahn ermöglicht es, Sitze, Kugel und Spindel zur Inspektion, Reinigung oder Reparatur aus der Rohrleitung zu entfernen. Dreiteilige feuersichere Kugelhähne sind sehr praktisch für Reparaturen, aber sie sind teurer als einteilige und zweiteilige Pendants. 

Abbildung: Dreiteiliger feuersicherer Kugelhahn.

Drei-Wege-Kugelhähne mit Brandschutzfunktion 

Dies ist ein feuersicherer Kugelhahn mit drei Anschlüssen. Ein Drei-Wege-Kugelhahn mit Brandschutzfunktion kann eine L- oder T-Anschluss-Konfiguration haben. Ein Drei-Wege-Kugelhahn funktioniert durch Drehen des Griffs, der dann die Kugel dreht, um die Löcher in der Kugel mit den Ein- und Auslassöffnungen des Ventils auszurichten, je nach Bedarf. Die L-förmige Konfiguration eines feuersicheren Kugelhahns liefert Flüssigkeit durch 90^o von der Einlassöffnung zur Auslassöffnung. Der L-förmige feuersichere Kugelhahn wird zur Umleitung des Flüssigkeitsstroms und für Auf/Zu-Anwendungen verwendet. Der T-förmige Drei-Wege-Kugelhahn wird zum Mischen von Flüssigkeitsströmen oder zum Umleiten von Flüssigkeitsströmen verwendet. Beim Mischen von Flüssigkeitsströmen werden zwei Ströme aus den beiden Einlassöffnungen gemischt und durch eine Auslassöffnung abgeleitet. Wenn der T-förmige Dreiwege-Brandschutzkugelhahn zur Umleitung des Flüssigkeitsstroms verwendet wird, leitet er einen Flüssigkeitsstrom vom Einlass ab, um zwei Flüssigkeitsströme durch die beiden Auslassöffnungen zu bilden. 

Abbildung: Drei-Wege-Kugelhahn mit Brandschutzfunktion.

Konstruktionsnormen für einen feuersicheren Kugelhahn 

API 608-Norm 

Dies ist eine Norm für die feuersichere Konstruktion, die für die Chemie- und Raffinerieindustrie gilt.

API 6D-Norm 

Es handelt sich um eine Konstruktionsnorm, die für Erdgas- und Erdölanlagen gilt. 

NACE MR-0175 

Dabei handelt es sich um eine Konstruktionsnorm, die bei der Konstruktion von Materialien im Hinblick auf die Exposition gegenüber Schwefelwasserstoff befolgt wird, der natürlich in Erdgas und Erdöl vorkommen kann. 

Prüfnormen für feuersichere Kugelhähne 

API 607 Prüfnorm 

Dies ist die wichtigste Brandprüfungsnorm. In dieser Norm werden die für die Prüfung und Leistungsbewertung verwendeten Parameter erläutert. 

API 6D-Prüfnorm 

Diese Norm dient als Prüf- und Konstruktionsnorm. Daher ist es wahrscheinlich, dass in einigen Dokumenten "mit Verweis auf API 6D" in API 6D Design- oder Prüfnorm steht. 

Anwendungen von feuersicheren Kugelhähnen 

• Wird in Sattdampfanwendungen verwendet. 
• Hochtemperaturmedien. 
• Chemische Prozesslinien. 
• Anwendungen mit flüchtigen Emissionen. 
• Petrochemische Industrie. 
• Sie werden in der Öl- und Gasindustrie eingesetzt. 
• Pharmazeutische Anwendungen. 
• Lebensmittelverarbeitende Industrie. 
• Kosmetische Industrie. 

Vorteile von feuersicheren Kugelhähnen 

• Sie sind schnell zu bedienen. 
• Sie können je nach Vorliebe des Benutzers manuell oder automatisch sein. 
• Langlebig. 
• Vielseitig, da sie in verschiedenen Branchen eingesetzt werden können. 
• Sie sind feuerfest. 
• Hohe Festigkeit. 
• Perfekte Dichtungen. 
• Sie können leicht demontiert und repariert werden. 

Nachteile von feuersicheren Kugelhähnen 

• Teuer im Vergleich zu anderen Kugelhähnen. 
• Sie müssen nach den festgelegten Normen entworfen und geprüft werden, da sie sonst im Falle eines Brandes nicht zuverlässig sind. 
• Nicht geeignet für Drosselungsanwendungen. 

Fehlersuche bei feuersicheren Kugelhähnen 

Flüssigkeitsaustritt bei geschlossenem Brandschutzkugelhahn 

• Beschädigte Kugeldichtfläche. Ersetzen Sie die Kugel. 
• Beschädigter Sitz. Tauschen Sie den Sitz aus. 

Unruhiger Lauf der Kugel 

• Fremdkörper zwischen Gehäuse und Sitz oder zwischen Kugel und Sitz. Zerlegen Sie den Brandschutzkugelhahn und reinigen Sie die Kugel, den Sitz und das Gehäuse. 

Schwierige Bedienung des feuersicheren Kugelhahns 

• Sitz beschädigt. Ersetzen Sie den Sitz. 
• Sehr hohe Innentemperatur oder sehr hoher Druck. Prüfen Sie, ob das Ventil mit den empfohlenen Druck- und Temperaturwerten arbeitet. 
• Fremdkörper verstopfen den Gehäusehohlraum. Reinigen Sie das Innere des feuersicheren Kugelhahns. 

Dampfaustritt 

• Lockere Flanschbolzen oder Gewindeverbindung. Ziehen Sie die Bolzen oder die Gewindeverbindung fest. 
• Spindel beschädigt. Ersetzen Sie die Spindel nach Bedarf. 

Leckage in den Rohren 

• Fremdkörper im Rohr. Entfernen Sie die Fremdkörper. 
• Beschädigtes Rohrgewinde. Ersetzen Sie das Rohr. 

Zusammenfassung 

Feuersichere Kugelhähne sind Armaturen, die Leckagen und flüchtige Emissionen reduzieren sollen, wenn sie Bränden mit hohen Temperaturen ausgesetzt sind. Sie werden nach bestimmten Normen konstruiert und geprüft, um sicherzustellen, dass man sich auf sie verlassen kann. Einige der bei der Konstruktion befolgten Normen sind API 608, API 6D und NACE MR-0175. Eine der Normen ist die API 607-Norm. Feuersichere Kugelhähne können automatisch oder manuell betätigt werden. Sie funktionieren mit einer Kugel, in deren Mitte sich eine Bohrung befindet. Die Flüssigkeit fließt durch diese Bohrung, wenn das Ventil um 90 Grad gedreht wird.^o Grades. Es gibt verschiedene Arten von feuersicheren Kugelhähnen, darunter geschmiedete feuersichere Kugelhähne, gegossene feuersichere Kugelhähne, einteilige feuersichere Kugelhähne, zweiteilige feuersichere Kugelhähne, dreiteilige feuersichere Kugelhähne und Dreiwege-Feuersicherheitskugelhähne. Diese Ventile werden in verschiedenen Bereichen eingesetzt, z. B. in der petrochemischen und chemischen Industrie, in der Öl- und Gasindustrie, in der pharmazeutischen Industrie, in der Kosmetikindustrie, in der Lebensmittelindustrie und in Hochtemperaturmedien, um nur einige zu nennen. Die Vorteile von feuersicheren Kugelhähnen sind schnelle Bedienung, Feuerbeständigkeit, hohe Festigkeit, perfekte Abdichtung, Vielseitigkeit, Langlebigkeit, manuelle oder automatische Bedienung, Reparierbarkeit und hohe Festigkeit.