Auswahl von Industrieventilen: Entscheidender Leitfaden

Ventile können zur Steuerung des Durchflusses aller Arten von Flüssigkeiten wie Luft, Schlamm, Öl, Wasser, Dampf, flüssige Metalle, korrosive Medien und radioaktive Medien eingesetzt werden. Daher ist es sehr wichtig, die am besten geeigneten Ventile für das Rohrleitungssystem auszuwählen. Um das am besten geeignete Ventil für das Rohrleitungssystem auszuwählen, ist es wichtig, die Eigenschaften des Ventils zu kennen und die Schritte und Kriterien für die Auswahl herauszufinden.

Klassifizierung von Ventilen:

Industriearmaturen können anhand verschiedener Parameter klassifiziert werden.

Allgemeine Kategorisierung

a. Automatische Ventile: Ventile, die in Abhängigkeit von der Art des Mediums (Flüssigkeit, Gas usw.) selbsttätig arbeiten.
Beispiele: Rückschlagventile, Sicherheitsventile, Regelventile, Absperrventile, Druckminderer usw.
b. Betätigte Ventile: Ventile, die manuell, elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigt werden können.

Beispiele: Schieber, Ventile, Drosselventile, Absperrklappen, Kugelhähne, Kükenhähne, usw.

Klassifizierung der Ventile nach ihrer Struktur:

a. Durchgangsventile: Der Blockteil bewegt sich in der Mitte des Sitzes.
b. Schieberventile: Der Blockteil bewegt sich entlang der Mitte des vertikalen Sitzes.
c. Kegel- und Kugelventile: Blockteil ist ein Kolben oder eine Kugel, die sich um ihren Mittelpunkt dreht.
d. Schwenkbare Ventile: Der Blockteil dreht sich um die Achse außerhalb des Sitzes.
e. Absperrklappen: Eine Scheibe des Blockteils dreht sich um eine Achse des Sitzes.

f. Schiebeventile: Das Blockteil gleitet in der vertikalen Richtung des Kanals.

Klassifizierung der Ventile je nach Anwendung:

a. Ventile zum Ein- und Ausschalten: Sie dienen dazu, die Medien in den Rohrleitungen durchzuschalten oder abzuschalten.
Beispiele: Durchgangsventile, Schieber, Kugelhähne, Klappen, usw.
b. Ventile zur Unterbrechung der Rückführung: Zur Verhinderung des Rückflusses von Medien
Beispiel: Rückschlagventile
c. Ventile zum Regulieren: Dienen zur Regulierung des Drucks und der Durchflussmenge der Medien.
Beispiele: Regelventile und Druckreduzierventile.
d. Ventile zum Verteilen: Dienen zur Änderung der Richtung des strömenden Mediums und ihrer Verteilung.
Beispiele: Auskleidungs-T-Hähne, Verteilerventile und Schieber.
e. Ventile für Sicherheitszwecke: Dienen zum Ablassen von überschüssigem Medium, um die Sicherheit des Rohrleitungssystems und der Ausrüstung zu gewährleisten, wenn der Druck des Mediums bestimmte Werte überschreitet.
Beispiele: Sicherheitsventile und Schutzventile.

f. Ventile für andere spezielle Zwecke: Siphonventile, Entlüftungsventile und Entleerungsventile.

Klassifizierung der Ventile je nach Fahrmodus:

a. Manuell angetriebene Ventile: Sie werden mit Hilfe von Handrädern, Griffen, Hebeln, Ketten usw. angetrieben.
b. Elektrisch angetriebene Ventile: Sie werden mit Hilfe eines Motors oder einer anderen elektrischen Vorrichtung angetrieben.
c. Hydraulisch angetriebene Ventile: Angetrieben durch Wasser oder Öl.

d. Pneumatisch angetriebene Ventile: Angetrieben durch Druckluft.

Klassifizierung der Ventile nach dem Nenndruck des Ventils:

a. Vakuum-Ventile: Absoluter Druck < 0,1 MPa, d. h. Ventile mit einem Druck von 760 mm Hg (Millimeter Quecksilber oder Millimeter Wasser werden zur Angabe des Drucks verwendet).
b. Ventile mit niedrigem Druck: Armaturen mit Normaldruck PN ≤ 1,6 Mpa (Stahlarmaturen mit einem Druck ≤ 1,6 Mpa sind im Geltungsbereich enthalten).
c. Ventile für mittleren Druck: Ventile mit Normaldruck zwischen PN 2,5~6,4 Mpa.
d. Ventile mit hohem Druck: Ventile mit Normaldruck zwischen PN 10.0~80.0 Mpa.

e. Super-Hochdruck-Ventile: Ventile mit Normaldruck PN ≥ 100,0 Mpa

Klassifizierung der Ventile nach der Temperatur des Arbeitsmediums:

a. Allgemeine Ventile: Ventile, die verwendet werden, wenn die Temperatur des Arbeitsmediums zwischen 40℃～425℃ liegt.
b. Hochtemperaturventile: Ventile, die verwendet werden, wenn die Temperatur des Arbeitsmediums zwischen 425℃～600℃ liegt.
c. Hitzebeständige Ventile: Ventile, die verwendet werden, wenn die Temperatur des Arbeitsmediums über 600℃ liegt.
d. Tiefsttemperaturventile: Ventile, die verwendet werden, wenn die Temperatur des Arbeitsmediums zwischen -150℃～-40℃ liegt.

e. Kryogenische Ventile: Ventile, die verwendet werden, wenn die Temperatur des Arbeitsmediums weniger als -150℃ beträgt.

Klassifizierung der Ventile nach inneren Nennweiten:

a. Ventile mit kleinem Durchmesser: Ventile mit innerer Nennweite DN<40mm.
b. Ventile mit mittlerem Durchmesser: Ventile mit einer inneren Nennweite zwischen DN50～300mm.
c. Ventile mit großem Durchmesser: Ventile mit einer inneren Nennweite zwischen DN350～1200mm.

d. Ventile mit Übergröße: Ventile mit einer inneren Nennweite zwischen DN350～1200mm.

Klassifizierung der Ventile nach ihren Verbindungen mit den Rohrleitungen:

a. Ventile, die mit Flanschen verbunden sind: Ventile mit Anschluss an die Rohrleitungen zwischen Flanschen.
b. Ventile, die mit Gewinden verbunden sind: Ventile mit Innen- oder Außengewinde, die über Gewinde mit den Rohrleitungen verbunden sind.
c. Geschweißte Ventile: Ventile mit geschweißter Verbindung und geschweißt mit Rohren.
d. Mit Schellen verbundene Ventile: Ventile mit Klemmanschluss an den Ventilgehäusen, die durch Schellen mit den Rohrleitungen verbunden sind.

e. Ventile mit Klemmringanschluss: Ventile, die mit Rohren durch eine Klemmringverbindung verbunden sind.

Merkmale der Ventile

Ventile haben im Allgemeinen die folgenden zwei Merkmale:

Anwendungsmerkmale:

Er bestimmt die Hauptbetriebsleistung und den Betriebsbereich der Armaturen. Die folgenden Punkte gehören zu diesem Bereich:
- Zweck der Ventile (Sperrventile, Regelventile, Sicherheitsventile usw.)
- Ventiltypen (Schieber, Ventile, Klappen, Kugelhähne usw.)
- Die Werkstoffe der Hauptteile (Ventilkörper, Ventildeckel, Schäfte, Scheiben, Dichtflächen).
- Übertragungsarten von Ventilen.

Strukturelle Merkmale:

Sie bestimmt den Einbau, die Reparatur, die Wartung und andere Methoden von Armaturen. Die folgenden Punkte gehören zum Anwendungsbereich:
- Die Länge und Gesamthöhe des Ventils.
- Die Verbindungsformen mit den Rohren (Flansche, Schellen, Innen- und Außengewinde, Schweißen, usw.)
- Dichtungsformen (Einsteckringe, Gewinderinge, Raupenschweißen, Spritzschweißen, Ventilkörper).

- Struktur der Ventilspindel (drehende Spindeln, anhebende Spindeln, usw.)

Schritte und Kriterien für die Ventilauswahl

Schritte zur Auswahl:

1) Bestätigung der Anwendung des Ventils in der Anlage oder dem Gerät und der Betriebsbedingungen des Ventils, wie z. B. anwendbare Medien, Betriebsdruck und Betriebstemperaturen usw.

2) Sicherstellen, dass sowohl die Nennweiten als auch die Anschlussmethoden der Rohrleitungen an die Armaturen wie Flansche, Gewinde oder Schweißen etc.

3) Bestimmung der Antriebsarten für die Ventile, d. h. ob die Ventile manuell, elektrisch, elektromagnetisch, pneumatisch oder hydraulisch, mit elektrischem oder elektrohydraulischem Gestänge usw. betrieben werden können.

4) Beide Gehäuse je nach dem von den Rohrleitungen übertragenen Medium, dem Betriebsdruck und der Betriebstemperatur und den Innenteilen aus Grauguss, Temperguss, Sphäroguss, Kohlenstoffstahl, legiertem Stahl, rostfreiem säurebeständigem Stahl oder Kupferlegierung usw. zu bestimmen.

5) Auswahl des Verwendungszwecks von Ventilen, z. B. Sperrventile, Regelventile, Sicherheitsventile usw.

6) Sicherstellen, dass die Art der Ventile, d.h. Schieber, Ventile, Kugelhähne, Klappen, Drosselventile, Sicherheitsventile, Druckminderungsventile, Kondensatableiter, etc.

7) Bestimmung der Parameter bei automatischen Ventilen, d.h. Bestimmung des zulässigen Durchflusswiderstandes, der Auslasskapazität, des Gegendrucks usw. und dann Bestimmung der Nenndurchmesser der Rohrleitungen und der Durchmesser der Ventilsitzbohrungen entsprechend den verschiedenen Anforderungen.

8) Bestimmung der geometrischen Parameter der ausgewählten Ventile, d. h. der Länge der Struktur, der Form und Größe der Flanschverbindungen, der Höhe der Ventile nach dem Öffnen und Schließen, der Größe und Anzahl der Schraubenlöcher und der Gesamtgröße der Ventile

9) Nutzung vorhandener Daten, z. B. Produktkataloge, Produktmuster, usw., um geeignete Produkte auszuwählen

Kriterien für die Auswahl:

Nachdem wir die Schritte zur Auswahl eines Ventils verstanden haben, sollten wir auch die Kriterien für die Auswahl eines Ventils verstehen.

1) Die Auswahl der ausgewählten Ventile je nach Zweck, Betriebsbedingungen und Betriebssteuerungsmethoden.

2) Auswahl nach den Eigenschaften des Arbeitsmediums, d.h. Arbeitsdruck, Arbeitstemperatur, Korrosionsverhalten, Viskosität des Mediums, ob es feste Partikel enthält oder ob es giftig, entflammbar, explosiv usw. ist.

3) Auswahl des Ventils entsprechend den Anforderungen der Flüssigkeitseigenschaften, d.h. Durchflusswiderstand, Durchflussmenge, Durchflusskennlinie und Dichtungsgrad usw.

4) Auswahl je nach Installationsgröße und Anforderungen an die Außenmaße, d. h. Nennweiten, Anschlussmethoden, Anschlussgrößen an Rohrleitungen, Außenmaße oder Gewichtsbeschränkungen usw.

5) Auswahl nach zusätzlichen Anforderungen an die Zuverlässigkeit der Armaturen, die Lebensdauer und die explosionssichere Ausführung ihrer elektrischen Geräte.

Einige wichtige Punkte bei der Auswahl der Parameter

- Sollen die Ventile zu Steuerungszwecken eingesetzt werden, müssen zusätzlich folgende Parameter ermittelt werden:

- Arbeitsweise,

- maximale und minimale Durchflussmenge,

- Druckabfall bei normalem Durchfluss und beim Schließen,

- maximaler und minimaler Druck der Ventileingänge.

- Zusätzlich zu den oben genannten Grundlagen und Schritten sollten Sie die inneren Strukturen der verschiedenen Ventiltypen im Detail verstehen, um die Ventile vernünftig und richtig auszuwählen, damit die bevorzugte Wahl der Ventile getroffen werden kann.

- Ventile sind die Endkontrolle in den Rohrleitungen. Das Öffnen und Schließen des Ventils steuert den Weg des Mediums in den Rohrleitungen.

- Die Form der Fließkanäle eines Ventils verleiht diesem bestimmte Fließeigenschaften. Dies muss bei der Auswahl der am besten geeigneten Armaturen für das Rohrleitungssystem berücksichtigt werden.

Grundsätze für die Auswahl von Ventilen

Ventile zum Absperren und Freigeben des Durchflussmediums

- Wenn es sich bei den Durchflusskanälen der Ventile um Durchgangsventile handelt, deren Durchflusswiderstand gering ist, werden sie in der Regel als Ventile zum Absperren und Freigeben gewählt.

- Nach unten geschlossene Ventile (Absperrventile, Ringkolbenventile) sind aufgrund ihrer gewundenen Strömungswege und ihres höheren Strömungswiderstands weniger zu bevorzugen.

- Ventile wie Blockventile können dort eingesetzt werden, wo ein höherer Durchflusswiderstand zulässig ist.

Ventile für die Durchflusskontrolle

Die für einen bestimmten Zweck ausgewählten Ventile müssen in der Lage sein, den Durchfluss leicht zu regulieren.

- Abwärts schließende Ventile (z. B. Blockventile) sind für diesen Zweck geeignet, da ihre Sitzgröße proportional zum Hub der Blockteile ist.

- Drehventile (Kükenhähne, Absperrklappen, Kugelhähne) und Ventile mit flexiblem Gehäuse (Schellenventile, Membranventile) können ebenfalls für die Drosselregelung verwendet werden, sind aber nur in einem begrenzten Bereich von Ventildurchmessern einsetzbar.

- Schieber sind scheibenförmige Ventile, die eine Querbewegung zum runden Ventilsitz ausführen. Sie können den Durchfluss nur regeln, wenn sie sich in der Nähe der Schließstellung befinden. Daher werden sie normalerweise nicht zur Durchflussregelung verwendet.

Ventile zum Umkehren und Umleiten

Je nach den Erfordernissen der Umkehrung und Verzweigung können die Ventile drei oder mehr Kanäle haben. Kükenhähne und Kugelhähne sind für diesen Zweck besser geeignet. Daher werden die meisten Ventile, die zum Umkehren und Verteilen verwendet werden, aus einem dieser beiden Typen ausgewählt. In einigen Fällen können jedoch auch andere Ventiltypen zum Umkehren und Verteilen verwendet werden, solange zwei oder mehr Ventile ordnungsgemäß miteinander verbunden sind.

Ventile für Medien mit schwebenden Partikeln

Wenn sich Partikel im Medium befinden, ist es am besten, Ventile mit Abstreiffunktion zu verwenden, deren Blockteile auf der Dichtfläche gleiten. Wenn die Hin- und Herbewegung der Blockteile senkrecht zum Ventilsitz erfolgt, können sie Partikel festhalten, daher sind diese Ventile nur für partikelfreie Medien geeignet, es sei denn, die Werkstoffe der Dichtfläche lassen die Einbettung von Partikeln zu. Sowohl Kugelhähne als auch Kegelventile haben während des Öffnungs- und Schließvorgangs eine Abstreiffunktion auf der Dichtfläche und sind daher für den Einsatz in Medien mit herabhängenden Partikeln geeignet.

Hinweise zur Ventilauswahl

1. Schieberauswahl

Schieber sind die bevorzugte Art von Ventilen. Sie eignen sich nicht nur für Medien wie Dampf und Ölprodukte, sondern auch für Medien mit körnigen Feststoffen und hoher Viskosität. Diese Ventile sind auch für Entlüftungs- und Niedervakuumsysteme geeignet. Für Medien mit Feststoffpartikeln sollten die Schiebergehäuse eine oder zwei Spülbohrungen haben. Für Medien mit niedrigen Temperaturen sollten spezielle Tieftemperatur-Absperrschieber verwendet werden.

2. Auswahl des Durchgangsventils

Das Durchgangsventil ist für Rohrleitungen geeignet, die keine strengen Anforderungen an die Flüssigkeitsbeständigkeit, d.h. den Druckverlust, stellen. Sie können für Rohrleitungen oder Anlagen mit hoher Temperatur und hohem Druck sowie für Rohrleitungen mit Dampfmedium und DN<200mm in Betracht gezogen werden. Für kleine Ventile können Durchgangsventile verwendet werden, wie z.B. Zapfenventile, Ventile für Instrumente, Ventile für Probenahmen, Manometerventile, usw. Bei der Durchfluss- oder Druckregelung werden wegen der geringen Genauigkeit und des relativ kleinen Durchmessers Durchgangsventile oder Drosselventile bevorzugt. Für hochtoxische Medien sollten faltenbalggedichtete Durchgangsventile verwendet werden. Sie sollten jedoch nicht für ein Medium verwendet werden, das eine hohe Viskosität aufweist und Partikel enthält, die sich leicht absetzen. Diese Ventile können nicht als Entlüftungsventile und Ventile für Niedervakuumsysteme verwendet werden.

3. Auswahl des Kugelhahns

Der Kugelhahn ist für Medien mit niedrigen Temperaturen, hohem Druck und hoher Viskosität geeignet. Die meisten Kugelhähne können in Medien mit Feststoffpartikeln eingesetzt werden und sind auch für pulverförmige und körnige Medien geeignet, je nach den Anforderungen der Dichtungsmaterialien. Die Vollkanal-Kugelhähne eignen sich nicht für die Durchflussregelung, wohl aber für Gelegenheiten, die ein schnelles Öffnen und Schließen zum Abschalten in Notfällen oder bei Unfällen erfordern. Kugelhähne werden in Rohrleitungen mit strengen Dichtungsanforderungen, Verschleiß, Schrumpfkanälen, schnellen Öffnungs- und Schließvorgängen, Hochdruckabsperrung (großer Differenzdruck), geringem Geräuschpegel, Vergasung, niedrigem Betriebsdrehmoment und geringem Fluidwiderstand empfohlen. Sie sind auch für leichte Strukturen, Niederdruckanschläge und korrosive Medien geeignet.

Während sie die idealsten Armaturen für niedrige Temperaturen, kryogene Medien sind, werden Tieftemperatur-Kugelhähne mit Ventiloberteil in Rohrleitungssystemen und Geräten für Tieftemperaturmedien eingesetzt. Bei der Auswahl der schwimmend gelagerten Kugelhähne sollten die Sitzwerkstoffe den Belastungen der Kugel und des Arbeitsmediums standhalten. Kugelhähne mit großem Durchmesser erfordern ein größeres Drehmoment beim Betrieb. Für Kugelhähne mit DN≥200mm wird der Schneckenantrieb zur Betätigung bevorzugt. Außerdem sollten die Kugelhähne, die in Rohrleitungen für hochgiftige Stoffe und entflammbare Medien eingesetzt werden, feuerfest und antistatisch sein.

4. Auswahl der Drosselklappe

Drosselventile sind für Orte geeignet, an denen die Temperatur des Mediums niedrig und der Druck hoch ist. Sie eignen sich auch für Orte, an denen Durchflussmenge und Druck geregelt werden müssen. Sie eignen sich jedoch nicht für ein Medium mit hoher Viskosität und festen Partikeln. Daher können sie nicht als Absperrventile verwendet werden.

5. Auswahl des Stopfenventils

Im Allgemeinen sind Kegelventile für Situationen geeignet, die ein schnelles Öffnen und Schließen erfordern. Sie eignen sich auch für Medien mit niedriger Temperatur und hoher Viskosität sowie für Medien mit Schwebeteilchen, aber nicht für Dampf und Hochtemperaturmedien.

6. Auswahl der Absperrklappe

Absperrklappen eignen sich für Rohrleitungen mit großen Durchmessern (z. B. DN > 600 mm) und kurzer Baulänge sowie für Anforderungen an eine schnelle Durchflussregelung und schnelles Öffnen und Schließen. Sie werden im Allgemeinen für Wasser, Öl, Druckluft und andere Medien mit einer Temperatur ≤80℃ und einem Druck ≤1,0MPa eingesetzt. Im Vergleich zu Schiebern und Kugelhähnen eignen sich Absperrklappen aufgrund ihres relativ großen Druckverlustes für Rohrleitungssysteme mit weniger strengen Druckverlusten.

7. Auswahl des Rückschlagventils

Rückschlagventile sind in der Regel für saubere Medien geeignet, jedoch nicht für Medien mit festen Partikeln und hoher Viskosität.

- Bei DN≤40mm sollten Hubrückschlagventile verwendet werden (nur für den Einbau in horizontale Rohrleitungen zugelassen).

- Bei DN=50～400mm sollten Rückschlagklappen mit Pendelhub verwendet werden (Einbau sowohl in horizontale als auch in vertikale Rohrleitungen). Bei der Installation in vertikalen Rohrleitungen sollte die Durchflussrichtung des Mediums von unten nach oben sein)

- Bei DN≥450mm sollten Pufferrückschlagventile verwendet werden.

- Bei DN=100～400mm können auch Zwischenflansch-Rückschlagventile verwendet werden.

Die Rückschlagklappe kann für einen sehr hohen Arbeitsdruck hergestellt werden, und der PN kann bis zu 42 MPa erreichen. Je nach den Materialien des Gehäuses und der Dichtung können sie für verschiedene Arbeitsmedien wie Wasser, Dampf, Gas, korrosive Medien, Öl usw. und Arbeitstemperaturen im Bereich von -196 bis 800 ℃ eingesetzt werden.

8. Auswahl des Membranventils

Membranventile eignen sich für Öl, Wasser, saure Medien und Medien, die Schwebeteilchen enthalten, mit Betriebstemperaturen unter 200℃ und einem Druck unter 1,0MPa, jedoch nicht für Medien mit organischen Lösungsmitteln und starken Oxidationsmitteln.

- Membranventile mit Wehr sollten für abrasive körnige Medien ausgewählt werden. Bei der Auswahl von Membranventilen mit Wehren sind die Tabellen mit den Durchflusseigenschaften zu beachten.

- Membranventile in Durchgangsform sollten für zähflüssige Medien, Zementschlämme und Sedimente verwendet werden.

- Membranventile sollten nicht in Vakuumleitungen und Vakuumanlagen eingesetzt werden, es sei denn, sie unterliegen besonderen Anforderungen.

Zusammenfassung

Die verschiedenen Arten von Ventilen haben ein breites Anwendungsspektrum und werden sehr häufig eingesetzt. Die Anwendungen von Ventilen finden sich in verschiedenen Bereichen des täglichen Lebens wieder. Die Rolle der Ventile ist sehr wichtig, um den normalen Betrieb des Rohrleitungssystems zu gewährleisten und das Auftreten des Phänomens "Tropfen und Lecken" zu verhindern. Daher ist es sehr wichtig, die Struktur der Ventile, ihre Funktionsweise und ihre Arbeitsbedingungen zu verstehen, um das richtige Ventil auszuwählen.